2

1. Цели освоения дисциплины

Целью изучения является получение знаний и навыков разрабатывать мероприятия, обеспеченные необходимыми расчётами для управления состоянием массива горных пород и безопасного ведения горных работ в сложных и особых условиях.

Дисциплина «Управление состоянием массива горных пород» является одной из

специальных дисциплин, формирующих профиль подготовки горных инженеров по

специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых».

Задачами изучения дисциплины является:

– овладение терминологией и комплексом понятий, обеспечивающих управление состоянием массива горных пород;

– освоение принципов воздействия на массив горных пород, обеспечивающих необходимое состояние массива;

– овладение методами разработки мероприятий обеспечивающих безопасное ведение горных работ в сложных условиях Дисциплина «Основы горного дела» формирует теоретические знания, практические навыки, вырабатывает компетенции, которые дают возможность выполнять следующие виды профессиональной деятельности: производственно-технологическую;

проектную; научно-исследовательскую; организационно-управленческую.

В области производственно-технологической деятельности целью дисциплины является научить студента организовывать и производить горные работы в соответствии с действующими требованиями нормативно-технической документации и стандартов.

Для выполнения специалистами проектной деятельности дисциплина формирует основу грамотного подхода к разработке технологии, обоснованию технической, экологической безопасности и экономической эффективности горных работ.

Для научно-исследовательской деятельности знание дисциплины «Управление состоянием массива горных пород»позволяет обоснованно подходить к выполнению экспериментальных и лабораторных исследований, подготовке технических отчетов.

Для ведения организационно-управленческой деятельности дисциплина учит умению проводить технико-экономический анализ с обоснованием принимаемых решений.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Управление состоянием массива горных пород» относится к базовой части профессионального цикла С.3 и опирается на знания, полученные при изучении дисциплин согласно таблице.

Название дисциплины Разделы 1 Геология Начертательная геометрия, инженерная и компьютерная графика Теоретическая и техническая механика, сопротивление материалов Основы горного дела Все разделы Подземная разработка пластовых месторождений Подземная разработка рудных месторождений Геомеханика 1 Физика Кинематика поступательного и вращательного движений. Центральные силы, неинерциальные системы отсчета. Механика сплошных сред Математика. Линейная алгебра. Аналитическая геометрия Она является дисциплиной, формирующей у студентов общее представление о осложняющих аспектах подземной добычи.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Освоение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций.

ОК-7 (общекультурная) – использование нормативных правовых и инструктивных документов в своей деятельности, а именно:

владеть: 1) отраслевыми правилами безопасности; 2) инструкциями по расчету параметров обеспечивающих безопасное ведение горных работ в сложных и особых горно-геологических условиях.

знать: 1) способы управления геомеханическими и газодинамическими процессами при ведении подземных горных работ; 2) технологические схемы дегазации месторождений.

3.1. Матрица соотнесения тем учебной дисциплины и формируемых в них компетенций ОК- Разделы Количество Знать Владеть дисциплины часов 1 2 1 1 3 4 5 1 + + 2.1 + + + 2.2 + 3 + 4.1 + 4.2 + + + 4.3 + + 4.4 + 5.1 + 5.2 + + + 5.3 + + + 5.4 + 6.1 + 6.2 + + + 6.3 + + 7.1 + Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц 324 ч.

Неделя Раздел дисциплины (темы лекций и их содержание) семестра Введение. Цель и задачи учебной дисциплины, ее связь со смежными дисциплинами. Актуальность применения технологий управления состояниями массивов горных пород на горных предприятиях. [1,8,9,10] 1. Технологические характеристики массивов при ведении 2.1 Общие принципы управления массивами горных пород при ведении горных работ. [1,3,8,13] 2.2 Классификация способов управления массивом горных пород. [1,8,13] 3. Взаимосвязь технологических, геомеханических и газодинамических процессов при ведении горных работ. [1,2,3,8] 4.1 Шаги обрушения непосредственной и основной кровли.

4.2 Управление состоянием кровли при ведении очистных работ. [1,8,13,14] 4.3 Разупрочнение массива горных пород при ведении очистных работ. Торпедирование пород кровли. [1,8,13,14] 4.4 Упрочнение массива горных пород при ведении очистных 5.1 Геодинамические процессы при ведении горных работ.

