Наука

В 1940-60 г. академиком Паком В. С. была при кафедре основана научная школа горных механиков. Главное научное направление в рамках созданной школы – теория и практика создания новых центробежных вентиляторов и совершенствование систем проветривания глубоких шахт. В разное время в ней работали такие видные ученые:  проф., д. т. н. Бабак Г.А.,  д. т. н. Ковалевская В. И., проф., д. т. н.  Пак В. В., доц., к. т. н. Дулин В. С., к. т. н. Бочаров К. П.  В конце 50-х годов под руководством В. С. Пака разработаны новые схемы  высокоэкономичных центробежных вентиляторов с крыловидными лопатками рабочего колеса, на основе которых создан ряд серийных шахтных вентиляторов главного проветривания типа ВЦ и ВЦД, а также ВЦД-47 «Север», внедрение которых в 1965-80 г. решило проблему проветривания высокопроизводительных горных предприятий СССР. В 1981 г. эта работа была удостоена Государственной премии СССР.

Безопасной эксплуатации шахтных пневматических  установок были посвящены работы к. т. н. Борисенко К. С. Отмечая их  ценность, Академия наук СССР избрала к. т. н. Борисенко К. С. членом-кор­респондентом  Академии наук.

В 1942-45 г. коллективом кафедры под руководством профессора Гейера В. Г. была разработаны прогрессивная эрлифтно-насосная технология откачки затопленных в войну шахт Донецкого бассейна, значительно ускорившая их ввод в действие. За эту работу в 1949г. В. Г. Гейеру вместе с группой работников шахт была присуждена  Государственная премия СССР.

В 1950-80 г. была создана научная школа «эрлитфчиков» по гидромеханизации добычи, гидроподъема  и гидротранспорта твердых материалов напорными потоками под руководством проф. Гейера В. Г.
В этот период были созданы две отраслевые научно-исследовательские лаборатории:

• гидроподъема угля и породы и комплексной автоматизации гидрошахт;
• глубоководной гидродобычи полезных ископаемых со дна Мирового океана.  

Данное научное направление достигло наивысшего результата в 1970-80 г. Основным научными разработками лабораторий являются:

• главные эрлифтные подъемы гидрошахт «Красноармейская» и им. 50-летия СССР;
• эрлифты различного назначения – для шахтного водоотлива и очистки шахтных емкостей, в системе золошлакоудаления и др.;
• эрлифтно-земснарядные комплексы для добычи сыпучих строительных материалов и для очистки от ила различных водоемов;
• автоматизированные углесосные станции для транспортирования угольной пульпы;
• современные схемы главного и участкового водоотлива (НУО-1);
• гидротранспортные комплексы для подъема полезных ископаемых со дна Мирового океана.

В 1950-55 гг. В. Г. Гейером вместе с сотрудниками кафедры инж. П. Ф. Беликовым, проф. Г. М. Тимошенко, доц. А. П. Зарей и др. были разработаны схемы и аппаратура автоматизации водоотливных установок, на базе которых Конотопским машиностроительным заводом начался их серийный выпуск.

По разработкам сотрудников кафедры: проф. Гейера В. Г., проф. Малеева В. Б., доц. Вознесенского В. В., доц. Яковлева В. М., ст. преп. Лазаренко В. И., доц. Малыгина С. С. и при их участии была создана схема участкового водоотлива НУО-1 и внедрена на шахтах Родинская (1981, 1983 г.), Трудовская (1984 г.), им. Капустина (1985 г.), им. Стаханова (1986 г.).

Выполненные научно-педагогическими сотрудниками кафедры: проф. Гейером В. Г, проф. Грубой В. И., проф. Логвиновым Н. Г., проф. Борисовым А. А., доц. Моргуновым В. М., проф. Козыряцким Л. Н., доц. Папаяни Ф. А., доц. Оголобченко А. С., с. н. с. Фадеевым В. А., с. н. с. Никулиным Э. К.  и др. научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы, а также реализация их результатов в промышленности завершились созданием мощных, высокоэффективных, оборудованных специальным грунтозаборным устройством УВЭ гидравлических подъемов, не имеющих себе равных в мировой технике. Результаты данных исследований послужили основанием для проектирования, строительства и сдачи в эксплуатацию главных эрлифтных подъемов на гидрошахтах «Красноармейская» (1967г.) и им. 50-летия СССР (1970г.) с проектной мощностью 1,2 млн. т в год. Эрлифтные установки имеют следующие параметры:

