Анотація до роботи:

Здещиц В.М. Розвиток наукових основ та техніки вимірювань параметрів геомеханічних і техногенних процесів в гірничовидобувному регіоні. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.11 – фізичні процеси гірничого виробництва. – Національний гірничий університет України, Дніпропетровськ, 2007.

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності гірничого виробництва за рахунок розвитку наукових основ та техніки вимірювань параметрів геомеханічних і техногенних процесів у гірничовидобувному регіоні. Установлено, що використання цифрових та волоконно-оптичних технологій для створення нових реєструвальних пристроїв дозволяє дистанційно і комплексно дослідити фізичні процеси у гірських породах. Виконано теоретичні та аналітичні дослідження систем для створення парку датчиків з дистанційним зняттям інформації, розроблені їх конструкції, проведені лабораторні та виробничі випробування. Розроблено методики вимірювань для створених приладів і на практиці отримані експериментальні дані, аналіз яких дозволив одержати нові знання про фізичні процеси, що відбуваються в гірських породах і спорудах.

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій вирішена актуальна наукова проблема, яка полягає в розвитку наукових основ та техніки вимірювань параметрів геомеханічних і техногенних процесів у гірничовидобувному регіоні, що має важливе значення для України.

Основні наукові й практичні результати роботи:

1. Доведено, що гірничі роботи, які ведуться у Криворізькому гірничорудному басейні відкритим і підземним способами, дуже впливають на земну поверхню, що приводить до виникнення значних за площами зон зрушень і зсувів. Масові вибухи, які проводяться періодично в кар'єрах і шахтах, приводять до виникнення додаткових навантажень на напружено-деформований гірський масив.

Існуючі методи діагностики й контролю напруженого стану гірського масиву не можуть задовольняти сучасні потреби виробництва через недостатню точність вимірюваних параметрів фізичних процесів, що відбуваються, і принципову неможливість у більшості випадків здійснювати ці вимірювання дистанційно.

2. Аналіз сучасних способів і засобів передачі інформації дозволив однозначно визначитися з базовими технологіями, які повинні бути задіяні для вирішення вищезазначених проблем: це технології цифрових і волоконно-оптичних систем виміру.

З метою виявлення одержуваних переваг була розглянута теорія волоконно-оптичних світловодов з позицій її застосовності для вирішення проблем, пов'язаних з гірничим виробництвом.

Показано, що рефлектометричні волоконно-оптичні датчики та датчики прохідного типу із зовнішньою модуляцією інтенсивності світла є основним елементом для побудови вимірювальних систем з дистанційним зніманням інформації.

3. Необхідність у вимірі багатьох параметрів фізичних процесів, що перебувають у статиці, динамічному розвитку, коливальному стані привела до розробки теорії й розрахункових методик для чутливих елементів волоконно-оптичних датчиків.

Уперше отримано оптимальні параметри для волоконно-оптичних датчиків мембранного типу, з кулястим чутливим елементом; виявлені кореляційні зв'язки інтенсивності світлового потоку й величини зовнішнього впливу (тиску, швидкості потоку, зсуву, деформації, амплітуди коливання тощо).

4. Для контролю якості вибуху свердловинних зарядів і вибухових речовин розроблені методика й схеми вимірювань швидкості детонаційної хвилі за допомогою волоконної оптики. Випробування довели працездатність методу й незаперечні переваги в точності вимірювання швидкості перед традиційними методами.

Уперше визначені часи релаксації світіння повітря залежно від тиску. Цими величинами буде визначатися швидкодія повітряного сцинтилятора і, відповідно, точність реєстрації виходу ударної хвилі, точність методу.

5. Уперше отримано вираз залежності товщини фронту ударної повітряної хвилі від її інтенсивності, що дозволило визначити розміри чутливого елемента датчика (~10 мкм) для реєстрації слабких ударних повітряних хвиль (20...1000 Па) і на цій основі розробити вимірювальні пристрої.

