1

2

1. Цели освоения дисциплины.

Целями освоения дисциплины «Основы горного дела» (подземная геотехнология)

вляяется формирование у студентов представления об особенностях будущей профессии,

связанных с подземными горными работами, получение базовых знаний об основных принципах добычи полезных ископаемых подземным способом.

Дисциплина «Основы горного дела» формирует теоретические знания, практические

навыки, вырабатывает компетенции, которые дают возможность выполнять следующие виды профессиональной деятельности с учётом специфики разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом: производственно-технологическую; проектную; научноисследовательскую; организационно-управленческую.

В области производственно-технологической деятельности целью дисциплины является научить студента выполнять требования технической документации на производство работ, действующих норм и стандартов.

Для выполнения специалистами проектной деятельности дисциплина дает основу грамотного подхода к обеспечению горных работ; обоснованию технической, экологической безопасности и экономической эффективности горных работ.

Для научно-исследовательской деятельности знание дисциплины «Основы горного дела» 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 «Основы горного дела» (подземная геотехнология) относится к базовой части профессионального цикла С.3 и опирается на знания, полученные при изучении дисциплин согласно таблице.

Название дисциплины Разделы Геология Начертательная геометрия, инже- Все разделы нерная и компьютерная графика Физики Кинематика поступательного и вращательного движений. Центральные силы, неинерциальные системы отсчета. Механика сплошных сред Математики. Линейная алгебра. Аналитическая геометрия Она является дисциплиной формирующей у студентов общее представление о различных аспектах подземной добычи. При ее изучении студент знакомится со всем спектром технологических задач подземной добычи, с трудностями ее осложняющими. Это позволяет осознано подойти в дальнейшем к изучению других дисциплин профессионального цикла.

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

– общекультурных компетенций ОК- 7 (использование нормативных правовых и инструктивных документов в своей деятельности);

– общепрофессиональных компетенций ПК-9 (владение основными принципами технологий добычи полезных ископаемых подземным способом).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: 1) классификацию объектов освоения полезных ископаемых; 2) объекты горношахтного комплекса; 3) основы разрушения горных пород; 4) процессы и технологии разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом, 5) физико-химические способы добычи полезных ископаемых; 6) осуществлять выбор и расчет производительности средств механизации процессов, расчеты графиков организации подготовительных работ.

Владеть: 1) отраслевыми правилами безопасности [3]; 2) инструкциями по расчету крепей горных выработок [4, 5]; 3) способами и методами проведения подземных горных работ, определения их основных параметров.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины и формируемых в них компетенций ОК-7 ПК- Разделы Количество Владеть Знать Владеть дисциплины часов 1 2 1 2 3 4 5 6 1 + 2 + + 3 + 4.1 + + + 4.2 + + + 4.3 + + + + 4.4 5.1 + + + 5.2 + + 5.3 + + 5.4 + + 5.5 + + 6 + + + 7 + + + + Всего 4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3(4*) зачетных единицы 108 часов.

4.1. Лекционные занятия Объем Неделя в часах Раздел дисциплины (темы лекций и их содержание) семестра Очн. ЗФ Семестр 1. Введение.

Цель и задачи учебной дисциплины, ее связь со смежными дисциплинами. Понятие о горнодобывающей промышленности, ее специфике и роли в экономике страны. Основные сведения из истории горного дела. Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых. Горное производство и горные предприятия. Горная наука, ее роль в становлении и развитии горного дела [1, 10, 19] 2. Основные элементы горно-шахтного комплекса. Понятие о горных выработках. Формы и размеры поперечного сечения горных – Неделя семестра 3. Основы разрушения горных пород. Механическое разрушение горных пород. Разрушение горных пород взрывом. Промышленные взрывчатые вещества. Способы ведения взрывных работ. Способы и средства инициирования зарядов [1, 6, 17, 19] 4.1 Проведение горных выработок. Способы и схемы проведения горных выработок. Основы механики горных пород. Напряженное состояние вокруг горных выработок 4.2 Понятие о крепях горных выработок. Классификация крепей.