• гидрошахта «Красноармейская» – высота подъема гидросмеси 360 м, глубина зумпфа 94 м, эквивалентный диаметр подъемной трубы 0,84 м, при расходе воздуха 3 500 м³/мин подача по пульпе составляет 3 200 м³/ч, максимальная подача по твердому – 700 т/ч;
• им. 50-летия СССР – пятиступенчатый эрлифт, с глубиной ствола 718 м, эквивалентный диаметр подъемной трубы 0,502 м, при расходе воздуха 3 000 м³/мин подача по пульпе составляет 1 800 м³/ч, максимальная подача по твердому – 400 т/ч.

Опыт эксплуатации гидротранспортных систем с эрлифтными подъемами подтвердил их высокую эффективность.

Разработанные научно-педагогическими сотрудниками кафедры: проф. Малеевым В. Б., доц. Малыгиным С. С., проф. Козыряцким Л. Н., доц. Костандой В. С., доц. Винда Е. В., доц. Усковым Е. В., с. н. с. Антоновым Я. К., доц. Каплюхиным А. А., доц. Шевченко В. Ф., доц. Даниловым Е. И., доц. Триллером Е. А., доц. Гого В. Б. и др. эрлифты используются в угольной промышленности:

• для очистки различных шахтных водоотливных емкостей, таких как зумпфы стволов, предварительные отстойники воды, колодцы;
• для  гидроподъема горной массы;
• для водоотлива при проходке стволов;
• для участкового и погоризонтного водоотлива.

Эрлифты нашли широкое применение в энергетической про­мышленности в системе золошлакоудаления. По проектным разработкам кафедры в 1976-1992 г. внедрены четыре установки на Приморской ГРЭС с подачей по пульпе 600 и 950 м³/ч и высотой подъема 18 м, Ладыжинской ГРЭС с соответствующими параметрами 250 м³/ч и 5 м, восемь на Экибастузской ГРЭС-1 (500 м³/ч, 22 м) по четыре установки  на Экибастузской ГРЭС-2 и Нерюнгринской ГРЭС (200 м³/ч, 12 м), две установки на Новосибирской ТЭЦ-5 (400 м³/ч, 27 м), Камышинской ТЭЦ, Углегорской ГРЭС и др. Запроектированы эрлифты на Львовской ТЭЦ-2, Ново-Зиминской ТЭЦ, водогрейной котельной Кузнецкой ТЭЦ и др. В данных разработках принимали участие научно-педагогические сотрудники: проф. Кононенко А. П., доц. Усков Е. В., доц. Пащенко В. С., с. н. с. Глухман Л. Л., ст. преп. Мизерный В. И., с. н. с. Еньшин В. Н. и др.

По проектным разработкам научно-педагогических сотрудников кафедры: проф. Козыряцкого Л. Н.,  доц. Папаяни Ф. А. и при их непосредственном участии в процессе внедрения в 1985-2000 г. в Западной Сибири (Россия), в частности, в НПСО «Запсибинжнефтегазстрой», в системе объединения «Трансгидромеханизация» (гг. Нефтеюганск,  Сургут, Нижневартовск и др.) было внедрено около 10 экспериментальных эрлифтно-земснарядных комплексов различной модификации для добычи сыпучих строительных материалов (песка, гравия, гальки) с глубиной разработки от 20 м до 70 м и подачей по пульпе от 400 до 4000 м³/ч.

Для намыва островов, используемых в системе нефтедобычного комплекса, на глубоководном озере Самотлор (Западная Сибирь, Россия) и на мелководной части Каспийского моря (Калмыкия, Россия) были созданы дизельные оригинальные земснаряды, в том числе и эрлифтные.

С целью очистки от слоя ила затонувших кораблей в прибрежной части Атлантического океана был спроектирован и изготовлен на Цимлянском судомеханическом заводе (Россия) для фирмы UМТС (США, Детройт) уникальный дизельный эрлифтный земснаряд.

