Бурчак О. В. Розвиток теорії та розробка фізико-хімічної моделі аномальних метанопроявів у вугільних шахтах.

Мета роботи – подальший розвиток теорії та розробка фізико-хімічної моделі аномальних метанопроявів у шахтах на основі визначення механізмів та умов активації структурних перетворень у кам’яному вугіллі в процесі вуглефікації для попередження непрогнозованого виділення метану і створення нових технологій видобутку вуглеводневих енергоносіїв. Об'єкт досліджень – явища аномальних метанопроявів в шахтах та механізми виділення газів вугіллям. Методи досліджень. В роботі застосовано комплексний метод досліджень, який включає аналіз та узагальнення існуючої інформації по проблемі та теоретичні дослідження питання, що базуються на принципах термодинаміки; натурні експериментальні дослідження; лабораторну перевірку отриманих даних шляхом фізичного моделювання процесів у вугільній речовині на атомно-молекулярному рівні під зовнішнім впливом з використанням сучасних фізичних методів вивчення структури та енергетичного стану вугільної речовини; математичні методи обробки результатів досліджень. Для розробки фізико-хімічної моделі метановиділення у вугільних шахтах використано новий методологічний підхід, що дозволяє вивчати структурні перетворення у вугільній речовині на атомно-молекулярному рівні. Наукове значення роботи полягає у новому методологічному підході до вивчення стану та властивостей метастабільної вуглефікованої органічної речовини, що дозволяє досліджувати умови та механізми структурних перетворень вугілля на молекулярному рівні; у визначенні релаксаційної природи та вільно-радикального механізму перетворень молекулярної будови вугілля, наслідком яких є як аномальні метанопрояви, так і поточне метановиділення; у новій фізико-хімічній моделі аномальних метанопроявів в шахтах і поточної генерації вугіллям газів та розвитку теорії закономірних структурних перетворень вугілля під стохастичним впливом геомеханічних чинників. Практичне значення роботи: Методика досліджень та результати оцінки метаноємнісних властивостей вугілля методом ЕПР увійшли складовою частиною до нормативного документа ДКЗ України: «Методичних рекомендацій з геологічного вивчення газоносності вугільних пластів та пластів уміщуючих порід для підрахунку запасів і оцінки ресурсів газу (метану) вугільних родовищ у надрах». Розроблено «Методику експериментальних досліджень залежності магнітних властивостей вугільної речовини від виду та енергії зовнішньої дії». Розроблено «Комплексну методику прогнозування газодинамічних зон». Реалізація результатів досліджень: «Комплексна методика прогнозування газодинамічних зон» передана на шахту «Північна» ДП «Торецьквугілля». Очікуваний економічний ефект від впровадження методики складає 529500,00 грн. Економія досягається за рахунок здешевлення оцінки граничної сорбційної здатності вугільної речовини, що є одним з показників, які використовуються при прогнозі викидонебезпечних зон вугільного пласта. До державного регіонального геологічного підприємства «Донецькгеологія» передано «Заключение по результатам исследования проб отобранных по скважине Д-55 на шахті «Західно-Донбаська», блок №3» з даними по граничній сорбційній здатності відібраних зразків. Запропонований новий методологічний підхід до вивчення стану газонасиченого вуглепородного масиву і процесів у вугільній речовині, використано при проведенні наукових досліджень умов формування газоносності вугілля в Інституті геологічних наук НАН України. Результати наукових досліджень використані при вивченні структурних особливостей вугільної речовини в Інституті фізики гірничих процесів НАН України.