Основные свойства и характеристики крепей. Крепежные материа- – 4.3. Рамные, анкерные бетонные и железобетонные крепи [1, 10, 17, 4.4 Технология проведения выработок с помощью БВР и проходческими комбайнами: средства механизации, основные и вспомогательные процессы, организация работ, график организации работ.

Проветривание выработок при их проведении [1, 7, 17, 18, 19] 5.1 Основы подземной разработки пластовых месторождений. Стадии разработки месторождений [1, 4, 5, 8] 5.2. Понятие о шахтном поле и его деление на части. Порядок отработки частей шахтного поля Понятие о способах и схемах вскрытия 5.3. Понятие о способах и схемах подготовки. Околоствольные дворы. Технологический комплекс поверхности шахт [1, 17, 19] 5.4. Понятие о системах разработки. Столбовые и сплошные системы разработки [1, 17, 19] 5.5. Основы технологии ведения очистных работ в угольных шахтах 6. Основы подземной разработки рудных месторождений [1, 17, 19] 7. Основы физико-химической геотехнологии [9] семестра раздела Основы изображения элементов горных чертежей. Пространственное расположение горных выработок (на примере комбинированного вскрытия) [1, 19] Изучение нормативной методики определения площади поперечного сечения горных выработок различной формы. Разбор конкретных примеров (для выработок с Средства механизации проведения горных выработок семестра раздела Изучение нормативной методики расчёта анкерной крепи. Разбор конкретных примеров (для горизонтальной и Механизация крепления. Средства контроля состояния крепи горной выработки (мультимедийная презентация) Конструирование технологической схемы проведения горной выработки (мультимедийная презентация). Разбор конкретных примеров технологических схем проведения выработок на угольных шахтах [1, 8, 11, 14, 15, Вскрытие и подготовка пластовых месторождений (выступление студентов в роли обучающего [1, 19] Системы разработки пластовых месторождений (мультимедийная презентация) [1, 19] подземной разработке пластовых месторождений (мультимедийная презентация) [1, 8, 12, 13, 19] Выбор оборудования для очистного забоя (механизированная крепь, средства транспортирования угля, очистной комбайн, струг) [1, 2, 4, 8, 12, 13] Интерактивное собеседование с приглашенным специалистом по вопросам комплексного освоения недр в целом и промышленной добычи метана в Кузбассе в частности 4.3 Контрольная работа (для студентов заочного обучения) Контрольная работа [16] состоит из теоретического вопроса и двух практических (расчетных). Темы теоретических вопросов отражают содержание тех разделов, которые не рассматривались на лекциях, но которые предусмотрены для самостоятельного (изучения в объеме часов очной формы). Например: гидравлическое разрушение горных пород, проветривание выработок при их проведении и т.д.

В практической части выполняются 2 РГР по темам: "Определение площади поперечного сечения горных выработок", "Вскрытие и подготовка пластовых месторождений". 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.

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.

РГР №1. "Определение площади поперечного сечения горных выработок" [2] Изучение теоретического материала согласно лекциям и методик согласно лабораторным занятиям очной формы обучения [1, 17, 19] Изучение теоретического материала согласно лекциям и методик согласно лабораторным занятиям оч- 0, Изучение теоретического материала согласно лекциям и методик согласно лабораторным занятиям оч- 0, 4.5. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной 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 занятие позволяет преподавателю более индивидуально общаться со студентами и подходят для интерактивных методов обучения. В рамках лабораторных работ применяются следующие интерактивные методы:

– собеседование с приглашенным специалистом (2 часа);

– разбор конкретных примеров (2 часов);

– выступление студентов в роли обучающего (2 часа);

– мультимедийная презентация (10 часов).

В целом интерактивные формы занимают 16 час, т. е. 47 % 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 компьютерное тестирование (КТ) и выполнение расчетно-графических работ (РГР).

