Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии
Проведено аналіз можливих причин виникнення невизначеностей у тлумаченні характеристичних смуг інфрачервоних спектрів вугілля. Намічено шляхи подолання труднощів для підвищення точності розпізнавання функціональних груп у молекулярній структурі вугільної речовини....
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геотехническая механика |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53729 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии / А.К. Балалаев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 77-84. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-53729 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-537292014-01-27T03:11:51Z Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии Балалаев, А.К. Проведено аналіз можливих причин виникнення невизначеностей у тлумаченні характеристичних смуг інфрачервоних спектрів вугілля. Намічено шляхи подолання труднощів для підвищення точності розпізнавання функціональних груп у молекулярній структурі вугільної речовини. The analysis of the possible reasons of occurrence uncertainty in interpretation individual strips of oscillatory spectra of coals is carried out. Ways of overcoming of difficulties for increase of accuracy of recognition of functional groups in molecular structure of coal substance are planned. 2012 Article Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии / А.К. Балалаев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 77-84. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53729 505.8.08:543.421.424 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Проведено аналіз можливих причин виникнення невизначеностей у тлумаченні характеристичних смуг інфрачервоних спектрів вугілля. Намічено шляхи подолання труднощів для підвищення точності розпізнавання функціональних груп у молекулярній структурі вугільної речовини. |
| format |
Article |
| author |
Балалаев, А.К. |
| spellingShingle |
Балалаев, А.К. Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии Геотехническая механика |
| author_facet |
Балалаев, А.К. |
| author_sort |
Балалаев, А.К. |
| title |
Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии |
| title_short |
Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии |
| title_full |
Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии |
| title_fullStr |
Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии |
| title_full_unstemmed |
Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии |
| title_sort |
неоднозначности в интерпретации ик-фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53729 |
| citation_txt |
Неоднозначности в интерпретации ИК-Фурье спектров диффузного отражения углей в минимально нарушенном состоянии / А.К. Балалаев // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 98. — С. 77-84. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Геотехническая механика |
| work_keys_str_mv |
AT balalaevak neodnoznačnostivinterpretaciiikfurʹespektrovdiffuznogootraženiâuglejvminimalʹnonarušennomsostoânii |
| first_indexed |
2025-07-05T05:04:41Z |
| last_indexed |
2025-07-05T05:04:41Z |
| _version_ |
1836782067151536128 |
| fulltext |
77
Обратное можно сказать об областях песчаников лежащих вне выделенной ло-
кальной структуры. Для них отмечаются повышенные значения кажущегося
сопротивления, а также повышенные значения плотности и глинистости. Вы-
шеизложенное свидетельствует о том, что данные участки не обладают теми
свойствами, на основании которых можно характеризовать их как районы с
улучшенными коллекторами. Таким образом, методы ГИС (КС-ПЗ, ГГК, ГК)
дифференцируют изучаемые песчаники по свойствам и позволяют выделять в
них области с заданными параметрами (ρк, Jg, Jgg). Наиболее полная картина
может быть получена при использовании методов ГИС в комплексе. Совмест-
ное изучение диаграмм электрического и радиоактивного каротажа позволяет
достовернее определять разуплотненные зоны с повышенными трещиновать-
стью, газо- и влагонасыщенностью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Методика разведки угольных месторождений Донецкого бассейна. – М.: Недра, 1972. – 351 с.
2. Газоносность угольных месторождений Донбасса / А.В. Анциферов, М.Г. Тиркель, М.Т. Хохлов и др. /
Под ред. Н.Я. Азарова. – К.: Наук. думка, 2004. – 231 с.
3. Применение наземних геофизических исследований в комплексе работ по решению проблемы дегазации
шахтных полей и поискам скоплений метана в углевмещающей толще / Н.Н. Верповский, Ю.А. Гладченко, В.В.
Музыка, В.М. Полохов // Горная геология, геомеханика и маркшейдерия: Сб. научн. докл. УкрНИМИ НАН Ук-
раины. – Донецк, 2004. – С. 170-178.
4. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований в скважинах / Мингео СССР;
Мин-во нефтяной пром-ти. – М.: Недра,1985. – 215с.
