Oddělení geomechaniky a báňského výzkumu

Projekt INODIN se zaměřuje na rozvoj aplikačního potenciálu výzkumných organizací (ÚTAM, ČVUT, ÚGN, VUT, CeTTAV) pomocí navázání a prohloubení spolupráce se subjekty z aplikační sféry (EXCON, StatoTest, DIAMO, Skanska). Tématem čtyřletého projektu je diagnostika, monitoring a modelování inženýrské infrastruktury, která je naší civilizaci nepostradatelná a má velký dopad na životní i sociální prostředí.

Cíle projektu

Cíle projektu INODIN představují zásadní kroky v oborech diagnostiky, monitorování, digitalizace, analýz materiálů a konstrukcí s využitím výpočetních modelů. Tyto cíle jsou navrženy tak, aby posílily spolupráci mezi výzkumnými organizacemi a aplikační sférou a zároveň reagovaly na aktuální výzvy v oblasti monitorování a diagnostiky materiálů a inženýrské infrastruktury ve stavebnictví:

• Navázání a prohloubení spolupráce s aplikační sférou.
• Studium porušování a víceúrovňová diagnostika materiálů.
• Výzkum inteligentních senzorů a neinvazivních technik pro monitoring konstrukcí.
• Dlouhodobý monitoring konstrukcí od počátku zhotovení.
• Rozvoj digitalizace.
• Využití umělé inteligence.
• Inženýrská opatření pro udržitelnost konstrukcí.
• Využití dat pro manažerská rozhodování.
• Zapojení cílových uživatelů.
• Příprava a podání projektových žádostí.

Předpokládané výsledky

• Vyšší zapojení výzkumných organizací do krátkodobého i dlouhodobého monitoringu konstrukcí a materiálů.
• Detailní analýza mikrostruktury materiálů pro odhad zbytkové životnosti pomocí sofistikovaných laboratorních metod.
• Výzkum nových nízkoemisních materiálů s nízkou vloženou energií, vyšší trvanlivostí a s využitím recyklátů.
• Snížení stavebního odpadu, vložených energií a dopadů na životní prostředí díky prodloužení životnosti konstrukcí.
• Výzkum a vývoj neinvazivních technik a specializovaných zařízení pro monitorování inženýrských konstrukcí, zajištění spolehlivosti, intervenci, preventivní údržby a proces řízeného stárnutí.
• Návrh monitorovacích systémů ve fázi stupně dokumentace pro provedení stavby (DPS) pro novou inženýrskou infrastrukturu.
• Vytváření digitálních dvojčat a numerických modelů již ve fázi projektu stavby s kvantifikací nejistot a s určením kritických lokalit pro monitorování.
• Detailnější analýza zón kotvení lan a návrh tlumičů kmitání stavebních konstrukcí.
• Zlepšení mezisektorové spolupráce v národním i mezinárodním měřítku prostřednictvím navazování a prohlubování spoluprací, spoluautorství publikací, účastí na konferencích, podávání mezinárodních projektů a aktivní účasti ve vědeckých sítích a výborech.
• Vytváření inspirativního a kvalitního pracovního prostředí pro doktorandy a mladé výzkumné pracovníky.
• Zvýšení výzkumného potenciálu výzkumných pracovišť prostřednictvím modernizace jejich infrastruktury a vybavení.
• Přenos znalostí a výchova studentů pomocí přednášek, volitelných seminářů, konzultací závěrečných prací, či povinných praxí ve firmách.

V projektu je plánováno 55 recenzovaných článků, 37 konferenčních příspěvků, 38 nepublikačních výsledků a dalších výsledků.

Moravskoslezský kraj je region potýkající se s dopady těžby na povrch, a to nejen v období aktivní těžby, ale také po uzavření hlubinných dolů. Zejména vlivem zatápění důlních prostor budou aktivovány posuny povrchu, ovšem na rozdíl od vlivů dobývání v období aktivní těžby, není tato problematika odborně prozkoumána. Realizací projektu bude detailně dokumentován stav vlivů poddolování při udržování hladiny důlních vod a tím bude získán referenční soubor dat pro hodnocení posunů povrchu v období nástupu hladiny důlních vod po ukončení čerpání. Následné hodnocení pohybů povrchu tak nebude ovlivněno chybou z nesprávné interpretace příčin monitorovaných pohybů, např. nestabilit poddolovaného území, sezónních vlivů působících na povrchové objekty osazené měřicí technikou apod. Sběr dat v souvislosti s dynamikou zaplavování uzavřených dolů je stěžejním faktorem pro zodpovědnou transformaci pohornické krajiny s bezpečně fungující technickou infrastrukturou.