Компьютерное тестирование – электронный банк тестовых заданий в количестве шт. (по материалам лекций и электронных презентаций), тестирование студентов проводится в течение 1 часа. За это время необходимо ответить на 10 тестовых заданий.

Пример(ы) тестового задания (9 неделя):

1. Задание {{ 381 }} ТЗ № Сорта пиленого леса 2. Задание {{ 370 }} ТЗ № дополните предложение... - искусственное сооружение, возводимое для предотвращения обрушения окружающих выработку горных пород, сохранения необходимых размеров поперечного сечения и рабочего состояния выработок Правильные варианты ответа: горная крепь; крепь горная;

3. Задание {{ 371 }} ТЗ № дополните предложение... - стержни, закрепленные различными способами в скважинах (шпурах) пробуренных в определенном порядке в породах кровли и боков выработки Правильные варианты ответа: анкерная крепь; анкер#$#;

4. Задание {{ 372 }} ТЗ № дополните предложение... - элемент рамной крепи, предназначенный для предотвращения вывалов породы из кровли и боков выработки в промежутках между рамами Правильные варианты ответа: затяжка;

5. Задание {{ 382 }} ТЗ № На рисунке показаны конструкции... крепи, применяемых на угольных и сланцевых шахтах 6. Задание {{ 400 }} гв Полная крепежная рама показана на рис....

Правильные варианты ответа: б;

7. Задание {{ 401 }} гв На рис. ж, з изображены элементы..... деревянных рамных крепей.

8. Задание {{ 410 }} гв Выработка со сплошной крепью изображена на рис...

Правильные варианты ответа: 6;

9. Задание {{ 411 }} гв Выработка с бетонной крепью изображена на рис...

Правильные варианты ответа: 1;

10. Задание {{ 409 }} гв Дополните предложение Крепь, не имеющая податливых и шарнирных узлов называется....

Правильные варианты ответа: жестк#$#;

При выполнении расчетно-графических работ студенту необходимо решить несколько задач, каждая из которых является этапом выполнения конкретной работы. Далее представлены эти этапы для каждой расчетно-графической работы РГР №1. "Определение площади поперечного сечения горных выработок" 1. Определение Sсв.в.

2. Построение расчетной схемы для определения минимальной ширины выработки.

3. Расчет минимальной ширины выработки Bp.

4. Определение Sсв.тр.

5. Определение Sсв.мин.

6. Выбор максимального значения Sсв.р из трех полученных ранее значений и соответственно Sсв.

7. Выбор типового значения Sсв (данный этап может отсутствовать).

8. Изображение в масштабе 1:50 или 1:25 горной выработки с площадью поперечного сечения Sсв.

РГР № 2. "Определение параметров анкерной крепи".

1. Построение расчетной схемы и определение типа кровли.

2. Определение параметров крепи в кровле выработки 3. Проверка расстояния между рядами анкеров в кровле и корректировка в случае необходимости.

4. Определение необходимости крепления боков выработки 5. Определение параметров крепи в боках выработки (может отсутствовать).

6. Проверка расстояния между рядами анкеров в боках и корректировка в случае необходимости (может отсутствовать).

7. Изображение крепи на расчетной схеме и построение плана выработки.

РГР №3."Вскрытие и подготовка пластовых месторождений".

1. Изображение шахтного поля.

2. Изображение схемы вскрытия.

3. Изображение подготовки транспортного горизонта.

4. Изображения системы разработки.

5. Определение параметров отработки выемочного столба.

6. Определение числа подготовительных забоев и скорости проведения выработок.

РГР №4. "Выбор оборудования и определение нагрузки на очистной забой".

1. Выбор механизированной крепи очистного забоя.

2. Выбор очистного комбайна и расчёт суточной нагрузки на забой по его технической возможности.

3. Расчёт допустимой нагрузки на забой по газовому фактору.

4. Определение скорректированного значения суточной нагрузки и выбор скребкового конвейера.