5. Применение геофизических методов исследования скважин при разведке твердых полезных ископаемых
и подземных вод. – М.: Недра, 1986. – 112 с.
6. Лукинов В.В. Тектоника метаноугольных месторождений Донбасса / В.В. Лукинов, Л.И. Пимоненко. –
К.: Наук. думка, 2008. – 352 с.
УДК 505.8.08:543.421.424
Канд. биол. наук А.К. Балалаев
(ИГТМ НАН Украины)
НЕОДНОЗНАЧНОСТИ В ИНТЕРПРЕТАЦИИ ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОВ
ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ УГЛЕЙ В МИНИМАЛЬНО
НАРУШЕННОМ СОСТОЯНИИ
Проведено аналіз можливих причин виникнення невизначеностей у тлумаченні характе-
ристичних смуг інфрачервоних спектрів вугілля. Намічено шляхи подолання труднощів для
підвищення точності розпізнавання функціональних груп у молекулярній структурі вугільної
речовини.
DIFFERENT INTERPRETATIONS FTIR DIFFUSE REFLECTIONS OF
COALS IN IS MINIMUM BROKEN CONDITION
The analysis of the possible reasons of occurrence uncertainty in interpretation individual strips
of oscillatory spectra of coals is carried out. Ways of overcoming of difficulties for increase of ac-
curacy of recognition of functional groups in molecular structure of coal substance are planned.
Колебательная спектроскопия является эффективным и доступным методом
исследования молекулярной структуры угольного вещества. Отдельные части
стандартного спектрального диапазона, содержащие всего несколько характе-
ристичных полос, позволяют делать важные выводы об особенностях молеку-
лярной структуры улей. Весь спектр обладает определенной информационной
избыточностью, за счет присутствия валентных и деформационных пиков од-
78
них и тех же функциональных групп. Полная расшифровка всего инфракрасно-
го (ИК) спектра веществ с неизвестной структурной формулой относится к
сложным задачам, не всегда имеющих однозначное решение. Успешная интер-
претация ИК спектров сложных веществ основываются более на привлечении
других физических и химических методов исследования вещества и интуиции
исследователя, чем на строгом математическом расчете. Применительно к уг-
лям эта ситуация проявляется в безошибочной классификации марки углей
опытным специалистом по визуальной оценке формы спектральной кривой и
одновременно спорному отнесению выделяющихся пиков функциональным
группам. ИК спектры диффузного отражения угольных порошков насыщены
различной полезной информацией и являются важным предметом исследова-
ний. Однако, по настоящее время среди углехимиков не сформировалось еди-
ного мнения о структурной принадлежности многих характеристических полос
[1].
Проблема мультикомпонентности
Существующие причины неоднозначной интерпретации спектральных по-
лос угольного вещества имеют различную физико-химическую природу. Как
известно уголь является мультикомпонентным, многофазным и метастабиль-
ным веществом. Органические и минеральные компоненты тесно взаимосвяза-
ны дуг с другом и могут находиться в различных фазовых состояниях. Взаимо-
действие и взаимовлияние между ними может осуществляться посредством
усиления либо ослабления сил межмолекулярного взаимодействия различной
природы, выполнения многими неорганическими соединениями роли катализа-
тора химических реакций органических макромолекул угольного вещества, об-
разования солей органических кислот, а так же создания органоминеральных
комплексов. Последние, теоретически могут присутствовать в виде металло-
рганических соединений, клатратов и сорбированных углеводородов глини-
стыми минералами. Кроме этого неорганические соединения могут находиться
в виде кристаллических включений солей, окислов и гидроксилов металлов
расположенных в аморфной органической массе угля. Все перечисленные со-
единения находят отражение в ИК спектре на основе принципа суперпозиции.