Vícestupňové hydraulické štěpení stěn horizontálních vrtů (MFHW) je slibnou technologií jako aktivní prostředek protiořesové prevence v případě výskytu kompetentních hornin v nadloží slojí v Číně. Problematika související s mechanismem řízení MFHW a posouzení souvisejícího účinku štěpení kompetentních hornin budou zkoumány pomocí numerického modelování až po testování in-situ. Cílem tohoto projektu je posoudit rozsah hydraulického štěpení v kompetentních horninách spolu s anlýzou vývoje indukované seismicity a dosahu přídatných napětí před postupujícím porubem pomocí numerického modleování a měření in-situ. Zvláštní pozornost bude věnována korelaci mezi rozsahem porušení kompetentních hornin a související účiností tohoto aktivního prostředku pro snížení rizika vzniku důlního otřesu. Perspektivní výsledky tohoto projektu nejen posunou naše znalosti v oblasti aktivního zásahu do horninového masivu, ale také pomohou kvantitativně vyhodnotit účinnost MFHW v průběhu realizaci opatření s cílem vytvořit racionální strategii štěpení hornin pro snížení rizika vzniku důlního otřesu. Očekávané výsledky poskytnou vědecký základ pro spolehlivou aktivní prevenci proti vzniku důlních otřesů.

Hlavním cílem projektu je rozvoj aplikačního potenciálu příjemce VŠB-TUO a zapojených výzkumných organizací prostřednictvím navázání a prohloubení spolupráce se subjekty z aplikační sféry vytvářet a následně efektivně využívat výsledky VaV v praxi. Předmětem záměru je orientovaný a průmyslový výzkum v oblasti pokročilých materiálů, nanomateriálů a nanokompozitů pro jejich použití v energetice a souvisejících environmentálních technologiích. ÚGN, v roli partnera s finančním příspěvkem, společně s ostatními partnery zahájil realizaci projektu 1. ledna 2025.

Cílem projektu je vývoj expertního systému digitalizovaného automatizovaného monitoringu synergických vlivů důlních, podzemních a povrchových vod na pohyby a deformace povrchu kladenského revíru (DiAMo), jako následku zaplavování podzemí po ukončení 200 let trvající těžby uhlí a intenzivní průmyslové činnosti, sloužícího jako nástroj územního plánování, k řízení rizik a k efektivnímu využití dotčeného regionu k jeho environmentálně příznivému a z hlediska ŽP a změn klimatu resilientnímu rozvoji. DiAMo bude obsahovat (1) ověřenou technologii monitoringu synergických vlivů podzemních a důlních vod na povrch, (2) mapu rizik pohybů povrchu vybrané části revíru v souvislosti se zatápěním a řízeným čerpáním důlních vod a (3) veřejnosti přístupnou databázi vlivů zatápění na vodní režim oblasti.

Více informací

Projekt se zaměřuje na výzkum a dokumentaci historických důlních děl v oblasti Horního Města, která patří k nejstarším a největším hornickým lokalitám na Moravě. Cílem je získat přesná data o prostorovém rozsahu a stavu důlních děl s využitím moderních technologií, jako je 3D skenování, geofyzikální měření a UAV mapování. Klíčovým výstupem je detailní dokumentace Stříbrného dolu a dalších historických dostupných důlních objektů v oblasti, přičemž projekt navazuje na zjištěné skutečnosti z výzkumů z předchozích let. Projekt se snaží propojit vědecký výzkum s praktickým využitím, a to zpřístupněním historických důlních děl veřejnosti a podporou turistického ruchu. Zároveň se klade důraz na vytvoření ucelené dokumentace, která poslouží jako cenný zdroj informací pro budoucí výzkum a ochranu kulturního dědictví.

