ÚSTAV STRUKTURY A MECHANIKY HORNIN AV ČR, v. v. i. Areál ÚSMH AV ČR, v. v. i. (foto archiv ÚSMH) Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR, v. v. i. je jedním z ústavů Akade- mie věd České republiky, který s dalšími čtyřmi ústavy patří do sekce věd o Zemi. Od roku 2007 má ústav, tak jako všechny akademické ústavy, právní formu veřej- né výzkumné instituce (zkr. v. v. i.). Získávání, zpracování a šíření vědec- kých poznatků a vydávání vědeckých publikací (monografie, časopisy, sbor- níky, atd.) Spolupráce s vysokými školami, dal- šími vědeckými a odbornými institu- cemi a soukromými společnostmi Výuka na univerzitách a příprava mla- dých vědců Podpora doktorských studijních pro- gramů Přispívání k zvyšování úrovně poznání a vzdělanosti a k využití výsledků vě- deckého výzkumu v praxi Zapojení do mezinárodní spolupráce v rámci činností ÚSMH Správa a provozování výzkumných in- frastruktur Pořádání vědeckých setkání, konfe- rencí a seminářů na národní i meziná- rodní úrovni HLAVNÍ AKTIVITY Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR, v.v.i. ÚSMH AV ČR, v. v. i. je moderní vědecké pracoviště zaměřené na studium struktury a vlastností horninového prostředí, hornin, odvozených anorganických a organických materiálů a speciálních kompozitních materiálů. V šesti vědeckých od- děleních zkoumá přírodní a indukované jevy a procesy působící na chování, vývoj a stabilitu hornin v jejich přirozeném uložení v zemské kůře. Uplatňuje pokročilé monitorovací a laboratorní metody výzkumu s cílem formulovat vědecké po- znatky a stanovit podmínky jejich využití v praxi. K hlavním cílům výzkumných a vzdělávacích aktivit ÚSMH AV ČR, v. v. i. patří:
Transcript
ÚSTAV STRUKTURY A MECHANIKY HORNIN AV ČR, v. v. i.
Areál ÚSMH AV ČR, v. v. i. (foto archiv ÚSMH)
Ústav struktury a mechaniky hornin
AV ČR, v. v. i. je jedním z ústavů Akade-
mie věd České republiky, který s dalšími
čtyřmi ústavy patří do sekce věd o Zemi.
Od roku 2007 má ústav, tak jako všechny
akademické ústavy, právní formu veřej-
né výzkumné instituce (zkr. v. v. i.).
Získávání, zpracování a šíření vědec-
kých poznatků a vydávání vědeckých
publikací (monografi e, časopisy, sbor-
níky, atd.)
Spolupráce s vysokými školami, dal-
šími vědeckými a odbornými institu-
cemi a soukromými společnostmi
Výuka na univerzitách a příprava mla-
dých vědců
Podpora doktorských studijních pro-
gramů
Přispívání k zvyšování úrovně poznání
a vzdělanosti a k využití výsledků vě-
deckého výzkumu v praxi
Zapojení do mezinárodní spolupráce
v rámci činností ÚSMH
Správa a provozování výzkumných in-
frastruktur
Pořádání vědeckých setkání, konfe-
rencí a seminářů na národní i meziná-
rodní úrovni
HLAVNÍ AKTIVITY
Ústav strukturya mechaniky hornin AV ČR, v.v.i.
ÚSMH AV ČR, v. v. i. je moderní vědecké pracoviště zaměřené na studium struktury a vlastností horninového prostředí,
hornin, odvozených anorganických a organických materiálů a speciálních kompozitních materiálů. V šesti vědeckých od-
děleních zkoumá přírodní a indukované jevy a procesy působící na chování, vývoj a stabilitu hornin v jejich přirozeném
uložení v zemské kůře. Uplatňuje pokročilé monitorovací a laboratorní metody výzkumu s cílem formulovat vědecké po-
znatky a stanovit podmínky jejich využití v praxi.