По данным растровой электронной микроскопии и рентгеновского микро-
анализа в угольном веществе часто идентифицируются зоны с высоким содер-
жанием серы, железа, кальция, кремния, алюминия, магния и других элементов,
так же присутствуют неорганические элементы в рассеянном виде. Колебания
характерные сложным металлорганическим координационным соединениям
могут проявляться во всем рабочем диапазоне волновых чисел вследствие
сильных частотных сдвигов колебаний лигандов вызванном влиянием комплек-
сообразующего металла [2]. Глинистые и другие минералы генетически при-
сутствующие в углях дают группы интенсивных полос в следующих диапазо-
нах:
а) силикаты – 300-1200 см-1 – вызваны колебаниями связи Si–O в тетраэдре
SiO4 и во взаимодействии с катионами (Al3+, Fe2+, Fe3+, Mg2+, Ca2+, Na+, K+ и др.)
[3];
79
б) вода и гидроксилы – 2900-3700 см-1, 1590-1680 см-1 и 400-1480 см-1 – дают
колебания ОН-групп [4];
в) соли образованные по ионному или донорно-акцепторному механизму –
1000-1490 см-1, 400-800 см-1 – отражают различные колебания сульфатных,
сульфидных, карбонатных, оксалатных, нитратных и других анионов кислотно-
го остатка [2, 4].
Кроме сильных основных полос большинство минералов соединений дают
значимые обертона и составные частоты в ближнем ИК диапазоне. Несмотря на
относительно малую концентрация неорганических элементов в каменных уг-
лях, колебания соответствующих соединений могут давать полосы поглощения
высокой интенсивности не пропорциональные их содержанию.
Характеристические пики минеральных компонентов накладываются на по-
лосы поглощения типичные для ароматических (3000-3100 см-1, 1500-1600 см-1,
700-900 см-1) и алифатических (2800-3000 см-1, 1280-1480 см-1) углеводородных
цепей [5, 6]. Как показали проведенные многочисленные эксперименты, ва-
лентные колебания СН-групп распознаются по ИК спектру значительно надеж-
нее, чем их деформационные аналоги.
Идентификацию полос поглощения присутствующих минеральных компо-
нентов в отсутствии данных об элементном составе может частично компенси-
ровать анализ инфракрасных спектров почвы и кровли угольного пласта, а так-
же золы. Эти спектры позволяют помочь правильно отнести выделяющиеся по-
лосы при высоких значениях зольности угольного образца. Представление о
химическом составе вмещающих пород современного угольного пласта позво-
лит делать выводы о возможном происхождении неорганических элементов и
их форме нахождения в угле.
Решение проблемы неоднозначности распознавания характеристичных по-
лос связанной с мультикомпонентностью угольного вещества видится в трех
возможных направлениях.
1. Использование, какого-либо физического, химического или микробиоло-
гического метода корректного разделения составляющих угольного вещества с
минимальным повреждением их первоначальной структуры, в самом простом
случае, на органические и минеральные компоненты [7]. Все перечисленные
способы либо низкоэффективные, либо в той или иной мере приводят к струк-
турному разрушению угольных компонентов, что является источником ошибок
другого рода. Впрочем, существуют высокоизбирательные химические реакции
изотопного обмена, в которых принимает участие только искомый атом без по-
вреждения молекулярной структуры. К таким методам можно отнести широко
применяемое, для водородсодержащих функциональных групп, дейтерозаме-
щение.
2. Накопление спектральной базы данных углей разных марок метаморфиз-
ма из различных месторождений, шахт и пластов. Представление угля в виде
кибернетической системы типа «черный ящик» с известными входными пара-
метрами (температура, давление, марка метаморфизма, тектонические наруше-
ния и др.) и спектральными данными на выходе позволит вычислить проявле-
80
ние разных компонент угольного вещества с помощью хемометрических мето-
дов и математического моделирования.
В качестве примера удачной реализации данного направления в ИК спек-
трометрии угольных концентратов можно привести разработанный в ВУХИНе
программный комплекс «Спектротест» экспресс-анализа коксохимического сы-
рья [8]. Высокая точность прогноза технологических параметров зольности,
выхода летучих веществ, показателя отражения витринита, суммы фюзенизи-
рованных компонентов и других этим методом позволила создать на его основе
ГОСТ России (ГОСТ Р 52205–2004).