6. Уперше розроблені методики й пристрої для дистанційного виміру деформації, величини гірського тиску, рівня ґрунтових вод у підошві відвалів. Встановлено датчики в підошву відвалу й отримані залежності, які характеризують величини фізичних процесів. Експериментально встановлено, що фактичний тиск на основу відвалу на 7,7% більше розрахункового, а це свідчить про те, що фактичний ступінь його стійкості може виявитися істотно нижчим, ніж проектний.

7. Розроблено високоточні волоконно-оптичні прилади й вимірювальні системи для здійснення дистанційного контролю просторового положення, задання вертикального напрямку й реєстрації кутів нахилу спостережуваних поверхонь.

8. Розроблено конструкції, встановлені спостережні станції та проведені їх промислові випробування з метою одержання інформації про геодинамічні процеси, які відбуваються в гірничовидобувному регіоні, у тому числі й під впливом гірничих робіт.

Показано, що застосування волоконно-оптичних систем вимірювання збільшує точність визначення зсуву гірських порід на порядок у порівнянні з традиційними методами.

9. Отримано експериментальні дані про величину інтенсивності землетрусів для об'єктів ЦПТ у кар'єрах Кривбасу й житлових будинків за межами кар'єрів.

Розроблено метод сейсмічного зондування для визначення міцності гірських порід. Результати роботи впроваджено на гірничих підприємствах Кривбасу.

10. Результати випробувань і впровадження техніки вимірювань параметрів геомеханічних і техногенних процесів у гірничовидобувному регіоні свідчать про їх високу ефективність, що дозволяє рекомендувати розроблені науково-технічні рішення для широкого використання на гірничовидобувних підприємствах.

За темою дисертації опубліковані 36 наукових праць, основні з яких:

1. Здещиц В.М. Оптика. Атомна та ядерна фізика: Навч. посіб. – Кривий Ріг: Мінерал, 2005. – 248 с.

2. Здещиц В.М. Інклінометричні вимірювання просторового положення свердловин // Автоматизація маркшейдерських робіт: Навч. посіб. – Кривий Ріг: Мінерал, 2006. – С. 286-328.

3. Здещиц В.М., Тарасов М.Д., Цукерман В.А. Спектрально-временные исследования свечения воздуха, возбуждаемого быстрыми электронами // ЖТФ. – Т. 59, Вып. 5. – 1989. – С. 51-55.

4. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Куликовская О.Е., Хлиповка Е.О. Оптимизация конфигурации марок для волоконно-оптических центров // Разработка рудных месторождений. – Вып. 71. – 2000. – С. 122-125.

5. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Хлыповка Е.Г. Исследование волоконно-оптической системы для наблюдений смещений горных пород // Разработка рудных месторождений. – Вып. 75. – 2001. – С. 60-64.

6. Здещиц В.М. Дмитриенко И.И., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптические датчики для маркшейдерии // Горный журнал. – 2002. – №1. – С. 58-59.

7. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Новые технологии в горно-металлургической промышленности // Разработка рудных месторождений – Вып. 78. – 2002. – С. 3-7.

8. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Новое направление в маркшейдерско-геодезической практике // Разработка рудных месторождений – Вып. 80. – 2002. – С. 8-12.

9. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптические датчики для дистанционного контроля деформации отвала // Разработка рудных месторождений. – Вып. 84. – 2003. – С. 3–9.

10. Здещиц В.М., Несмашний Є.О., Сидоренко В.Д. Моніторинг сейсмічних коливань при масових підриваннях свердловинних зарядів у кар’єрі ПівдГЗК // Вісник Криворізького технічного університету. – Вип. 1. – 2003. – С. 7-10.

11. Здещиц В.М. Исследование колебаний деформируемых систем волоконно-оптическими датчиками // Металлургическая промышленность. – 2004. – №1. – С. 94-95.

12. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Применение волоконно-оптических технологий для контроля качества взрыва и взрывчатых веществ // Вісник Криворізького технічного університету. – Вип. 6. – 2005. – С. 3-8.

13. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптический датчик давления ударных воздушных волн // Разработка рудных месторождений – Вып. 88. – 2005. – С. 216-221.

14. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Шолох М.В. Геометризация месторождений с использованием инклинометрической схемы скважин / Вісник Криворізького технічного університету. – Вип. 8. – 2005. – С. 107-111.

15. Здещиц В.М. Измерение деформации оконных стекол при проведении взрывных работ в карьерах // Вісник Криворізького технічного університету. – Вип. 10. – 2005. – С. 144-146.

16. Здещиц В.М., Несмашний Є.О., Бондурівська О.І. Методика та результати визначення рівня сейсмічного навантаження на житлові будинки при проведенні вибухових робіт на кар’єрах Кривбасу // Вісник Криворізького технічного університету. – Вип. 14. – 2006. – С. 144-147.

17. Здещиц В.М. Измерение векторной скорости сейсмических колебаний с помощью запоминающего цифрового осциллографа TPS 2014 // Вісник Криворізького технічного університету. – Вип. 16. – 2007. – С. 191–196.

18. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Волоконно-оптический наклономер // Современные пути развития маркшейдерско-геодезических работ на базе передового отечественного и зарубежного опыта: Сб. научн. тр. – Днепропетровск: НГАУ, 1997. – С. 213-215.

19. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Несмашный Е.А. Перспективы открытых горных работ в Криворожском бассейне в XI веке // Проблемы научного обеспечения горнопромышленного комплекса Украины на пороге XI века: Сб. науч. тр. Кривой Рог: КТУ, 2000. – С. 58-62.

20. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Хлыповка Е.Г. Радиосистема для волоконно-оптических станций наблюдений смещений горных пород // Сб. научн. тр. НГАУ. Днепропетровск, 2001. – Т. 1. – № 12. – С. 262-268.

21. Пат. 18240А. Україна, МПК⁵ G01С15/04 Пристрій для спостереження зміщення гірських порід / Здещиц В. М., Сидоренко В.Д. заявл. 18.12.95; опубл. 25. 12. 97; Бюл. № 6. – 1 с.

22. Пат. 9603 Україна, 7 F42B01/04 Пристрій для визначення швидкості детонації вибухових речовин / Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. / заявл. 17.01.2005; опубл. 17.10.05; Бюл. № 10.

23. Пат. 9602 Україна, 7 F42B01/04 Пристрій для визначення швидкості детонації вибухових речовин / Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. / заявл. 17.01.2005; опубл. 17.10.05; Бюл. № 10.

24. Пат. 18926 Україна, (51)МПК(2006) G01L 19/00 Пристрій для визначення тиску гірських порід / Півень В.О, Шпирок Д.М., Романенко О.B., Бехлер Є.Я., Здещиц В.М., Несмашний Є.О. / заявл. 20.06.2006; опубл. 15.11.2006; Бюл. № 11.

25. Здещиц В.М., Паранько І.С., Сидоренко В.Д. Застосування волоконно-оптичних систем у практиці реєстрації зміщення масивів гірських порід // Матеріали ІІ науково-технічної конференції «Сучасні небезпечні геологічні процеси. Вплив на довкілля. Нові технології прогнозування та захисту» (27 вересня – 1 жовтня 2004 р., АР Крим, м. Алушта). – Київ: НПЦ «Екологія. Наука. Техніка» Товариства «Знання» України, 2004.

26. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д., Шолох Н.В. Теоретичне обґрунтування та розробка інклінометра на основі цифрових технологій» // Міжнародна науково-технічна конференція «Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості України – 2005» (17-21 травня 2005 р., Кривий Ріг).

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані у співавторстві, полягає в наступному: [4, 8, 14, 18, 19, 25, 26] – виконання теоретичних розробок; [3] – ідея, теоретичні й експериментальні дослідження, аналіз результатів; [7, 12, 16] – теоретичні дослідження, розробка методики та технології проведення промислових випробувань; [6, 9, 13, 18, 20] – обґрунтування наукових основ техніки вимірювання; [5, 10, 11, 15, 17] – промислові впровадження наукових розробок, аналіз результатів; [21-24] – ідея, розробка конструкції пристрою.