K hlavním cílům výzkumných a vzdělávacích aktivit ÚSMH AV ČR, v. v. i. patří:
STRUČNÁ HISTORIE ÚSMH
Měření technických veličin tepelného roz-kladu uhlí (foto: archiv ÚSMH)
Prstencový horizontální lis pro výzkum bri-ketování tvrdých hnědých uhlí(foto: archiv ÚSMH)
1970 Hornický ústav prošel zásadní reorgani-
zací. Postupně byla v ústavu vybudová-na jednotlivá odděleni báňského cha-rakteru geomechaniky, geotechniky, aerologie, hydrauliky podzemních vod a radioizotopů a navazující oblasti, jako např. úpravnictví, chemie a zušlechťo-vání uhlí, koksárenství, briketárenství apod.
1978 V Ostravě byla založena pobočka Hor-
nického ústavu (v souvislosti s velký-mi důlními neštěstími v Ostravskokar-vinském revíru). z které později vznikl dnešní Ústav geoniky AV ČR, v. v. i.
1979 Hornický ústav a Geologický ústav ČSAV
se sloučily pod novým názvem: Ústav geologie a geotechniky ČSAV.
1990 Ústav geologie a geotechniky ČSAV
opět rozdělen do dvou nezávislých institucí: Ústav geotechniky ČSAV a Geologický ústav ČSAV.
1992 Ústav geotechniky ČSAV, po vzniku
Akademie věd České republiky, byl pře-jmenován na současný Ústav struktu-ry a mechaniky hornin AV ČR, v. v. i.
Hornický ústav Československé akademie věd (foto: archiv ÚSMH)
1927 Založen Ústav pro vědecký výzkum
uhlí. Výzkum se týkal převážně chemie uhlí a chemických procesů tuhých pa-liv. Jeho zakladatelem a prvním ředite-lem byl Dr. Hans Tropsch, spoluautor známé Fischer-Tropschovy syntézy tekutých paliv z uhlí.
1948 Ústav byl přejmenován na Státní
ústav paliv.
1958 Založen Hornický ústav Českoslo-
venské akademie věd jako základ-ní výzkumné centrum pro důlní vědy. Personálně, materiálně a zčásti i pro-gramově navázal na předcházející třice-tiletou výzkumnou činnost předchozích organizací. Zásluhou ústavu se poprvé v tehdejším Československu rozvinuly báňské vědy a dosáhly světové úrovně (k výrazným osobnostem té doby pat-řil např. František Špetl, mezinárod-ně uznávaný odborník v oboru úprav-nictví).
1967
Začal vycházet časopis pro báňské vědy pod názvem Zprávy Hornické-ho ústavu, od roku 1970 pod názvem Acta Montana.