3. Микроанализ поверхности ненарушенного угольного образца методом
ИК-Фурье микроскопии. Этот метод является наиболее перспективным, так как
позволяет учитывать петрографические особенности и не дает побочных эф-
фектов. Мультикомпонентность порождает пространственную пестроту микро-
сложения углей, которая хорошо прослеживается на ИК картах. Два соседних
участка поверхности угля на расстоянии в доли миллиметра друг от друга (рис.
1) могут обладать различной структурно-функциональной организацией. Хо-
рошо видна различная степень зрелости угольного вещества. Первый микро-
участок (темный спектр) представляет собой типичный уголь матки «Ж» с раз-
витой органической структурой. Во второй микрозоне (светлый спектр) орга-
нические компоненты слабо выражены, но его трудно отнести и к каким-либо
образованиям неорганической природы. По существу, в одном образце соседст-
вуют включения генетически близкого материала разной степени развития.
Рис. 1 - ИК-Фурье спектры образца угля марки «Ж» записанные в двух точках
на расстоянии 100 мкм.
Проблема многофазности
Несмотря на то, что уголь является твердым горючим ископаемым органи-
ческого происхождения и внешне представляет собой твердое тело, в нем при-
сутствует жидкая и газообразная фазы. Вода в различных ее формах (адсорби-
81
рованной, кристаллизационной, конституционной и гидрогеля) является важ-
нейшей частью определяющей многие физико-химические свойства угольного
вещества на протяжении всех этапов метаморфизма. Начиная от гидратирован-
ного протогеля материнской лиосферы [9] и заканчивая гидроксильными груп-
пами и сильной водородной связью в молекулярной структуре углей.
Вода проявляется в ИК спектре в виде широких зон поглощения валентных
(2200 – 3700 см-1) и деформационных (1400 – 1700 см-1) колебаний ОН–групп. В
процессе метаморфизма интенсивность этих полос закономерно снижается. Это
особенно хорошо видно (рис. 2) по валентной зоне, где общая площадь широ-
кого пика приведенного к базовой линии убывает. Помимо уменьшения общего
содержания жидкой фазы перестраивается ее структура, в первую очередь, за
счет перераспределения межмолекулярных сил сообразно трансформациям ор-
ганических и минеральных компонентов.
Кроме воды, возможно наличие в угольном образце жидких углеводород-
ных флюидов. Однако, их идентификация, по наличию маятниковой полосы
720 см-1 характерной содержащихся в нефти длинным алифатическим цепочкам
парафинового ряда с количеством звеньев СН2 более 4, затруднена и до сих пор
не встречалась. Причина лежит в информационной насыщенности частотного
диапазона 400-900 см-1 колебательной активностью других функциональных
групп.
Рис. 2 - Типичные ИК-Фурье спектры диффузного отражения порошков углей марки «Д»
(темный), «К» (серый) и «Т» (светлый) фракции менее 0,05 мм.
Газообразная фаза угля представлена разнообразными адсорбированными
газами среди которых к наиболее многочисленны СО2 и СН4, но могут присут-
ствовать в меньших концентрациях также: Н2, СО, С2Н6, Н2S и другие. Из пере-
численных веществ сильнее других поглощает ИК излучение углекислый газ.
Его полосы (2300-2400 см-1) легко идентифицировать т. к. они лежат в малона-
82
сыщенном окне рабочего диапазона по характерной вращательной структуре
(рис. 1). Атмосферная углекислота вносит сильные искажения в спектральные
измерения.
Однако, проведенные нами эксперименты показали, что углекислотные пи-
ки в ИК спектре угля является не помехой, а следствием процессов проходящих
в момент измерения в угольном веществе. Он может быть направлен, как вверх
(эмиссия СО2), так и вниз (сорбция СО2). Возможности современных ИК-Фурье
спектрометров позволяют количественно оценить указанное явление. Измене-
ние концентрации углекислого газа особенно убедительно наблюдается на по-
верхности угольного скола в виде участков разной интенсивности поглощения
и выделения СО2.
Изучение этого спектроскопического признака особенно важна в связи с
тем, что взаимосвязь углекислого газа с угольным веществом, как частный слу-
чай, может индицировать способностью угля к газовой адсорбции и десорбции
вообще. В отличие от углекислоты, непосредственная регистрация ИК спектров
диффузного отражения возможно сорбированных газообразных углеводородов
в углях проблематично вследствие наложения характерных полос на пики ме-
тильных и метиленовых групп алифатических цепей.