5.3 Управление состоянием массива горных пород при ведении горных работ на удароопасных пластах. [1,2,3,8,11] 5.4 Особенности проявления геодинамических процессов, прогноз и профилактика горных ударов на рудных месторождениях. [1,8,11] 6.1 Внезапные выбросы угля, породы и газов. Механизм проявления внезапных выбросов и их прогноз. [1,3,8,11] 6.2 Способы предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газов при вскрытии выбросоопасных пластов и проведении выработок по выбросоопасным пластам и породам.

Неделя семестра 6.3 Особенности технологических схем ведения очистных работ на выбросоопасных пластах. [1,2] 7.1 Определение необходимости дегазации при ведении горных работ. Классификация схем дегазации. [1,4,8,11] 7.2 Параметры дегазации. [1,4] 7.3 Способы и схемы дегазации при проведении горных выработок. [1,4] 7.4 Способы и схемы дегазации при ведении очистных работ.

7.5 Способы и схемы дегазации выработанного пространства.

8.1 Термофизические процессы в массиве пород и прогноз пожароопасности в угольных шахтах. [1,6,8] 8.2 Профилактическая подготовка пожароопасных пластов.

8.3 Обработка угля антипирогенами и инертными газами.

9.1 Шахтные воды. Классификация массивов по обводнённости. Закономерности движения воды в массивах горных пород. [1,7,8] месторождений угля. [1,7,8] семестра раздела Интерактивное собеседование с приглашенным специалистом горного предприятия по вопросам влияния – Изучение нормативной методики расчёта первичного Изучение нормативной методики расчёта разупрочнения пород кровли. [13] семестра раздела сторождениях (мультимедийная презентация). [6] Изучение нормативной методики расчёта безопасных Расчёт безопасных размеров целиков угля для охраны Влияние геодинамических явлений на безопасность Изучение нормативной методики расчёта параметров регионального глубинного увлажнения для защиты от Расчёт параметров регионального глубинного увлажнения для защиты от горных ударов (конкретный – Интерактивное собеседование с приглашенным специалистом горного предприятия по вопросам предот- – Техника и технология гидрорыхления, гидроотжима и Изучение нормативной методики расчёта параметров гидрорыхления, гидроотжима пласта и торпедирования массива. [3,5] Расчёт параметров гидрорыхления, гидроотжима пласта и торпедирования массива (конкретный пример). – Дегазация на шахтах Кузбасса. Техника и технология Изучение нормативной методики расчёта параметров Изучение нормативной методики расчёта параметров опережающей дегазации при проведении горных выработок и ведении очистных работ (разбор конкретного примера). [4] Эндогенные пожары. Аварийные ситуации связанные Изучение нормативной методики расчёта параметров семестра раздела Расчёт параметров мероприятий по профилактике эндогенных пожаров (разбор конкретного примера). [6] разработке месторождений (мультимедийная презентация). [1,2,7,14,15] 4.4. Контрольная работа (для студентов заочного обучения) Контрольная работа состоит из двух теоретических вопросов и одного практического (расчетного).

Темы теоретических вопросов отражают содержание тех разделов, которые не рассматривались на лекциях, но которые предусмотрены для самостоятельного (изучения в объеме часов очной формы). Например: газодинамические процессы при ведении горных работ, прогноз горных ударов, расчёт параметров гидрорыхления, гидроотжима и торпедирования угольного массива.

В практической части выполняется расчёт по индивидуальным исходным данным и соответствующий чертеж.

Все вопросы, рассматриваемые в контрольной работе, изучаются студентами самостоятельно. Задание выдается на установочной лекции заранее.

Изучение вопросов и выполнение работы производится в течение нескольких месяцев перед сессией, в которой изучается эта дисциплина на занятиях с преподавателем, что соответствует принципам заочного обучения.