Для добычи пелоидов (лечебных грязей) с небольших глубин (до 3 м)  в системе Бердянских курортов был спроектирован и изготовлен на Цимлянском судомеханическом заводе (Россия) уникальный электрический земснаряд.

Для добычи шлама из шламонакопителя обогатительной фабрики «Октябрьская» (Донецк) создан и внедрен эрлифтный гидроподъем с глубиной разработки 35 м.

С целью удаления ила (более 50 м) с глубиной более 200 м для водохранилища электростанции Ингури ГЭС (Грузия) был разработан уникальный эрлифтный земснаряд, не имеющий аналогов в мире.

Разработаны  эрлифтные земснаряды для глубоководной добычи полезных ископаемых (конкреций), которые были использованы на Азовском, Черном и Балтийском морях. В разработках принимали участие научно-педагогические сотрудники кафедры: доц. Пащенко В. С., доц. Дулин В. С., доц. Адамов Б. И., доц. Скорынин Н. И., проф. Шевченко Ф. Л., с. н. с., Березинский Г. М., доц. Заря А. Н. и др.

В 1990 году введена в эксплуатацию система управления АСУ ТП «Гидротехнолог» на гидрошахте «Красноармейская» ПО «Добропольеуголь» в режиме «совет диспетчеру», которая выдает рекомендации диспетчеру по оптимальному управлению установками гидроэнерго­транспортной системы шахты, обеспечивает повышение пропускной способности транспортной системы. В разработках принимали участие сотрудники кафедры и отраслевой научно-исследовательской лаборатории: проф. Груба В. И., доц. Моргунов В. М., доц. Папаяни Ф. А., доц. Фадеев В. А., доц. Оголобченко А. С., с. н. с. Никулин Э. К., инж. Кожекина В. В., лаб. Иванов В. Д.

В 1950-60 гг. под руководством профессора Г. М. Тимошенко были начаты работы по созданию систем защиты от гидравлических ударов. Были созданы гасители гидравлических ударов типа ГШВХ и установлены на шахтах Южно-Донбасская №3 (1983 г.) и Глубокая (1980 г.). Для нужд мелиорации изготовлены клапаны гасители типа КГ, которых было выпущено более 40 шт. Разработки гасителей награждены серебряной и 2 бронзовыми медалями ВДНХ СССР. В разработках гасителей принимали участие: доц. Килимник В. Д., доц. Оверко В. М., доц. Овсянников В. П., доц. Марков Н. А.

В 1960-х годах было сформировано научное направление по разработке теории и созданию гидроимпульсных и гидроударных машин для разрушения горных пород с помощью импульсной струи жидкости под руководством профессора Г. М. Тимошенко. В результате проведенных научных исследований были разработаны и внедрены на гидрошахтах «Пионер» и «Красноармейская» гидроимпульсный повыситель давления, гидроимпульсные мониторы ГИ-4, ГИ-5, ГИПД, установки ГИУВм, МБГИ, МНГИ для ведения очистных и подготовительных работ на шахтах с «сухой» технологией выемки угля.  В разработках принимал участие коллектив научно-педагогических работников: проф. Зима П. Ф., доц. Адамов В. Г., Голдынский Г. Г., доц. Исадченко В. И., проф. Коломиец В. С., Лененко С. А., доц. Мирошниченко В. В., проф. Селивра С. А., доц. Устименко Т. А., ст. преп. Гулин В. В., Тимошенко В. Г., Кравец В. Г., и др.

Под научным руководством профессора Г. М. Тимошенко и патронатом технического директора Минуглепрома УССР Бигма Н. М. доц. Моргуновым В. М., доц. Адамовым В. Г. и др. разработана технология гидроучастков с замкнутым под землей циклом по технологической воде на шахтах с традиционной технологией, обеспечивающая выемку углей из некондиционных пластов, затрудненных к разработке механизированными комплексами, гашение целиков и т.п. На практике такая технология была применена на шахте им. Д. С. Коротченко ПО «Селидов­уголь» в 1989 г.

По проектным разработкам научно-педагогических сотрудников кафедры: доц. Яковлева В. М., проф. Малеева В. Б., ст. преп. Лазаренко В. И. и др. и при их непосредственном участии в 1980 г. создан бустерный гидроэлеватор для предотвращения кавитационных режимов работы насосов главного водоотлива на шахте им. А. А. Скочинского. За период с 1980 г. по 1994 г. всего на шахтах было внедрено более 25 гидроэлеваторных установок различного назначения.