Проблема многофазности вещества тесно сопряжена с особенностями дви-
жений атомов вещества в конденсированном состоянии. Амплитуда, форма и
частота колебаний функциональных групп непосредственно зависит от молеку-
лярного окружения, плотности, локальных напряжений и фазового состояния
объекта исследований. Это явление находит экспериментальное подтверждение
при исследовании угольного вещества. На некоторых образцах углей зафикси-
ровано увеличение амплитуды и частотный сдвиг валентных колебаний СН–
групп и площади соответствующего пика после ручного растирания порошков
углей фракций более 0,1 мм в агатовой ступке и снижение интенсивности этих
же колебаний при дальнейшем прессовании того же измельченного материала.
Аналогичное явление, установленное ранее, наблюдается и с частотным сдви-
гом при прессовании угольных порошков [10].
К возможным путям преодоления указанных трудностей можно отнести бо-
лее глубокий анализ формы характерных пиков, которая во многом определяет-
ся колебательно-вращательным движение атомов и более устойчива, чем поло-
жение пик на частотной шкале. Применение метода аналогий с использованием
существующих многочисленных баз данных ИК спектров различных веществ
способствует расшифровке таких сложных природных соединений как уголь,
но с учетом возможных сильных смещений полос. Изучение реакции вещества
на изменение термодинамических условий в процессе измерения в режиме ре-
ального времени, так же может дать дополнительную информацию для ответа
на вопросы о структурной организации молекул.
Проблема метастабильности
С одной стороны вследствие метаморфизма на разных его стадиях формиру-
ется относительно устойчивое состояние молекулярной структуры угольного
вещества, что выражается в той или иной марке угля. Для перехода из текущей
марки в следующую необходимы миллионы лет влияния геологических факто-
83
ров, которые сопряжены со значительными затратами энергии. Такие структур-
ные трансформации проявляются в ИК спектре наиболее сильно.
С другой стороны угольная субстанция обладает способностью перестраи-
вать свою внутреннюю структуру на молекулярном и супрамолекулярном
уровне путем перехода с одного локального минимума потенциальной энергии
на другой при минимальных внешних воздействиях. Эти изменения также об-
наруживаются в особенностях вибраций частей макромолекул и в соответст-
вующей модификации ИК спектра.
Метаустойчивость угольного вещества проявляется так же в способности
выделять основные продукты химических реакций (воду, углекислоту и метан)
вследствие перестройки молекулярной структуры в энергетически выгодное
состояние при минимальных затратах энергии. Однако состояние псевдоравно-
весия не исключает и обратный процесс в локальных масштабах и в отдельные
моменты времени.
В условиях лабильности внутри- и межмолекулярной организации угольно-
го вещества необходимо рассмотрение методологического вопроса связанного с
понятием динамичности структуры. Такая структура может быть описана по-
следовательностью атомно-молекулярных превращений вещества в результате
какого-либо физико-химических воздействия. Таким образом можно выразить
зависимость структурных трансформаций проявляющихся в движениях моле-
кул от внешних факторов: температуры, давления, трения, электромагнитного
излучения, кислотности среды, петрографического состава и др. Перечислен-
ные зависимости можно найти экспериментальным путем и частично подтвер-
дить расчетными методами. Полученная информация позволит по характерным
изменениям ИК спектра определять место угольного вещества в эволюционном
процессе, причем эта позиция может не совпадать с положением угля на геоло-
гической шкале времени. Следовательно, таким путем можно снизить неопре-
деленности дешифровки ИК спектров связанные со структурной метастабиль-
ностью углей.
Выводы
Рассмотрение вопросов неоднозначности трактовки ИК полос молекуляр-
ных колебаний угольного вещества показало, что для повышения точности рас-
познавания спектральной информации необходим учет как органических, так и
минеральных компонентов, вероятного присутствия жидкостей и газов, а также
реакций атомно-молекулярной термодинамической системы угольного вещест-
ва на различные изменения внешних условий.
