Počet návštěv: 31930        Začátek počítání: 03-11-2006        Poslední modifikace: 10-02-2010
© 2000 - 2010   Jiří Starý        Česky  Englicky

Oddělení laboratorního výzkumu geomateriálů


Vědečtí pracovníci
  • Doc. Ing. Jiří Ščučka, Ph.D.
    vedoucí oddělení
  • Ing. Eva Plevová, Ph.D.
    zástupce vedoucího oddělení
  • Ing. Pavel Konečný, Dr.
  • Ing. Alena Kožušníková, CSc.
  • Prof. Ing. Petr Martinec, CSc.
  • Ing. Věra Šugárková, Ph.D.
  • Ing. Lenka Vaculíková, Ph.D.
  • Ing. Leona Vavro
Odborní pracovníci
  • Ing. Kateřina Marečková
Techničtí pracovníci
  • Anežka Dušková
  • Rudolf Koval
  • Milan Kraus
  • Renáta Papcúnová
  • Jiří Střílka
  • Ján Šleboda
Externisté
  • Ing. Věra Fialová
  • Doc. Ing. Zuzana Navrátilová, CSc.
  • RNDr. Josef Poláček, CSc.
  • Ing. Božena Schejbalová, CSc.
  • Prof. Ing. Zdeněk Vašíček, CSc.
Hlavní témata výzkumu

  • Geologie uhelných pánví

    Geologická dokumentace vrtů a důlních děl. Sedimentologická a litologická analýza. Analýza porušení hornin. Korelační horizonty v uhelných pánvích (vulkanity a sopečné popely – tonsteiny). Vztah geologické stavby, lokalit průtrží plynů a hornin a akumulací plynů. Anomální stavba karbonu (pestré vrstvy, tektonické zóny, kontaktní metamorfóza, zvětralinové zóny).

  • Mineralogie a petrografie

    Sedimenty (mineralogické složení, modální složení, zrnitost, vytřídění, zakulacení a zaoblení klastů, identifikace karbonátů a jílové hmoty v horninách, uhelná hmota v sedimentech, zařazení horniny do petrografického systému). Ostatní horniny (modální analýza, velikost částic, přeměny horninotvorných minerálů, zařazení horniny do petrografického systému, mineralogická identifikace a krystalochemie, petrochemické přepočty a geochemie). Industriální materiály (abrazivní materiály, mikronizované částice, silikátové stavební hmoty – stavba, složení, zrnitost, póry, identifikace složek a minerálů, stanovení druhu a intenzity koroze a alterace). Uhelná petrologie (macerálová analýza uhlí, mineralizace uhlí, analýza porušení uhlí před a po deformačních testech, mikrotvrdost).

  • Zpracování a analýza obrazu geomateriálů a stavebních hmot

    Digitální zobrazování geomateriálů a stavebních hmot v mikroskopickém i makroskopickém měřítku. Rekonstrukční metody zobrazování mikroskopických objektů. Kvantitativní analýza obrazu struktur a textur. Analýza tvaru, velikosti a orientace částic. Analýza velikosti a distribuce pórů. Analýza liniových objektů (intenzita a orientace mikroporušení, vláknová výztuž v betonu a další). Kvantifikace geologických informací (podíl horniny, porušení, tektonické zóny, atd.) v čelbách ražených děl a lomových stěnách.

  • Zjišťování fyzikálních vlastností geomateriálů

    Základní popisné (objemová hmotnost, měrná hmotnost, nasákavost, kapilární jímavost, rychlost šíření ultrazvukových vln). Tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, tepelná roztažnost. Koeficient propustnosti za trojosého stavu napjatosti. Pevnost v tlaku a tahu, modul přetvárnosti, Poissonovo číslo za jednoosého i trojosého stavu napjatosti. Měření změn propustnosti a rychlosti šíření ultrazvukových vln v procesu porušování.

  • Analýza geomateriálů metodou infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací

    Aplikace molekulární spektroskopie ve střední oblasti infračerveného záření (4000 - 400 cm-1) za účelem identifikace různých druhů geomateriálů (identifikace minerálů, minerálních složek směsí, určování funkčních skupin a studium fázových změn v minerálech a geomateriálech). Infračervená spektra mohou být naměřena ze vzorků v pevné nebo kapalné fázi za pomoci zvolených měřících technik: KBr tableta, nujolová suspenze, jednoodrazová ATR technika (diamant nebo ZnSe krystal).