Projekt se zaměřuje na komplexní řešení problémů spojených s útlumem těžby, transformací post-hornických oblastí a možnostmi následného využití uzavřených dolů. Tyto výzvy jsou aktuální téměř ve všech evropských zemích, kde často chybí dostatečné finanční zdroje a kapacity pro efektivní správu starých důlních děl. V reakci na tuto situaci se projekt orientuje na klíčové oblasti, jako jsou legislativa, řízení procesů uzavírání dolů a jejich financování. Projekt se zabývá také souborem sanačních a monitorovacích technik, které mají za cíl minimalizovat negativní dopady uzavřených dolů na životní prostředí a podpořit jejich bezpečnou a udržitelnou likvidaci. Cílem projektu je vytvoření evropské databáze hornického dědictví, srovnání existujících legislativních rámců, struktur řízení a přístupů k útlumu těžby v jednotlivých zemích. Dalším záměrem je poskytnout těžebním organizacím, veřejné správě a finančním institucím odborné podklady pro sociálně spravedlivé a ekologicky šetrné využití post-hornické krajiny. Projekt rovněž usiluje o harmonizaci osvědčených postupů, norem a sdílení získaných zkušeností pro udržitelné a komplexní řízení důlního dědictví. Výstupy projektu budou zpřístupněny široké veřejnosti prostřednictvím vizualizační platformy s otevřeným přístupem. Na realizaci projektu se podílí konsorcium tvořené více než 100 odborníky z 31 evropských zemí. Příjemcem grantu je VŠB – Technická univerzita Ostrava.

Více informací

Dynamika naší planety je v rámci sluneční soustavy zcela unikátní: zahrnuje rozsáhlé látkové toky uvnitř Země, mezi jejími vnitřními sférami a povrchem, a je rovněž podmínkou existence života na Zemi. Umožňuje i rozvoj lidské společnosti; vytvořila ložiska nerostných surovin a zdrojů energie a zapříčinila obrovskou variabilitu krajiny. Současně však lidstvo vystavuje měnícímu se klimatu, zemětřesením, nebezpečným atmosférickým jevům, sopečným erupcím, sesuvům a jiným společnost ohrožujícím událostem. Naopak řadou zpětných vazeb dynamiku planety Země stále více ovlivňuje působení člověka.

Program se soustředí na objasňování procesů probíhajících uvnitř Země (Téma I: Energie uvnitř Země), na jejím povrchu (Téma II: Proměny zemského povrchu) a v jejím atmosférickém obalu (Téma III: Nad Zemí). Každé z těchto témat obsáhne i otázku prevence nepříznivých důsledků zemské dynamiky a podpoří jeden z předpokladů úspěšného bádání v těchto disciplínách - kontinuální sběr dat observatořemi, z nichž mnohé jsou zařazeny do mezinárodních monitorovacích sítí. Čtvrté téma se věnuje důsledkům rozvoje lidské společnosti, např. dopadům těžby a spotřeby nerostných surovin na životní prostředí, vyhledávání surovin alternativních a poznávání krajiny za účelem jejího vhodného využití a ochrany (Téma IV: Stopy člověka).

Více informací

Realizační projekt představuje plán prací, jejich popis, souslednost a závislosti jednotlivých činností související s řešením veřejné zakázky „Stanovení in-situ napjatosti v PVP Bukov II“. Veřejnou zakázku realizuje Ústav geoniky Akademie věd ČR, v.v.i. (ÚGN) pro Správu úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO). Cílem prací je provedení komplexního měření a monitorování napětí pomocí různých metod za účelem popsání a zhodnocení napěťového stavu horninového masivu (HM) lokality PVP Bukov II ve vztahu k předpokladům vycházejícím z geologické historie a pro potřeby zhodnocení reakce horninového masivu na proces vybudování podzemní laboratoře ve vztahu k dlouhodobé stabilitě hlubinného úložiště (HÚ). Údaje o napěťovém stavu HM představují nutné základní vstupní údaje pro účely matematického modelování (MM) chování HM v interakci s navrhovaným geotechnickým dílem a je rovněž potřebný pro zatřídění HM pomocí klasifikačního indexového Q systému.

Mikrostuktura horniny, spolu s texturní anizotropií, výrazně ovlivňují proces porušování a celkové deformační chování transverzálně izotropních hornin. Znalost mechanismů porušování horninového materiálu je velmi potřebná při řešení řady inženýrských problémů, jako je například posuzování vhodnosti hostitelského prostředí v případě geologického ukládání CO₂ nebo vysokoaktivních odpadů. Pro dokonalejší pochopení zákonitostí celého procesu, vedoucího od iniciace a šíření mikrotrhlin po celkové makroporušení horniny, má zcela zásadní význam studium v mikroměřítku. Ke sledování změn ve struktuře zatěžovaných hornin, získání informací o charakteru jejich porušování a o vzniku a šíření trhlin během zatěžování a pro odvození lomově mechanických charakteristik bude v rámci projektu využita metoda časosběrné (4D) výpočetní mikro-tomografie (XCT) ve spojení se souborem originálních zatěžovacích zařízení. Tato zařízení umožňují kombinaci rentgenové radiografie a XCT s mechanickým zatížením a lze jich tedy využít pro pokročilou analýzu porušování hornin v různých zatěžovacích režimech.

