0

1

1. Цели освоения дисциплины.

Целями освоения дисциплины «Основы горного дела» (подземная геотехнология) является формирование у студентов представления о будущей профессии, 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:

– производственно-технологическую;

– проектную;

– научно-исследовательскую;

– 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 разработке технологии, 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 специалитета 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 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 крепей горных выработок.

ПК-9 (общепрофессиональная) – владение основными принципами технологий добычи полезных ископаемых подземным способом, а именно:

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) выбор и расчет производительности средств механизации процессов, расчеты графиков организации подготовительных работ.

владеть: 3) способами и методами проведения подземных горных работ, определения их основных параметров.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций ОК-7 ПК- Разделы Количество Владеть Знать Владеть дисциплины часов 1 2 1 2 3 4 5 6 1. 4 + 2. 8 + + 3.1 9 + 3.2 8 + 4.1 8 + + 4.2 9 + 4.3 12 + + 4.4 8 + + 4.5 9 + + 4.6 8 + + 4.7 10 + 5.1 8 + + 5.2 10 + + 5.3 8 + + 5.4 8 + + + 6.1 8 + + + 6.2 6 + + 7. 3 + + Всего 4. Структура и содержание дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц 216 часов.

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

Цель и задачи учебной дисциплины, ее связь со смежными дисциплинами. Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых. Горная наука, ее роль в становлении и развитии горного дела [1, 7] 2. Основные элементы горно-шахтного комплекса. Понятие о горных выработках. Формы и размеры поперечного сечения горных Неделя семестра 3. Основы разрушения горных пород 3.1 Основные свойства горных пород. Механическое разрушение 3.2. Разрушение горных пород взрывом. Способы ведения взрывных работ. Гидравлическое разрушение горных пород [1, 4, 7, 15] 4. Проведение горных выработок 4.1. Способы и схемы проведения горных выработок. [1, 4, 7, 15] 4.2 Понятие о крепях горных выработок. Классификация крепей.

6 Основные свойства и характеристики крепей. Крепежные материа- 4.7. Технология проведения выработок с помощью БВР и проходческими комбайнами: средства механизации, основные и вспомо- гательные процессы, организация работ [1, 7, 10, 11, 12] 5. Основы подземной разработки пластовых месторождений.

5.1 Стадии разработки месторождений. Понятие о шахтном поле и 14 5.4 Понятие о системах разработки. Основы технологии ведения очистных работ в угольных шахтах [1, 4, 7] 6. Основы подземной разработки рудных месторождений 6.2 Основные производственные процессы. Системы разработки семестра раздела 1,2 Горное производство и горные предприятия. Горные выработки [1, 4, 7, 13, 14] Основы изображения элементов горных чертежей. Пространственное расположение горных выработок (на примере комбинированного вскрытия) [1, 2, 3, 7, 13, 14] Изучение нормативной методики определения площади поперечного сечения горных выработок различной формы [1, 2, 3, 6, 12, 13] семестра раздела Разбор конкретного примера по определение параметров Разбор конкретного примера для выработок прямоугольной формой поперечного сечения [1, 2, 3, 5, 12, 13] Изучение нормативной методики расчёта основных параметров буровзрывных работ при проведении горной Механизация крепления. Средства контроля состояния крепи горной выработки (мультимедийная презентация) Изучение нормативной методики расчёта анкерной крепи. Разбор конкретных примеров (для горизонтальной и Изучение нормативной методики расчёта арочной крепи.

Интерактивное собеседование с приглашенным специалистом горного предприятия по вопросам новейших технология крепления горных выработок Средства механизации проведения горных выработок Текущий контроль (защита РГР №2, тесты по темам лекций №№ 3.3–4.3) Конструирование технологической схемы проведения 4 горной выработки (мультимедийная презентация) [2, 3, Вскрытие и подготовка пластовых месторождений (выступление студентов в роли обучающего) [1, 2, 3, 6, 14, Текущий контроль (защита РГР №3, тесты по темам лекций №№ 4.6-5.1) 5 подземной разработке пластовых месторождений (мультимедийная презентация) [14, 16, 18, 19] семестра раздела Средства механизации и технологии ведения горных работ при подземной разработке рудных месторождений Разбор конкретного примера (система разработки с магазинированием руды) [1, 2, 9] Интерактивное собеседование с приглашенным специалистом по вопросам комплексного освоения недр в целом и промышленной добычи метана в Кузбассе в частности Контрольная работа [3] 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.