  • Termická a termo-mechanická analýza

    Simultánní měření TG/DTA křivek organických i anorganických látek, především minerálů, hornin, uhlí a uhlíkatých materiálů. Jedná se zejména o sledování změn hmotnosti na teplotě a čase do 1200°C, určování teplot modifikačních změn, krystalizace, oxidace, disociace apod., a také stanovování kinetických parametrů probíhajících reakcí.

    Stanovení tepelné roztažnosti a intenzity působení teploty na geomateriály během jejich zahřívání a/nebo ochlazování definovanou rychlostí ohřevu, většinou 3 – 30 K/min. Měření lze provádět v oxidační nebo inertní atmosféře.

Technické vybavení
  • ThermoNicolet Avatar 320 FTIR Spectrometer, spektrální rozsah 4000 - 400 cm-1
  • Optický polarizační mikroskop Nikon Eclipse 80i s procházejícím i odraženým světlem a fluorescencí, s motorizovaným stolkem Märzhäuser Scan-24-410; optický polarizační mikroskop Olympus BX 50 s procházejícícm i odraženým světlem a fluorescencí
  • Mikrotvrdoměr firmy CSM Instruments s měřením modulů přetvárnosti
  • Systém pro zpracování a analýzu obrazu LUCIA DI (Laboratory Imaging, Ltd.)
  • Barevné stacionární CCD kamery Nikon DS-5M (5 Mpx) a DVC 1310 (1,3 Mpx)
  • Stereomikroskop NIKON SMZ-2T
  • Multimodulární termální analyzér SETSYS 1200 firmy SETARAM se dvěmi vyměnitelnými měřicími hlavami (hlava TG-ATD 1600°C rod umožňující simultánní měření TG a DTA křivek a hlava TMA – Quartz umožňují měření dilatace v teplotním intervalu do 1200°C)
  • Mechanický lis Zwick 1494 max. síla 600 kN
  • Karmanova triaxiální buňka KTK 100 s možností bočního tlaku až 100 MPa a měřením propustnosti v procesu deformace
  • Zařízení na měření rychlosti šíření ultrazvukových vln v procesu zatěžování
  • Izomet 2104, zařízení na měření tepelné vodivosti a měrné tepelné kapacity
  • Plynový chromatograf DANI 1000 DPC: uhlovodíky (C1 - C4), H2, rozsah stanovení: 0 - 5000 ppm; uhlovodíky C1 - C4 jsou stanovovány pomocí kolony Rt Alumina Plot s detekcí FID, plynová chromatografie s µTCD používána pro stanovování vodíku
  • Stacionární plynové analyzátory: CH4, CO, CO2, O2, rozsah stanovení: objemová %
Řešené projekty
  • Grantový projekt č. 105/04/1019 Vliv teploty na změny plynopropustnosti hornin za trojosého stavu napjatosti (Grantová agentura ČR, 2004 - 2006, řešitel Alena Kožušníková).
  • Grantový projekt č. 205/05/0871 Sorpční vlastnosti mikročástic jílových minerálů (Grantová agentura ČR, 2005 - 2007, řešitel Zuzana Navrátilová).
  • Grantový projekt č. 105/03/D079 Nové možnosti identifikace jílových minerálů a slíd v sedimentárních horninách metodou infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (Grantová agentura ČR, 2003 – 2006, řešitel Lenka Vaculíková).
  • Doplňkový publikační grant E300860601 Vliv útlumu hlubinného hornictví na povrch a životní prostředí (Grantová agentura AV ČR, 2006, řešitel Petr Martinec).
Vybrané publikace
  • H. Bartoňková, M. Mašláň, R. Zbořil, J. Pechoušek, O. Schneeweiss, P. Martinec: Moessbauer study of iron oxide modified montmorillonite – Hyperfine Interaction, No.12, 2006, Springer Science and Business Media B.V.
  • M. Čáslavský, M. Dopita, P. Dvorák, Vl. Homola, J. Jirásek, A. Kožušníková, P. Martinec, P. Pánek, J. Pěgřimočová, E. Plevová, M. Sivek, P. Straka, L. vaculíková, J. Vašek: Atlas uhlí české části hornoslezské pánve. Vydavatelství Anagram, Ostrava, 2005. P. Martinec, J. Jirásek, A. Kožušníková, M. Sivek (eds.), 60 stran, anglické resumé 6 stran, 410 obrazových příloh na CD.