Více informací

Projekt se zabývá řešením problematiky nebezpečí spojené s neočekávanými pohyby zemského povrchu vyvolané dřívější těžbou v daném regionu. Hlavním cílem projektu je prohloubit znalosti o příčinách po-hornických seismických událostí ve vztahu k povrchovým deformacím dotčeného regionu, vytvořit plány dlouhodobého monitorování takových oblastí, otřesové mapy a nadnárodní pokyny, jak řešit a zmírnit nebezpečí projevující se jako seismické otřesy v regionech po ukončení těžby.

Více informací

Projekt má dva hlavní cíle: A) Tvorbu metodických návodů (schválených orgánem státní správy) pro odběr vzorků hornin a jejich laboratorní analýzy, zaměřených na sledování potenciální kontaminace prostředí azbestem, a to nejen při těžbě a úpravě hornin v lomech, ale také při ražbě tunelů a tvorbě zářezů pro liniové stavby tak, aby při těchto činnostech nedocházelo k negativním dopadům na životní prostředí a k ohrožení lidského zdraví. B) Vybudování informačních nástrojů – specializovaných map rizikových oblastí s potenciálním výskytem azbestu a internetového znalostního portálu azbestů – které uživatelům umožní přístup k základním informacím o problematice azbestu v horninách.

Více informací

Projekt je zaměřen na posílení mezinárodní spolupráce a rozvoj vědeckých pracovníků z Ústavu geoniky AV ČR. Realizace projektu přispěje k posílení spolupráce se zahraničními výzkumnými organizacemi a jejich vědeckými pracovníky. Uskutečnění jednotlivých mobilit přispěje k rozvoji jak samotných účastníků, tak i pracoviště. Současně lze očekávat vyšší publikační činnost a zapojení ÚGN do řešení mezinárodních projektů.

Cílem projektu je podpora profesního rozvoje začínajících mladých výzkumných pracovníků a prohloubení poznatků již zkušených výzkumných pracovníků, kteří získají na prestižních zahraničních pracovištích nové dovednosti a zahraniční kontakty. V průběhu návratové fáze realizace projektu se počítá s následným předáním získaných zkušeností ostatním pracovníkům ÚGN.

Předpokládanými výstupy budou příprava příspěvku, účast na mezinárodní konferenci a rozvoj spolupráce se zahraniční institucí, tak aby byla zajištěna efektivita vynaložených finančních prostředků. Interní podmínkou realizovaných stáží bude příprava kvalitní odborné publikace na zahraničním pracovišti, která bude vydána v renomovaném zahraničním periodiku.

Celkem bude uskutečněno 6 aktivit, a to: 3 pracovní pobyty výzkumných pracovníků - juniorů v zahraničí a 3 pracovní pobyty výzkumných pracovníků - seniorů v zahraničí s následnou návratovou fází.

Výsledky studia vlastností horninového masivu s ohledem na přítomnost významné tektonické zóny. Studium se zaměřilo na změnu vlastností v okolí tzv. první zóny ložiska Rožná, ale také na změnu těchto vlastností s hloubkou na úrovni 12. - 24. patra bývalého dolu, resp. v intervalu 550 - 1200 m pod povrchem. Realizované práce zahrnuly geologický, petrografický, geochemický popis horninového prostředí, geofyzikální práce (zejm. seismika), studium fyzikálně mechanických vlastností hornin, transportní experimenty a ložiskovou revalidaci ložiska Rožná. Veškeré práce byly provedeny pro účely popsání studované zóny a jejího projevu s důrazem na prokázání bezpečnosti potenciálního umístění hlubinného úložiště.

Závěrečná zpráva prezentuje výsledky studia vlastností horninového masivu s ohledem na přítomnost významné tektonické zóny.