VÝZNAMNÉ VÝSLEDKY MINULOSTI1958 - 1989
Hodnocení stability podpovrchových inženýrských děl, zejména dolů
Vypracovaní fyzikálních metod úpravy uhlí, rud a sypkých materiálů. Řada metod byla patentována
Aplikace petrografi ckého složení, fyzi-kálních vlastností a chemismu uhlí při tvor-bě mezinárodní klasifi kace, v popisu vzniku uhelných ložisek, tepelných procesů a zvě-trávání v nich
Uspořádání významné mezinárodní kon-ference vědeckých poznatků o uhlí pod názvem „Coal Science, Prague 1968” a zalo-žení mezinárodní tradice pravidelných kon-ferencí „Coal Science”, která trvá dodnes
Vypracovaní nových metod studia po-rézních struktur a vznik původní teorie mi-kroporézní struktury tuhých látek, která do-šla celosvětového uznání
Sestrojení přístroje na měření mikropo-hybů vzájemných prostorových bloků včet-ně jejich vzájemné rotace (obr. 1)
VÝZNAMNÉ VÝSLEDKY 2000 - 2009
Návrh aditiv a úpravy reakčních podmí-nek k snížení emisí sloučenin síry a toxic-kých prvků při fl uidním spalování hnědého uhlí
Příprava skel s novými vlastnostmi odol-ných proti oxidaci za vysokých teplot získa-ných pyrolýzou
Zpracování elektrárenských popílků z hnědého uhlí na keramické a stavební materiály (obr. 2)
Vypracovaní seismických a seismo-akus-tických metod výzkumu horských tlaků
Rozvoj petrologie černého a hnědého uhlí s využitím reaktivity a optických vlast-ností macerálů při výrobě koksu a briket
Rozvoj a aplikace metod modelování při řešení geotechnických problémů, např. sta-bility svahů, predikce deformací dna lomů aj. Rozvoj metody sdruženého modelování kombinující fyzikální modelování na ekvi-valentních materiálech a numerickou ana-lýzu a její aplikace v geotechnických úlo-hách
Obr. 1: Dilatometr TM-71, měří s vysokou přesností (foto: archiv ÚSMH)
Obr. 2: Architektonický doplněk: voluta z geopolymeru (foto: archiv ÚSMH)
Zpracování odpadního polyethylenu z komunálního odpadu s uhlím
Navržení kompozitních materiálů a způ-sobu jejich přípravy pro využití v ortopedii jako kostní náhrady a výplně (obr. 3)
Obr. 3: Povrch kompozitu na bázi skel (velikost pórů 400 – 600 mikrometrů) (foto: archiv ÚSMH)
Průmyslový fi ltr na čištění surovin zkon-struovaný z magnetů z neodymu. Magnetic-ké pole s hodnotou magnetické indukce je přibližně 3,4x vyšší než je tomu v případě do-sud užívaných feritových magnetů (obr. 5)
Navrženi a ověřeni technologie zpraco-vání odpadní pryže ve spolupráci se Soko-lovskou uhelnou, a. s. a ÚVP Běchovice, a. s.
Vyvinuty nové seismické metody pro účely mělké seismiky
Vývoj geopolymerní směsi jako nové-ho zvukově izolačního materiálu, náhrada epoxidových pryskyřic
Mapa zemětřesného ohrožení pro Čes-kou republiku, Polsko a Slovensko vyjádře-ného makroseismickými intenzitami, které s 90% pravděpodobností nebudou překro-čeny během 50 let (obr. 4)
obr. 6: Mikrofotografi e telluronevskitu (foto: archiv ÚSMH)
Uspořádání 1. Evropské konference o sesuvech
Založení sítě EU TecNet pro přímá měře-ní pohybů na zlomech
Monografi e „Atlas uhlí české části horno-slezské pánve”, spolupráce vědeckých pra-covníků VŠB - Technické univerzity
Významý nález nových minerálů: tellu-ronevskit a fosfowalpurgin, ve spolupráci s Národním muzeem a Muzeem Českého ráje v Turnově (obr. 6)
a Geologickým ústavem AV ČR, v.v.i. (Natu-re Geoscience, Vol. 7), (obr. 4)
Udělení patentu na zařízení pro vy-tváření silných magnetických polí pomo-cí permanentních NdFeB magnetů, může být využit nejen pro zlevnění úpravy ne-rostných surovin, ale také v různé přístro-jové technice, např. v diagnostické mag-netické rezonanci (obr. 5)