  • J. Foldyna, A. Kožušníková: Some remarks on coal substance behaviour in tectonic stress field: comparison with the results of triaxial compression tests. Intralayer deformation in Ostrava-Karviná coal seam. Proceedings of the XIII. International congress on the Carboniferous and Permian, 28.8.-2.9.1995, Krakow, Poland, 1997.
  • J. Jureczka, M. Galka, W. Krieger, Kwarczynski, P. Martinec, M. Dopita: Atlas map geologiczno-złoźowych polskiej i czeskiej częśti Górnosląskiego Zagłębia Węglowego (1:200 000). Panstwowy Institut geologiczny, Ministerstvo Środowiska, Warzsawa, 2005, 31 str., 14 map, (polsko-anglicky).
  • A. Kędzior, M. Doktor, P. Martinec: Warunki sedimentacji i architektura cial piasczyczstych warstw zabrskich (Namur B) w Czeskiej cześci górnosląskiego zaglebia weglowego-porownanie z czestia Polska. Proc. XXVI Symposium nt. Geologia Formacji weglonosnych Polski. Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, 51-54, Kraków, 2003.
  • Z. Klika, T. Kozubek, P. Martinec, Ch. Kliková: Mathematical modelling of bituminous coal seams burning contempora-neously with the formation of variegated beds body.- Int. Journ. Coal Geology, 59 (2004): 137-151, Elsevier.
  • P. Konečný Jr., A. Kožušníková: Measuring of gas – permeability of coal and clastic sedimentary rocksat triaxial state of stress. Coalbed Methane and Coal Geology, R. Gayer, I. Harris (ed.), Geological Society Special Publication No. 109, 1996, 227-229.
  • P. Konečný Jr., A. Kožušníková: Permeability of coal of the Upper Silesian basin (Czech republic). Bulletin of the Czech Geological Survay, ČGÚ Praha, Vol. 74, No.2, 1999, 155-158.
  • P. Konečný Jr., A. Kožušníková, P. Martinec: Rock mass as a porous medium: Gas filtration ability in triaxial state of stress. Proc. of the 9th International Congress on Rock Mechanics, Paris, 1999, 761-764.
  • A. Kožušníková: Relationship between the hydrogen content of coal and the lithological characteristics of rocks overlying the coal seam. Coalbed Methane and Coal Geology, Gayer, R. & Harris, I. (ed.), Geological Society Special Publication No. 109, 1996, 231-236.
  • A. Kožušníková, K. Marečková: Analysis of rock failure after triaxial testing. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol.36 (1999), No. 2, 1999, 243-251.
  • A. Kožušníková, P. Martinec, J. Pešek, P. Valterová: Coal clasts in the Carboniferous sediments of the Upper Silesian basin. Carboniferous and Permian of the World : XIV ICCP Proceedings, Canadian Society of Petroleum Geologists, Memoirs 19 (Hills L.V., Henderson Ch.M., Bamber E.W. eds.), Calgary, Canada, 2002, 895-901.
  • A. Kožušníková, P. Konečný Jr., J. Chmelová, J. Ščučka: Evaluation of rock failure by various physical methods in laboratory conditions.- ISRM International Symposium on Rock Engineering for Moutainous Regions, Eurock 2002, Funchal, 2002, 707-714.
  • A. Kožušníková, V. Fialová, I. Hoch: Anomalous drill-core parting in the sediments of the Upper Silesian basin. Annales Societatis Geologorum Poloniae, Vol. 73, 2003, 139-143.
  • A. Kožušníková: Changes of permeability of coal in the process of deformation.- Acta Universitatis Carolinae, Geologica, Vol.46, Nos 2-4 (2001), UK, Nakladatelství Karolinum, Praha, 2003, 75-77.
  • F. Kovanda, V. Balek, V. Dorničák, P. Martinec, M. Mašláň, L. Vaculíková, D. Koloušek, M. Bountsewa: Thermal behaviour of synthetic pyroaurite-like anionic clay. Journal of Thermal Analysis, vol. 71, 2003, 727-737.
  • P. Martinec et al: Termination of underground coal mining and its impact on the environment, ANAGRAM, 128 pp. Ostrava, 2006, (in Czech and English version).