угля для охраны горизонтальных подготовительных выработок (выступление студента в роли РГР № 4.»Расчёт параметров регионального глубинного увлажнения»[5] РГР № 5.»Расчёт параметров гидрорыхления, гидроотжима пласта и торпедирования массива»[5] РГР № 6."Расчёт параметров опережающей дегазации при проведении горных выработок и ведении очистных работ»[4] дисциплины недели 6–7 13 Выполнение практической части контрольной 4.6. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента Недели семестра Промежуточный контроль (зачёт) Промежуточный контроль (экзамен) *) – проставляется в строке»неделя семестра»при отсутствии пропуска занятий Учебная работа проводится с использованием как традиционных технологий, так и современных интерактивных. Лекции проводятся в традиционной форме. Лабораторные занятия позволяют преподавателю более индивидуально общаться со студентами и подходят для интерактивных методов обучения. В рамках лабораторных работ применяются следующие интерактивные методы:

– собеседование с приглашенным специалистом (4 ч);

– разбор конкретных примеров (16 ч);

– мультимедийная презентация (16 ч).

В целом интерактивные формы занимают 36 ч, т. е. 31,66 % от общего числа аудиторных занятий, что соответствует требованиям ФГОС.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Оценочными средствами для текущего контроля являются выполнение расчетнографических работ (РГР).

Выполнение расчетно-графических работ (РГР) – 8 расчетно-графических работ (позволяют оценить приобретенные навыки студентов по применению на практике теоретических знаний по соответствующим темам). Далее представлены этапы выполнения каждой расчетно-графической работы.

РГР № 1.»Расчет первичного и последующего шагов обрушения пород непосредственной и основной кровли»

1. Расчёт параметра зоны опорного давления.

2. Расчёт размера зоны активного расслоения.

3. Расчёт отжима угля, смещений кровли и коэффициента концентрации напряжений.

4. Построение графиков зависимости рассчитанных параметров от скорости подвигания забоя.

РГР № 2.»Расчёт разупрочнения пород кровли" 1. Определение дополнительного индекса кровли.

2. Выбор способа разупрочнения кровли.

3. Расчёт параметров способа разупрочнения.

4. Построение схемы способа разупрочнения.

РГР № 3.»Расчёт безопасных размеров целиков угля для охраны горизонтальных подготовительных выработок" 1. Расчёт параметров влияния очистных работ 2. Построение схемы влияния очистных работ на проводимую выработку.

3. Определение безопасного размера целиков.

4. Определение запасов в целиках.

РГР № 4.»Расчёт параметров регионального глубинного увлажнения" 1. Расчёт допустимого диапазона параметров.

2. Уточнение параметров при построении схемы глубинного увлажнения.

3. Расчёт затрат времени на глубинное увлажнение.

РГР № 5.»Расчёт параметров гидрорыхления, гидроотжима пласта и торпедирования массива" РГР № 6."Расчёт параметров опережающей дегазации при проведении горных выработок и ведении очистных работ»

РГР № 7.»Расчёт параметров мероприятий по профилактике эндогенных пожаров»[2] РГР № 8.»Расчёт параметров безопасного ведения горных работ вблизи зон затопления".

Оценочные средства промежуточного контроля (ПК) 1. Технологические характеристики массивов при ведении горных работ 2. Классификация способов управления массивом горных пород.

3. Классификация и сущность профилактических способов борьбы с горными 4. Управление состоянием кровли при ведении очистных работ.

5. Разупрочнение массива горных пород при ведении очистных работ.

6. Торпедирование пород кровли.

7. Упрочнение массива горных пород при ведении очистных работ.

8. Геодинамические процессы при ведении горных работ.

9. Формы реализации горных ударов на угольных месторождениях.

10. Прогноз горных ударов на угольных месторождениях.

11. Предотвращение горных ударов способом гидрорыхления угольного массива.

12. Управление состоянием массива горных пород при ведении горных работ на удароопасных пластах.

13. Особенности проявления геодинамических процессов на рудных месторождениях.

14. Прогноз горных ударов на рудных месторождениях.

15. Профилактика горных ударов на рудных месторождениях.

16. Предотвращение горных ударов способом гидроотжима угольного массива.

17. Предотвращение горных ударов способом регионального увлажнения угольного массива.

18. Разупрочнение массива горных пород методом микровзрывообработки.

1. Схема предварительной дегазации выемочных столбов перекрещивающимися скважинами.

2. Способы предотвращения внезапных выбросов угля, породы и газов при вскрытии выбросоопасных пластов и проведении выработок по выбросоопасным пластам и породам.

3. Технологические схемы ведения очистных работ на выбросоопасных пластах.

4. Определение необходимости дегазации при ведении горных работ.

5. Классификация схем дегазации и оценка их эффективности при проведении горных выработок.