2010Nalezeno nové, kvantitativní určení rychlostí střižných vln pro různé geologic-ké jednotky Českého masivu (Journal of Seismology, Vol. 15)
Využití anomálních náklonů vertikálních statických kyvadel pro účely předpovědi zemětřesení (Rock Stress and Earthquakes, Taylor & Francis Group, London, 2010)
Identifi kace pulsů způsobených změ-nami napjatosti v zemské kůře (Tectono-physics, Vol. 487)
Zahájení výzkumu geodynamických procesů v arktické oblasti (obr. 1)
2011Vytvořen nový napěněný materiál odol-ný proti ohni z uhelných ložových pope-lů z fl uidních kotlů v kombinaci s přírod-ním smektitem a nový geopolymerní ma-teriál na bázi metakaolínu obsahujících křemenný písek velmi odolný proti mrazu (Acta Geodynamica et Geomaterialia. Vol. 8, Ceramics-Silikáty. Vol. 55)
V rámci ochrany kamenných památek bylo zjištěno složení černých vrstev na sta-vebních materiálech vybraných částí Praž-ského hradu. Za hlavní zdroj organických částic a sloučenin bylo určeno nedokona-lé spalování fosilních paliv a biomasy spo-lu s emisemi z dopravy. (Science of the Total Environment, Vol. 409)
2012Byl vyvinut a úspěšně otestován nový přístroj na měření šestisložkových seis-mických pohybů půdy včetně rotačních složek seismických vln s názvem Rotafon ve spolupráci s MFF UK Praha (Review of Scientifi c Instruments, Vol. 83)
Obr. 2: Mozaika prachové stopy po asteroidu v Čeljabinsku (foto: Alexandr Važenin)
Provedena rekonstrukce vzniku litoty-pů hnědých uhlí z vybraných miocénních ložisek na základě systematického stu-dia petrografi ckého složení a biomarkerů. (Fuel, Vol. 99)
Vyroben prototyp automatizovaného prostorového dilatometru TM-71
2013Výpočet trajektorie, výzkum struktury a původ asteroidu Čeljabinsk ve spoluprá-ci s Astronomickým ústavem AV ČR, v.v.i. (Nature, Vol. 503) - (obr. 2)
Obr. 4: Výsledek „hrátek“ se střelečským pís-kovcem – perfektní experimentalní brána, vytvořená opakovaným zaplavováním zatí-ženého bloku s obdélníkovým otvorem.(foto: Jiří Bruthans a kol.)
V Holešovičkách 94/41, 182 09 Praha 8, Česká republikaWeb: www.irsm.cas.cz
Geofyzikální a geomorfologické potvr-zení přesného průběhu významné tek-tonické zlomové linie oddělující Šumavu a Pošumaví, zvané Pošumavský zlom (Sur-veys in Geophysics, Vol. 34)
Vysvětlení principu cementace a čer-nání holocénních písků humáty z nadlož-ní rašeliny (International Journal of Coal Geology, Vol. 114)
Provedeno komplexní biologické hod-noceni kompozitu pro náhrady kostního štěpu užívaného při léčbě degenerativ-ních nebo úrazových onemocněni disku (Science of Advanced Materials, Vol. 5)
2014Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR, v. v. i. společně s Přírodovědeckou fakultou UK obdržely statut „World centre of excellence on landslide disaster reduc-tion 2014-2017“ (obr. 3)
ÚSTAV STRUKTURY A MECHANIKY HORNIN Akademie věd ČR, v. v. i.
Obr. 5: A- tubusy se sestavami magnetů, B – vzduchová mezera se silným magnetic-kým polem, C – zařízení k regulaci šířky vzdu-chové mezery, D – šrouby ke stahování sestav magnetů (foto: archiv ÚSMH)
2015
Výstavba a zprovoznění dvou špičkových laboratoří: „Centrum texturní analýzy a La-boratoře pro termochronologické datování“
Vydávané časopisyOd roku 2004 vychází vědecký časo-pis pod titulem Acta Geodynamica et Geomaterialia (dříve Acta Montana)
Od roku 2012 je ústav spoluvydavate-lem vědeckého časopisu Ceramics Silikáty, ve spolupráci s VŠCHT
Oba časopisy jsou zahrnuty do databá-zí Science Citation Index Expanded, Jour-nal Citation Reports a Scopus
Objasnění dosud nedoloženého me-chanismu vzniku typického reliéfu pískov-cových skal ve spolupráci s PřF UK Praha