Cílem navrhovaného projektu je nalézt takový soubor geotechnických a geofyzikálních metod, který podá informace o geologické stavbě ve směru kolmém i podélném k podzemnímu dílu a o jejím časovém vývoji a soubor metod, které by přispěly k dokonalejšímu popsání geologické stavby horninového masivu v okolí podzemního díla. Podstatou je vývoj takových metod, které vidí dovnitř horninového masívu. Je nutné stanovit a ověřit postupy zahrnujícím jak metody, kterým postačuje měření na povrchu báňského díla, tak i metody, které pracují v systému vrt - vrt nebo vrt - povrch báňského díla. Pro interpretaci geofyzikálních a geotechnických měření je pak vhodné mít k dispozici speciální software, který umožní naměřená data předzpracovávat, zpracovávat a komplexně interpretovat. Mimo to budou zkoumány závislosti mezi jednotlivými fyzikálními a geotechnickými vlastnostmi včetně studia jejich trendů závislosti a vývoje. Dílčími cíli je jednak otestovat co nejširší komplex geotechnických a geofyzikálních metod a z nich určit takové, které co nejlépe poslouží k řešení dané problematiky, a jednak vytvořit softwarové nástroje pro integraci výsledků a další zpracování experimentálních měření. Snahou bude nalézt postupy pro generování takových výstupů, které budou dostatečně komplexní a čitelné nejen specialistům geotechnikům a geofyzikům, ale i geologům, projektantům a pracovníkům báňských společností, včetně specialistů pracujících ve státní správě.

Více informací

Modernizace a rozšíření uceleného systému pozorování geofyzikálních polí provozovaného geovědními institucemi v ČR. Tento systém je tvořen permanentními observatořemi, převážně zapojenými do světových sítí, lokálními stanicemi ve vybraných oblastech, které jsou významné z hlediska dlouhodobého pozorování pro potřeby základního nebo aplikovaného výzkumu, a mobilními stanicemi, které slouží pro dočasná měření ve vybraných lokalitách, obvykle v rámci velkých mezinárodních VI a projektů. 5 tematických sekcí: Seismologie, GNSS a gravimetrie, Geodynamika, Geomagnetismus, Geologické a geofyzikální databáze.

Cílem projektu je zajistit stabilní provoz, rozvoj a modernizaci systému pozorování geofyzikálních polí provozovaný geovědními institucemi v ČR. Tento systém je tvořený permanentními observatořemi (seismika, GNSS, geomagnetismus, gravimetrie, geotermika, geodynamika) převážně zapojenými do celosvětových sítí, lokálními stanicemi či sítěmi stanic ve vybraných oblastech, které jsou významné z hlediska dlouhodobého pozorování pro potřeby základního nebo aplikovaného výzkumu, a mobilními stanicemi, které slouží pro opakovaná měření na vybraných bodech nebo pro dočasná terénní měření, obvykle v rámci velkých mezinárodních projektů. CzechGeo/EPOS je součástí panevropské výzkumné infrastruktury EPOS (European Plate Observing Systém). Prioritami pro příští období je uživatelsky přívětivý přístup ke globálním a regionálním databázím nebo úložištím, zvyšování počtu stanic s real-time vzdáleným přístupem, zprostředkování produktů vyšší úrovně a integrace dat v rámci implementační fáze projektu EPOS. V rámci projektu EPOS se bude CzechGeo/EPOS podílet na tvorbě tematických a integrovaných služeb a tyto služby dále využívat.

Úprava sondy k měření napětí v horninovém masivu pro prostředí s nebezpečím výbuchu plynů a uhelného prachu. Vytvoření software pro výpočet úplného tenzoru napětí a jeho jednoduchou vizualizaci v okolí sondy.

Cílem projektu je rozvoj a provoz infrastruktury a vědeckovýzkumných týmů vytvořených v rámci projektu Institut čistých technologií těžby a užití energetických surovin na půdě řešitele VŠB - Technické univerzity Ostrava a partnera Ústavu geoniky AV ČR. Projekt zachovává vybudovanou síť výzkumných týmů navázaných na laboratorní infrastrukturu a je rozdělen do dvou výzkumných programů, které jsou provázány a vzájemně se doplňují.

Zadáním výzkumného programu 1 Vícefázové horninové prostředí je získat poznatky o fyzikálních, chemických, izotopových, strukturních a mechanických vlastnostech složek prostředí pomocí moderní instrumentální techniky, která zásadním způsobem zvyšuje úroveň poznání a možnosti jejich zobecnění pro dané geologické podmínky pomocí matematického modelování. Tyto informace jsou základním předpokladem pro návrh environmentálně šetrných technologií při exploataci nerostných surovin i při dalším využívání horninového prostředí.