Накопление ИК спектров углей в виде экспериментальной базы данных
большого объема выборки с последующей хемометрической обработкой, по-
строением эмпирических и полуэмпирических математических моделей позво-
лит снизить ошибки идентификации спектральных полос и повысить точность
распознавания структурной организации угольного вещества.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Попов В.К. Развитие и промышленное применение инфракрасной спектроскопии углей / Кокс и химия,
№3, 2006, С. 19-23.
84
2. Накамото К. ИК–спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений // М.: Мир.
1991. – 536 с.
3. Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов // М.: Недра. 1976. – 187 с.
4. Баличева Т.Г., Лобанева О.А. Электронные и колебательные спектры неорганических и координацион-
ных соединений // Л.: ЛГУ, 1983. – 120 с.
5. Глебовская Е.А. Применение инфракрасной спектрометрии в нефтяной геохимии // Л.: Недра. 1971. –
140 с.
6. Дель Фанти Н.А. Инфракрасная спектроскопия полимеров // Thermo Fisher Scientific Inc., 2008. – 230 с.
7. Попов В.К., Бутакова В.И., Кабалина Т.А. и др. Использование ИК–спектроскопии диффузного отраже-
ния для определения минерального состава углей / ХТТ, №2, 2005, С. 3-9.
8. Бутакова В.И., Посохов Ю.М., Мельников И.И. и др. Экспресс-анализ качества угольных концентратов
на основе ИК–спектроскопии диффузного отражения / Кокс и химия, №12, 2006, С. 6-10.
9. Гофтман М.В. Прикладная химия твердого топлива // М.: Металлургиздат. 1963. – 597 с.
10. Бурчак А.В. Эффект изменения параметров ИК-спектров углей в ряду метаморфизма при механическом
давлении / А.В. Бурчак, А.К. Балалаев // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць Ін-т Геотехнічної
механіки ім. М.С. Полякова НАН України Дніпропетровськ, 2010. – Вип.87.– С.190–198.
УДК 543:622.333:546.72.06
Канд. техн. наук О.В. Бурчак,
(ІГТМ НАН України)
ст. викладач О.А. Гордієнко
(ВНТУ МОНМС України)
ВПЛИВ ЗАЛІЗА НА ПЕРЕТВОРЕННЯ ВУГІЛЬНОЇ РЕЧОВИНИ
ПІД ЧАС РАПТОВОГО ВИКИДУ
В работе предложен механизм генерации флюидов в процессе выброса. Оценено участие
железа в процессах проходящих в молекулярной структуре угольного вещества при газоди-
намическом явлении. Рассмотрен энергетический аспект структурных трансформаций уголь-
ного вещества характерный для внезапного выброса.
INFLUENCING OF IRON ON TRANSFORMATIONS OF COAL MATTER
DURING THE SUDDEN TROOP LANDING
The mechanism of generation of fluids in the process of the troop landing is offered in the
work. Participation of iron in the processes of passing in the molecular structure of coal matter at
the gas-dynamic phenomenon is appraised. The power aspect of structural transformations of coal
matter which is a typical for the sudden troop landing is considered.
Багаторічні дослідження природи газодинамічних явищ (ГДЯ), що
спостерігаються при шахтному видобутку вугілля, не привели до остаточного
розв’язання цього питання та вирішення проблеми раптових викидів. Внаслідок
маємо з одного боку важкі соціальні, економічні і екологічні наслідки ГДЯ, з
другого – дуже актуальне в умовах дефіциту енергоносіїв питання походження
метану вугільних пластів. Відтак, дослідження процесів у вугільних пластах,
які супроводжуються виділенням газу, є принципово важливими для розуміння
природи фізичних, фізико-хімічних та хімічних перетворень у викопній
органіці, що в комплексі складають структурні трансформації углефікованої
органічної речовини [1].
Вугілля – полікомпонентна, гетерогенна, метастабільна речовина з невизна-
ченою структурною формулою [2, 3]. Для вирішення проблеми викидів та газо-
утворення необхідний комплексний підхід з урахуванням впливу всіх чинників,
закладених в молекулярній структурі вугілля та хімічному і елементному складі
|