5. Составление графика организации работ в очистном забое.

6. Построение плана очистного забоя.

Оценочными средствами при промежуточном контроле являются экзаменационные вопросы представленные далее.

1. Горнодобывающие предприятия. Их виды и применяемые способы.

2. Формы и элементы залегания полезных ископаемых. Геологические нарушения.

3. Классификации горных выработок.

4. Горные работы и их классификация.

5. Производственные процессы, их классификация.

6. Способы разрушения полезных ископаемых (механический и гидравлический).

7. Способы ведения взрывных работ. Шпуровой способ.

8. Взрывчатые вещества и их классификация. Предохранительные ВВ.

9. Средства взрывания (средства инициирования) взрывчатых веществ.

10. Особенности ведения взрывных работ на угольных шахтах опасных по метану.

11. Принципы расчёта паспорта буровзрывных работ.

12. Горное давление. Взаимодействие горных пород и крепи.

13. Классификация крепёжных материалов.

14. Классификация крепей горных выработок.

15. Выбор типа горной крепи и требования предъявляемые к горной крепи.

16. Рамные крепи, их элементы и виды.

17. Бетонная крепь, её область применения область применения и составные части.

18. Железобетонная крепь, её область применения область применения и составные части.

19. Анкерная крепь, её область применения область применения и составные части.

20. Основные положения расчёта анкерной крепи.

21. Схемы и способы проветривания тупиковых выработок.

22. Определение параметров поперечного сечения горных выработок.

23. Понятие о горных выработках: форма поперечного сечения, область применения.

24. Классификация способов и технологические схемы проведения горных выработок, их основные параметры.

25. Проведение горной выработки проходческим комбайном. Организация работ.

26. Проведение горной выработки буровзрывным способом. Организация работ.

27. Обычные и специальные способы проведения горных выработок.

28. Стадии разработки пластовых месторождений, основные термины и понятия.

29. Понятие о шахтном поле и его делении на части.

30. Понятие о способах и схемах вскрытия.

31. Понятие о способах и схемах подготовки.

32. Околоствольные дворы. Технологический комплекс поверхности шахт.

33. Способы и схемы подготовки шахтного поля.

34. Околоствольные дворы и поверхность шахты.

35. Понятие о системах разработки. Система разработки длинными столбами по простиранию с оставлением межлавных целиков.

36. Основы технологии ведения очистных работ с применением механизированного комплекса.

37. Технология и организация работ в комплексном механизированном очистном забое.

38. Вскрытие рудных месторождений.

39. Подготовка рудных месторождений.

40. Сущность физико-химической гетехнологии. Классификация способов добычи в физикохимической геотехнологии.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 1. Трубецкой К. Н. Основы горного дела: учебник / К. Н. Трубецкой, Ю.П. Галченко;

под ред. К. Н. Трубецкого. – М.: Академический проект / Рос. гос. геологоразведоч. ун-т, 2010. – 279 с.

2. Основы горного дела. Подземная геотехнология. Практикум [Электронный ресурс]:

учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подгот. "Горн. дело" и "Физ. процессы горн. и нефтегазового пр-ва" / К. А. Филимонов, Ю. А. Рыжков, Д.В. Зорков, Р.Р. Зайнулин; ФГБОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т. Ф. Горбачева", 2012. – 144 с. // http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90812&type=utchposob:common 3. Городниченко, В. И. Основы горного дела: учебник / В.И. Городниченко, А. П. Дмитриев. М.: Горная книга, 2008. – 544 с. // http://www.biblioclub.ru/book/79059/ 4. Филимонов, К. А. Технология подземных горных работ [Электронный ресурс]:

Учебное пособие для студентов направления подготовки 080200.62 "Менеджмент" профиль 080206.62 «Производственный менеджмент(в горной промышленности)"; специальности 130400.65 " Горное дело" всех форм обучения / К. А. Филимонов, В. А. Карасев. – Кемерово: КузГТУ, 2013 // http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=91073&type=utchposob:common 5. Аренс, В. Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология) / В. Ж.