С 1981 г. по 1986 г. внедрены три мощные передвижные проходческие гидроэлеваторные установки производительностью 40-60 м³/ч на шахтах: «Трудовская» ПО «Донецкуголь», «Родинская» ПО «Красноармейскуголь», им. Капустина ПО «Лисичанскуголь». В 1981 г. установлен перекачной гидроэлеватор на водоотливной установке с незаиливающимся водосборником (НУО-1) на шахте «Родинская» ПО «Красноармейскуголь».

В 1982 – 1983 гг. разработаны и внедрены гидроэлеваторные водоотливные установки, выполненные по гидравлически замкнутой схеме с основным насосом для откачки воды по скважине с затопленного горизонта и из зумпфа ствола на шахте «Красная звезда» и  «Южнодонбасская № 3» ПО «Донецк­уголь».

С начала 1980-х годов на кафедре под руководством профессора Тимошенко Г. М. выполнялись работы по созданию машин ударного принципа действия, работающих на технической воде. Первый гидравлический отбойник типа ОГЛГ был разработан к. т. н., проф. Селиврой С. А., который положил начало целому ряду гидравлических отбойных молотков типа ГМ. Их разработкой, исследованием, промышленными испытаниями занимались сотрудники кафедры проф. Селивра С. А., доц. Селивра А. А., проф. Яценко А. Ф., доц. Устименко Т.А., ст. преп. Гулин В. В., доц. Коваленко В.И. Созданные этим коллективом молотки  типа ГМ-9 и ГМ-7 были испытаны на шахтах им. Абакумова, Кировской (1989 г.) и использовались при выполнении ремонтных работ на шахтах Донецкой области, применялись для золошлакоудаления в котлах электростанций Кураховской ГРЭС, Луганской ГРЭС, на строительных работах.

Под руководством проф., д. т. н. Бойко Н. Г. разработана теория работы очистных комбайнов и силовой погрузки угля их исполнительными органами. Результаты исследований использованы при создании комбайнов К-103 и КА-80. На комбайн К-103 продана лицензия фирме «Герман Хемшайдт» Машиненфабрик ГМБХ КО». Ведутся работы по усовершенствованию исполнительных органов и режущего инструмента горных машин.

Современным направлением научной работы кафедры «Энергомеханические системы» является разработка гидропневматических систем различного назначения:

• исследование, разработка и внедрение эрлифтных гидроподъемов полезных ископаемых;
• разработка эрлифтно-земснарядных комплексов для добычи полезных ископаемых со дна водоемов;
• совершенствование схем и средств шахтного водоотлива;
• разработка теоретических основ, технологии, средств и способов гидроимпульсного и гидроударного разрушения угля и горной породы;
• разработка гидропневматических систем для удаления золошлаковых гидросмесей в условиях работы тепловых электростанций;
• совершенствование систем защиты водоснабжения и шахтного водоотлива от гидроударов.

Сотрудниками кафедры опубликовано более 1000 научных работ, получено более 600 авторских свидетельств и свыше 40 патентов.
Авторское свидетельство № 186290 вошло в состав лицензионного соглашения между СССР, США и Японией, по которому признан приоритет СССР и получена премия в 1 млн. долларов.

Разработки многократно демонстрировались на ВДНХ СССР и на ВДНХ УССР, а также на всесоюзных совещаниях и тематических выставках: “Уголь – 83” (международная выставка в СССР в 1983 г.); “Высшее образование в СССР” в Индии (1976 г.) и Алжире (1977 г.). Кафедрой получены диплом почета ВДНХ СССР и диплом ВДНХ УССР 1 степени, 7 серебряных и 8 бронзовых медалей.

Проводится большая работа по подготовке научных кадров. Было подготовлено 7 докторов наук (В. С. Пак,  В. Г. Гейер, Г. М. Тимошенко, В. И. Груба, Н. Г. Логвинов и В. Б. Малеев, Кононенко А.П.). Кроме того, оказана помощь в подготовке еще 15 докторских диссертаций для других вузов. На кафедре подготовлено более 120 кандидатов технических наук, в том числе для Египта, Вьетнама и Кореи.