Изучение теоретического материала согласно лекциям и методик, согласно практическим занятиям оч- 0, Изучение теоретического материала согласно лекциям и методик, согласно практическим занятиям оч- 0, 4.7, 4. Изучение теоретического материала согласно лекциям и методик, согласно практическим занятиям оч- 0, 4.5. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной 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. Практическое занятие позволяет преподавателю более индивидуально общаться со студентами и подходят для интерактивных методов обучения. В рамках практических занятий применяются следующие интерактивные методы:

– собеседование с приглашенным специалистом (4 часа);

– разбор конкретных примеров (12 часов);

– выступление студентов в роли обучающего (2 часа);

– мультимедийная презентация (12 часов).

В целом интерактивные формы занимают 34 часа т. е. 40 % 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:

– электронный банк тестовых заданий в количестве 450 шт. (по материалам лекций и электронных презентаций);

– 4 расчетно-графические работы (позволяют оценить приобретенные навыки студентов по применению на практике теоретических знаний по соответствующим темам).

Тестирование студентов проводится в течении 1 часа. За это время необходимо ответить на 10 тестовых заданий.

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... - исскуственное 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.

жесткости податливости усиления соединения устойчивости 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 Оценочными средствами при промежуточном контроле являются экзаменационные вопросы представленные далее.

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.

1. Горнодобывающие предприятия.

2. Горные породы, минералы, полезные ископаемые.

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

4. Классификации горных выработок.

5. Определение параметров поперечного сечения горных выработок.

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

7. Способы ведения взрывных работ.

8. Взрывчатые вещества и их классификация. Средства взрывания (средства инициирования) взрывчатых веществ.

9. Принципы расчёта паспорта буровзрывных работ.

10. Горное давление. Взаимодействие горных пород и крепи.

11. Классификация крепей горных выработок.

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

13. Рамные крепи, их элементы и виды.

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

15. Основные положения расчета арочной податливой крепи.

16. Основные положения расчёта анкерной крепи.

17. Схемы и способы проветривания тупиковых выработок.

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

19. Проведение горной выработки проходческим комбайном. Организация работ.

20. Проведение горной выработки буровзрывным способом. Организация работ.

21. Основной и вспомогательный транспорт при проведении горных выработок.

22. Обычные и специальные способы проведения горных выработок.

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

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

25. Понятие о способах и схемах вскрытия. Комбинированная схема вскрытия с капитальным квершлагом.

26. Понятие о способах и схемах подготовки.

27. Околоствольные дворы. Технологический комплекс поверхности шахт.

28. Способы и схемы подготовки шахтного поля.

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

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

31. Общая характеристика и особенности рудных месторождений.

32. Вскрытие рудных месторождений.

33. Подготовка рудных месторождений.

34. Производственные процессы при очистной выемке руды (на примере системы с магазинированием руды).

35. 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. – 231 с.

2.Основы горного дела. Подземная геотехнология : Практикум / К. А. Филимонов, Ю. А. Рыжков, Д.В. Зорков, Р.Р. Зайнулин ; ФГБОУ ВПО "Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева. – Кемерово, 2012. – 144 с.

3. 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, 2012.

4. 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.

5. 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.

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

7. Основы горного дела / П. В. Егоров [и др.]. – М.: МГГИ, 2002. – 405 с.

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

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

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

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

12. Единые нормы выработки (времени) для шахт Кузнецкого бассейна / Минуглепром СССР. – М., 1981. – 556 с.

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

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

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

16. Периодические издания:

– Вестник КузГТУ – научно-технический журнал;

– Журнал "Уголь" – Федерального агентства по энергетике;

– Журнал "Горная промышленность";

– Журнал "Глюкауф" на русском языке.

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

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

18. 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.

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

20. Аренс, В. Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых (геотехнология) / В. Ж.

Аренс. – М.: Недра, 1986. – 279 с.

7.3. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы 22. http:// www. library.kuzstu.ru 23. http:// www.rmpi.ru 24. http://mining-media.ru 25. http://igm.com.ua 26. http://coal.dp.ua 27. http://kopimash.ru 28. http://yumz.ru/ 29 http://www.ugolinfo.ru/ 30. http://www.complexdoc.ru/ 31. http://www.idsas.ru/ 32. 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.