Výzkumný program 2 Environmentálně šetrné technologie vychází z poznatků výzkumného programu 1 a zabývá se orientovaným výzkumem a aplikačními řešeními v oblasti těžby energetických surovin, využitím vedlejších produktů pro zavedení bezodpadových technologií při těžbě nerostných surovin, vytvořením podmínek pro minimalizaci bezpečnostních rizik na základě poznání příčinných procesů a metodami oceňování a ovlivňování horninového prostředí v souvislosti s připravovanými velkými projekty týkajícími se využívání geotermální energie, trvalého ukládání jaderného odpadu a podzemích zásobníků energetických surovin.

Hlavní výzkumné aktivity výzkumného programu 1 a 2, které jsou řešeny v gesci Ústavu geoniky, jsou následující:

• Vlastnosti a chování geomateriálů v závislosti na jejich vnitřní stavbě, způsobu zatěžování a fyzikálních podmínkách. Komplexní znalost petrologických, chemicko-fyzikálních a mechanických vlastností horninového prostředí je základním předpokladem pro efektivní, bezpečný a environmentálně šetrný návrh technologií těžby, úpravy a využití nerostných surovin, nebo realizaci důlních děl a náročných podzemních a geotechnických staveb. Cílem je získání poznatků o vlivu složení a charakteru vnitřní stavby hornin a horninového masívu na jejich pevnostně-deformační a transportní chování a získání spolehlivých a relevantních dat, přímo použitelných jako vstupy do numerických modelů a dat pro jejich experimentální ověřování a inverzní analýzu.
• Intenzifikace účinků vysokorychlostních vodních paprsků při dezintegraci. Cílem řešení této aktivity je intenzifikovat účinky vysokorychlostních vodních paprsků využitím fyzikálního jevu, vznikajícího při dopadu kapky na pevný povrch. Při střetu kapaliny pohybující se vysokou rychlostí s tuhým tělesem totiž vzniká krátkodobý přechodový jev, který je provázen výrazným nárůstem tlaku v místě dopadu kapaliny na povrch a může způsobit vážné poškození jak na povrchu, tak i ve vnitřní struktuře materiálu vystaveného působení dopadající kapaliny. Proto bude řešení zaměřeno na studium možností ovlivnění proudění před tryskou tak, aby byl generován paprsek využívající k dezintegraci materiálu výše uvedený fyzikální jev.
• Vývoj změn indukovaných napěťových a deformačních polí při podzemním využití horninového masivu. Při hlubinné exploataci ložisek nerostů a budování podzemních staveb dochází v důsledku této činnosti ke změnám napěťových stavů v horninovém masivu. Napěťové změny mohou při překročení příslušných mezních parametrů stavebních jednotek horského masivu indukovat porušování křehkým lomem, což v postižené oblasti vyvolává seismické jevy. Tento proces může být ve složitých přírodních a hornických podmínkách doprovázen náhlým uvolněním energie akumulované v masivu a vznikem anomálních geomechanických jevů s projevy v podzemních prostorách. Významné napěťové a deformační změny horninového masivu se mohou také nepříznivě projevit na povrchu, hrají významnou roli v procesu dimenzování důlních děl realizovaných v horninovém masivu za účelem jeho využití a ovlivňují transportní vlastnosti horninového masivu. Cílem výzkumu bude získání poznatků v této oblasti a jejich aplikace při hornické činnosti a podzemní výstavbě.

V rámci projektu získal ústav řadu unikátních přístrojů pro výzkum horninového prostředí a vývoj geotechnologií. Jedná se analytické přístroje, softwarové vybavení, ale především o zkušební zařízení a triaxiální komoru pro zkoušky hornin, robotické zařízení pro použití pulzního vysokotlakého vodního paprsku nebo rentgenový počítačový tomograf pro oblasti nedestruktivního studia plošných i prostorových nehomogenit materiálů a defektoskopii.

V návaznosti na nové unikátní přístrojové vybavení Centrum umožňuje zavést nové směry výzkumu - pracoviště tomografických metod, nebo významně rozšířit stávající výzkumné aktivity - pracoviště výzkumu THM procesů v horninách a pracoviště výzkumu vysokorychlostního vodního paprsku.