6. Параметры дегазации и технологии её проведения.

7. Способы и схемы дегазации при проведении горных выработок.

8. Способы и схемы дегазации при ведении очистных работ.

9. Определение эффективности дегазации.

Классификация схем дегазации и оценка их эффективности при ведении очистных работ.

10. Предотвращение внезапных выбросов торпедированием угольного массива.

11. Способы и схемы дегазации выработанного пространства.

12. Термофизические процессы в массиве пород.

13. Прогноз пожароопасности в угольных шахтах.

14. Профилактическая подготовка пожароопасных пластов.

15. Обработка угля антипирогенами и инертными газами.

16. Инертизация выработанных пространств.

17. Шахтные воды. Классификация массивов по обводнённости.

18. Закономерности движения воды в массивах горных пород.

19. Управление движением подземных вод при разработке месторождений угля.

20. Нормативная методика расчёта параметров угольного массива.

21. Нормативная методика расчёта параметров гидрорыхления угольного массива.

22. Нормативная методика расчёта параметров гидроотжима угольного пласта.

23. Нормативная методика расчёта параметров опережающей дегазации при проведении горных выработок.

24. Нормативная методика расчёта параметров предварительной дегазации приведении очистных работ.

25. Нормативная методика расчёта параметров мероприятий по профилактике эндогенных пожаров.

26. Нормативная методика расчёта параметров безопасного ведения горных работ вблизи зон затопления.

27. Нормативная методика расчёта параметров мероприятий по профилактике эндогенных пожаров.

28. Техника и технология гидрорыхления, гидроотжима и торпедирования угольных пластов.

29. Техника и технология дегазации угольных пластов.

30. Техника и технология водопонижения при подземной разработке месторождений.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 1. Голик, В.И. Управление состоянием массива / В.И. Голик, Т.Т. Исмаилов. – М. :

Горная книга, 2008. – 374 с.

2. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618–03). Сер. 05. Вып. 11 / колл. авт. – М.: Гос. унитар. предприятие»Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России", 2003. – 296 с.

3 Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах (Сборник документов) Серия 05. Выпуск 2/ Колл. авт. – 2-е изд., испр. – М.: Государственное унитарное предприятие»Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. – 320с 4. Методические рекомендации о порядке дегазации угольных шахт (РД-15-09Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих угольные пласты, склонные к горным ударам (РД 05-328-99).

6. Инструкция по предупреждению и тушению подземных эндогенных пожаров в шахтах Кузбасса, – Кемерово, 2007. – 72с.

7. Инструкция по безопасному ведению горных работ у затопленных выработок (Сборник документов) Серия 07. Выпуск 8/ Колл. авт. – М.: Государственное унитарное предприятие»Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2002. – 48с.

8. Черняк И.Л., Ярунин С.А Управление состоянием массива горных пород: учеб.

для вузов. – М.: Недра,1995. – 395с.

9. Физико-технические свойства горных пород и углей Кузнецкого бассейна / Г.Г.

Штумпф, Ю.А. Рыжков, В.А. Шаламанов, А.И. Петров. – М.: Недра, 1994. – 447с.

10. Бенявски 3. Управление горным давлением: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. с.

11. Якоби О. Практика управления горным давлением: пер. с нем. – М.: Недра, 1987.-566с.

13. Инструкция по выбору способа и параметров разупрочнения кровли на выемочных участках — Л., 1991. – 102 с.

14. Временное руководство по расчету первичного и последующего шагов обрушений пород кровли при разработке угольных пластов длинными столбами по простиранию в условиях Кузбасса — Кемерово., 1973. – 26 с.

15. Периодические издания:

– Вестник КузГТУ – научно-технический журнал;

– Журнал»Уголь»– Федерального агентства по энергетике;

– Журнал»Горная промышленность";

– Журнал»Глюкауф»на русском языке.

16. http:// www. library.kuzstu.ru – Сайт научно-технической библиотеки Кузбасского государственного технического университета.

17. www.ccus.abras.ru – Сайт Центра коллективного пользования по стандартизации СО РАН.

ГУ КузГТУ обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины а) Аудитории: 1435, 1424 – оборудованы мультимедийными средствами;

б) Компьютерные классы: 1134, 1407 – по 11 ПК;

в) Аудитория: 1422 – макеты систем разработки.