Аренс. – М.: Недра, 1986.

6. Гелескул, М. Н. Справочник по креплению капитальных и подготовительных горных выработок / М. Н. Гелескул, В. Н. Каретников. – М.: Недра, 1982. – 479 с.

7. Краткий справочник горного инженера угольной шахты. – М.: Недра, 1982. – 454 с.

8. Оборудование для проведения наклонных и горизонтальных выработок угольных шахт: каталог-справочник / сост. А. В. Дуб, В. А. Чернов; под общ. ред. В. М. Щадова. – М.:

Федеральное агенство по энергетике, 2007. – 124 с.

9. Оборудование для угледобывающих предприятий 2007: каталог для руководителей и специалистов. – Кемерово: АНТОМ, 2007. – 188 с.

10. Основы горного дела [Электронный ресурс] : учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению "Горное дело" (бакалавриат) / П. В. Егоров [и др.]; ред. совет:

Л. А. Пучков (пред.) [и др.] //http://www.biblioclub.ru/book/79044/. - М. : МГГУ, 2006.

11. Подземный транспорт шахт и рудников: справочник / Л. И. Айзеншток [и др.]; под ред. Г. Я. Пейсаховича, И. П. Ремизова. – М.: Недра, 1985. – 432 с.

12. Проходчик горных выработок: справ. изд. / под ред. А. И. Петрова. – М.: Недра, 1991. – 646 с.

13. Скукин, В. А. Экономика и менеджмент при проектировании угольных шахт: учеб.

пособие / В. А. Скукин, А. Н. Супруненко. – Кемерово, 2007. – 198 с.

14. Технологические схемы проведения подготовительных выработок проходческими комбайнами на угольных шахтах Кузбасса / М-во угольной пром-сти СССР; Всесоюз. науч.исслед. и проект.-конструкт. угольный ин-т; КузНИУИ / сост.: Н. Я. Макаров [и др.]. – Прокопьевск, 1990. – 125 с.

15. Паспорта подготовительных и очистных работ для шахт производственного объединения "Беловоуголь". – Кемерово, 1992. – 102 с.

16. Основы горного дела (подземная геотехнология): методические указания к контрольной работе по дисциплине "Основы горного дела" для студентов направления подготовки 130400 "Горное дело" специализаций 130403 "Открытые горные работы", "Обогащение полезных ископаемых", 130409 "Горные машины и оборудование", специальности 130405 "Обогащение полезных ископаемых" и по дисциплине "Подземные горные работы" для студентов специальности 130403 "Открытые горные работы"/ сост. К. А. Филимонов, Ю. А. Шевелёв ; КузГТУ. – Кемерово, 17. Единые нормы выработки (времени) для шахт Кузнецкого бассейна / Минуглепром СССР. – М., 1981. – 556 с.

18. Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок / ВНИМИ. – СПб., 1991. – 125 с.

19. Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России / М-во топлива и энергетики РФ; Гос. науч.-исслед. ин-т гор. геомеханики и маркшейд. дела;

Межотраслевой науч. центр ВНИМИ. – СПб., 2000. – 83 с.

20. 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.

21. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт / колл. авт. – МакеевкаДонбасс, 1989. – 319 с.

22. Вестник КузГТУ – научно-технический журнал;

23. Журнал "Уголь" – Федерального агентства по энергетике;

24. Журнал "Горная промышленность";

25. Журнал "Глюкауф" на русском языке.

26. http:// www. library.kuzstu.ru 27. http:// www.rmpi.ru 28. http://mining-media.ru 29. http://igm.com.ua 30. http://coal.dp.ua 31. http://kopimash.ru 32. http://yumz.ru/ 33. http://www.ugolinfo.ru/ 34. http://www.complexdoc.ru/ 35. http://www.idsas.ru/ 36. http://moregost.ru/ 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.