  • P. Martinec, B. Schejbalová: History and environmental impact of mining in Ostrava-Karviná coal field (Upper Silesian Coal Basin, Czech Republic).- Geologica Belgica (2004) 7/3-4: 215-223.
  • Z. Navrátilová, L. Vaculíková: Sorpční vlastnosti jílových minerálů. Chemické Listy, vol. 98, 2004, 696-716.
  • Z. Navrátilová, L. Vaculíková: Electrodeposition of mercury film on electrodes modified with clay minerals, Chemical Papers, vol. 60, No. 5, 2006, 348-352.
  • M. Niederoest, J. Niederoest, J. Ščučka: Automatic 3D Reconstruction and Visualization of Microscopic Objects from a Monoscopic Multifocus Image Sequence. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXIV-5/W10. International Workshop on Visualization and Animation of Reality-based 3D Models, Tarasp-Vulpera, Switzerland, 2002.
  • M. Niederoest, J. Niederoest, J. Ščučka: Shape From Focus: Fully Automated 3D Reconstruction and Visualization of Microscopic Objects. In: 6th International Conference on Optical 3-D Measurement Techniques, Vol. II., Zürich, Switzerland, 2003, 236-243.
  • E. Plevová: Effects of Lewis Acids on the Resultant Properties of Char and Coal Tar after Carbonisation, KARBO, 2003, Vol. XLVIII, Nr. 2, 2003, 82–84.
  • E. Plevová, M. Kaloč, V. Šugárková: Vliv reziduálních chloridů na karbonizaci uhlí. Ropa, uhlie, plyn a petrochémia, roč. 46 (1-2), 2004, str. 100.
  • V. Šugárková, V. Slovák, M. Kaloč: Anthracene Catalytic Polycondensation in Presence of Chloride Agents. CARBON 2003, 6. – 10. July 2003, Oviedo, Spain, 2003.
  • V. Šugárková et al: A Controlled Thermolysis of Some Carbochemical Hydrocarbons. 12thInternational Conference on Coal Science, 2. – 6. November 2003, Australia, 2003.
  • V. Šugárková, E. Plevová, M. Kaloč: Effect of Anthracene Thermal Exposure on Mesophase Properties. International Conference on Coal Science and Technology, 9. - 14. October 2005, Okinawa, 2005.
  • J. Ščučka, P. Martinec, T. Senne, H. Luis, F. Pude: Form- und Größenänderungen von Mineralabrasivpartikeln beim Wasserabrasiv-Injektorstrahlverfahren. In: Schüttgut, 2003, Vol. 9, No. 6, Trans Tech Publications, 2003, 414 – 423.
  • J. Ščučka, P. Martinec, R. Šňupárek, V. Veselý: Image Processing and Analysis in Geotechnical Investigation. Tunnelling and Underground Space Technology: Special Issue Safety in the Underground Space. Vol. 21, No. 3-4, 2006.
  • J. Ščučka, K. Souček: Stavba a vlastnosti geokompozitních materiálů s polyuretanovými pojivy. In Documenta geonica 2007/1. Ostrava: Akademie věd České republiky, Ústav geoniky, 2007. s. 1-247.
  • J. Ulrych, F. Fediuk, M. Lang, P. Martinec: Late Paleozoic volcanic rocks of the Intra – Sudetic Basin, Bohemian Massif: petrological and geochemical characteristics.- Chemie der Erde - Geochemistry 64 (2004): 127-153, Elsevier GmbH.
  • L. Vaculíková, E. Plevová: Identification of clay minerals and micas in sedimentary rocks. Acta geodynamica et geomaterialia, 2005, 2, 163-171.
  • L. Vaculíková: Nové možnosti identifikace jílových minerálů a slíd v sedimentárních horninách metodou infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací. Závěrečná zpráva k postdoktorskému grantovému projektu GAČR. Ostrava, 2006, 36 + 96 p., GA ČR GP105/03/D079.
  • R. Zbořil, M. Mašláň, K. Barčová, E.Ferrow, P. Martinec: Thermal behaviour of pyrope at 1000°C and 1100°C: mechanism of Fe+2 oxidation and decomposition model.- Phys. Chem. Minerále, Vol. 30, Springer-Verlag, 2003, 620-627.