Projekt zahrnoval jak rešeršní část popisující zahraniční zkušenosti a poznatky z podobných lokalit, tak i realizační část zajišťující monitorování změn napěťového pole v průběhu výstavby v okolí PVP Bukov. Řešení tohoto projektu mělo přímou vazbu na paralelně řešený projekt Komplexní geologická charakterizace prostorů PVP Bukov. Je popsán vyvinutý a nasazený distribuovaný měřicí systém umožňující odečítat data z různých typů měřicích senzorů, ukládat data a předávat je na vzdálené instituce ke zpracování a interpretaci. DMS zejména obsluhuje 6 sond typu CCBM a 4 trojice měřicích svorníků pro zjišťování napěťového pole v předmětné lokalitě PVP Bukov, dále odsluhuje řadu snímačů zejména pro sledování hydrogeologického a teplotního režimu masivu. Jsou provedena vyhodnocení napěťových měření CCBO i CCBM v této lokalitě v návaznosti na postup ražby. V rámci projektu jsou popsány výstupy aplikace 3D scanování jak samotné zkušební laboratoře BZ1-XII, tak přístupového překopu BZ-XIIJ. V rámci etapy matematického modelování napěťového pole byly připraveny a následně použity sw nástroje pro stanovení plného tenzoru napětí z měření sondami CCBO a CCBM a konfrontovány s určením napěťového pole z konvergencí stěn důlního díla při jeho ražbě. Oblasti stupně bezpečnosti byly stanoveny na základě aplikace kritérií porušení na výsledný matematický model napětí. V roce 2015–2017 byly na lokalitě PVP Bukov provedeny také geofyzikální práce. V rámci geofyzikálního průzkumu bylo provedeno měření metodami elektrické odporové tomografie (ERT) a seizmické tomografie (ST). Geoelektrické měření bylo zaměřeno na pravý bok překopu BZ-XIIJ a chodbu BZ1-XII podzemní laboratoře, zatímco seizmická tomografie využívala systému vrt S-3 - překop BZ-XIIJ. Výsledky měření poskytly představy o rozložení měrného odporu a rychlostí podélných vln za stěnou báňského díla, respektive mezi překopem BZ-XIIJ a vrtem S-3.

Značná část zásob uhlí se nachází v ochranných pilířích, které leží pod zastavěnými oblastmi v aktivně těžených regionech v české části hornoslezské uhelné pánve (USCB). Běžně používaná metoda těžby stěnováním s řízeným závalem není v těchto oblastech použitelná, protože není povolena výrazná deformace povrchu. Z tohoto důvodu byla testována modifikovaná metoda Komora - pilíř (Chodba - pilíř) se stabilními uhelnými pilíři, aby se minimalizovala konvergence vrstev. V hlubinném uhelném dole v hloubce 900 m byl dokončen čtyřletý pilotní projekt nové dobývacíí metody Chodba - pilíř, což je nejhlubší zkušební nasazení této metody na světě. Monitorování zahrnovalo napěťové a deformační změny v pilířích a nadložních vrstvách stropu, zatížení stropních a pilířových svorníků a deformaci povrchu. Výsledky tohoto rozsáhlého monitorování napěťově-deformačního stavu HM, ověřené numerickými modely a další analýzy potvrdily stabilitu ponechaných uhelných pilířů a účinnost stropního svorníkování v podmínkách vysoce namáhaného HM. Rovněž byly prokázány minimální účinky sedání na povrchu. Tyto výsledky byly spolu s ověřenými technologickými postupy hlavním zdrojem schvalovacího řízení nové dobývací metody báňským úřadem. S ohledem na hloubku těžby do 900 m jsou výsledky významné nejen z pohledu českého hornictví, ale i celosvětově.

V rámci komplexní geotechnické charakterizace prostorů PVP Bukov byl Ústavem geoniky AV ČR v Ostravě realizován komplex laboratorních a terénních prací, jejichž cílem bylo zejména detailní popsání geotechnických a geomechanických vlastností a kvality horninového masivu. Tyto práce konkrétně zahrnovaly: stanovení a zhodnocení fyzikálně-mechanických vlastností hornin, odebraných z boků důlních děl, z vrtů a z povrchových lokalit; stanovení napěťového stavu a přetvárného chování horninového masívu metodami hydraulického štěpení stěn vrtů, Goodman Jack a CCBO, resp. CCBM; stanovení kvality horninového masívu dle vybraných indexových geomechanických klasifikací; periodická dlouhodobá tenzometrická a konvergenční měření a posouzení vlivu technické a důlně indukované seismicity na zájmový horninový masív. Realizovaný soubor výzkumných prací by měl poskytnout dostatečně ucelený soubor geotechnických a geomechanických poznatků, nezbytných pro následnou realizaci rozsáhlých výzkumných experimentů zaměřených na dlouhodobou bezpečnost a technickou proveditelnost budoucího národního hlubinného úložiště radioaktivních odpadů.

Znalost napjatostních a strukturně-geologických poměrů granitového prostředí je potřebná pro vyhodnocení dlouhodobé bezpečnosti vybraného horninového prostředí pro umístění hlubinného úložiště. Mezinárodní projekt „Large-Scale Monitoring“ (LASMO) si kladl za cíl komplexním způsobem popsat změny v horninovém masivu způsobené jeho odlehčením a zatížením. Terénní část projektu probíhá v podzemní laboratoři Grimsel, která je situována ve švýcarských Alpách. Měření, následný monitoring napjatostních poměrů a speciální studium vnitřní anizotropie v horninovém masivu poskytuje důležité charakteristiky o celkovém tektonickém vývoji oblasti, včetně stability horninového masivu. Výše zmíněný dílčí projekt SÚRAO podporoval aktivity v rámci mezinárodního projektu LASMO. Na tomto dílčím projektu dále pracovali: Ústav Geoniky AV ČR, Česká Geologická Služba a Ústav Struktury a mechaniky hornin AV ČR.

Zapojení do tohoto mezinárodního projektu umožnilo získat důležité poznatky pro tvorbu 3D geomechanických modelů potřebných pro hodnocení bezpečnosti úložiště. Hlavním cílem tohoto dílčího projektu je získat obecné charakteristiky chování horninového masivu podzemní laboratoře při jeho zatěžování a odlehčování ve velkém měřítku.

Základním cílem projektu bylo stanovit míru reprodukovatelnosti výstupů laboratorního studia transportních procesů stopovačů v porovnání s výsledky experimentu většího měřítka (dm) následně ji implementovat do reálných podmínek granitických hornin (experiment in-situ) a do modelů, vyhodnocujících difúzi radionuklidů do horniny. Výsledky významně přispěly ke snížení nejistot kvantifikace transportních parametrů stopovačů v horninovém prostředí, plynoucí ze zjednodušení reálných procesů při použití vzorků malých rozměrů v laboratorních podmínkách. Současně bylo cílem zhotovit vhodné aparatury a sestavit pracovní a metodické postupy, které zajistí přenos informace o vlastnostech hornin a procesech v nich probíhajících z mikroměřítka (mm) do reálného měřítka prostředí horninového masivu (desítky metrů). A konečně bylo cílem zavést metodiky, které tyto předcházející cíle umožňují dosáhnout a nebyly doposud v širší míře aplikovány, ať už jde o využití speciální stopovačů či moderních analytických metod. ÚGN se podílel na výzkumu struktur materiálu s využitím RTG-CT.

Projekt byl zaměřen na výzkum procesů v geologickém prostředí, jejichž znalost je žádoucí pro prokázání dlouhodobé stability a bezpečnosti hlubinné úložiště a dlouhodobě udržitelný provoz podzemních zásobníků plynu. První část projektu je orientována na experimentální činnost související s výzkumem THM procesů a to především v podmínkách podzemních laboratoří na Experimentálním pracovišti Bedřichov, v UEF Josef a na dalších dostupných lokalitách. Ve druhé stěžejní části projektu byl prováděn vývoj specializovaných softwarových nástrojů použitelných v procesu simulace a hodnocení zvolené lokality v dlouhodobém časovém horizontu pro výstavbu podzemního díla pro ukládání odpadů vzniklých při výrobě energie v jaderných elektrárnách.

Cílem CzechGeo/EPOS bylo vybudovat a provozovat národní uzel pan-evropského projektu EPOS. Kostru stávajícího observačního systému v České republice tvořily permanentní seismické, slapové, geodynamické, geomagnetické a geotermické observatoře. Systém doplňují lokální sítě a krátkodobá terénní měření. Na provozu systému se podílelo sedm geovědních pracovišť. Projekt EPOS si kladl za cíl vytvořit jednotnou trvale provozovatelnou distribuovanou infrastrukturu, která umožní integrovat geofyzikálních data ze sítí v Evropě a Středomoří, zlepšit jejich dostupnost a zajistit jejich dlouhodobou stabilitu a archivaci. EPOS bude rovněž vyvíjet inovační strategii založenou na propojování a třídění distribuovaných infrastrukturních dat z observatoří a laboratorních experimentů se superpočítačovými nástroji s vysokým rozlišením, která jsou schopna překonat propast mezi analýzami dat a geofyzikálním modelováním. Toho mělo být dosaženo přímým propojením moderních simulačních technologií s observatorními databázemi. EPOS si tak kladl za cíl vytvořit špičkovou evropskou výzkumnou infrastrukturu, která poskytne zásadně nové podmínky a perspektivy pro výzkum pevné Země v Evropě.