ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА им. Н.А. Чинакала

СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

УТВЕРЖДАЮ

И.о. директора ИГД СО РАН

академик РАН

_ М.В. Курленя

«_»_ 2014 г.

ПРОГРАММА-МИНИМУМ

кандидатского экзамена по специальности 25.00.22 «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

Новосибирск 2014 Общие положения Значение горной промышленности. Комплексное освоение и рациональное использование недр. Специфические особенности разработки месторождений угля, руд черных и цветных металлов, горно-химического сырья, строительных материалов и других полезных ископаемых.

Геотехнология как горная наука в системе наук о Земле.

Открытая, подземная и строительная геотехнологии. Сущность, условия применения, особенности комбинированной геотехнологии и перехода от одного к другому способу разработки месторождений полезных ископаемых. Взаимосвязь горного производства с окружающей средой.

Технологические схемы разработки месторождений.

Возрастающая роль применения прогрессивных технологий, комплексной механизации и управления качеством продукции, как основы эффективной работы горных предприятий.

Экономическая оценка технических и технологических решений. Структура текущих и капитальных затрат. Прибыль горного предприятия, рентабельность производства. Критерии оценки экономической эффективности технических и технологических решений (срок окупаемости капитальных вложений, индекс рентабельности, чистый дисконтированный доход, внутренняя ставка дохода и др.).

1. Геотехнология (подземная) 1.1. Основные положения подземной разработки месторождений полезных ископаемых.

Промышленно-экономическая характеристика углей, руд и нерудных полезных ископаемых.

Морфологические типы месторождений. Классификация запасов полезных ископаемых. Размеры, условия залегания месторождений и характер распределения в них полезных компонентов. Физико-механическая характеристика руд, углей и вмещающих пород. Химико-минералогическая характеристика руд, углей и нерудных полезных ископаемых Стадии разработки. Горное предприятие, рудник, шахта, шахтное поле, этаж. Порядок и способы очистной выемки в этаже. Общие сведения о потерях полезных ископаемых в процессе добычи. Классификация и учет потерь. Показатели полноты извлечения полезных ископаемых при добыче. Основные требования, предъявляемые к разработке месторождений.

1.2. Определение производственной мощности горного предприятия (шахты, рудника).

Общие сведения о параметрах вскрытия, подготовки и систем разработки. Определение годовой производственной мощности рудника (шахты) по горнотехническим возможностям и срокам его существования.

1.3. Вскрытие и подготовка месторождений.

Поверхностный комплекс рудника и шахты. Технологические комплексы главного и вспомогательных стволов. Погрузочно-складское хозяйство. Породные отвалы.

Вскрывающие выработки и классификация схем вскрытия. Взаимное расположение главных и вспомогательных стволов. Влияние выемки полезного ископаемого на сдвижение вмещающих пород и поверхности. Построение охранных целиков. Вскрытие вертикальными стволами. Вскрытие наклонными стволами. Вскрытие штольнями. Комбинированные схемы вскрытия. Одногоризонтное и многогоризонтное (поэтажное и погоризонтное) вскрытие пластовых месторождений.

Околоствольные дворы.

Факторы, влияющие на выбор места заложения шахтных стволов и штолен. Вскрытие месторождений, представленных свитой рудных залежей. Взаимное расположение воздухоподающих и воздуховыдающих выработок в шахтном поле. Высота этажа. Порядок вскрытия месторождений. Метод вариантов при выборе схемы вскрытия.

Классификация способов подготовки горизонтов и шахтного поля. Факторы, влияющие на выбор способа подготовки. Этажный, панельный и погоризонтный способы подготовки шахтного поля. Полевая, рудная (пластовая) и комбинированная подготовка, их преимущества, недостатки и области применения.

Требования Правил безопасности при проектировании схем вскрытия и подготовки. Современные тенденции в мировой практике горнодобывающих предприятий при решении вопросов вскрытия и подготовки шахтных полей.

1.4. Основные производственные процессы очистной выемки при разработке рудных месторождений.

Классификация основных производственных процессов очистной выемки.

Отбойка руды при очистной выемке. Шпуровая отбойка. Отбойка руды глубокими скважинами. Отбойка руды камерными (минными) зарядами. Вторичное дробление руды.

Выпуск и доставка руды. Понятие и применяемые способы доставки руды. Доставка под действием силы тяжести. Механизированная доставка. Взрыводоставка. Погрузочные люки и питатели. Самоходные машины для погрузки и доставки руды.

Выпуск руды. Основные понятия. Теория истечения сыпучих материалов через отверстия.

Фигуры выпуска полезного ископаемого и внедрения пород. Закономерности измерения параметров фигур движения по мере выпуска. Роль крупности кусков полезного ископаемого, сцепления, влажности и горного давления на параметры фигур выпуска. Формы Контакта поверхности выпускаемого полезного ископаемого с налегающими обрушенными породами и порядок выпуска.

Динамика разубоживания и потерь руды в ходе ее выпуска. Зависимость величины потерь от высоты блока и расстояния между выпускными отверстиями. Степень влияния размера и формы выпускного отверстия на показатели извлечения. Влияние режима и доз выпуска на показатели извлечения. Организация выпуска руды, планограммы. Торцевой выпуск. Выпуск руды из обособленного отверстия и из смежных рудоспусков.

Управление горным давлением. Природа горного давления. Напряженное состояние пород в массиве и вокруг горных выработок. Существующие гипотезы. Управление горным давлением рудными целиками, крепью, закладкой, магазинированной рудой. Управление горным давлением при системах с обрушением руды и вмещающих пород. Горные удары в подготовительных и очистных выработках. Мероприятия по борьбе с горными ударами и их предотвращению.

1.5. Основные производственные процессы очистной выемки при разработке угольных (пластовых) месторождений.

Структура производственных процессов в шахте, в пределах выемочного участка.

Отбойка полезных ископаемых. Способы отбойки и факторы, определяющие условия их применения. Технологические характеристики угольных пластов: сопротивляемость пласта резанию, отжим угля, газоносность пластов и боковых пород.

Механические способы разрушения полезных ископаемых и используемые при этом средства механизации. Гидравлическая отбойка полезных ископаемых, ее параметры и средства механизации. Буровзрывные работы, средства и способы взрывания. Особенности взрывных работ в шахтах, опасных по газу и пыли, меры безопасности.

Управление горным давлением.

Основные гипотезы горного давления и области их применения. Методы исследования горного давления: производственно-экспериментальные, лабораторные, аналитические. Классификации пород кровли по обрушаемости и устойчивости. Геомеханические модели процессов деформирования пород кровли. Устойчивость кровли в лавах. Способы предотвращения динамических обрушений пород основной кровли. Управление горным давлением при отработке сближенных пластов.

Особенности проявления горного давления. Динамические формы проявления горного давления. Методы прогноза выбросо- и удароопасности пластов угля и соли. Способы предотвращения динамических проявлений горного давления.

Крепи очистных выработок, их взаимодействие с массивом и область применения. Особенности механизированных крепей используемых для отработки крутых угольных пластов. Щитовые крепи, гибкие перекрытия, анкерная крепь.

Классификация способов управления кровлей. Управление кровлей полным обрушением, область применения. Посадочные крепи и их технологические характеристики. Особенности полного обрушения на крутом падении. Плавное опускание кровли.

Назначение и область применения закладки. Виды закладки. Закладочные материалы. Технологические схемы закладки. Методы расчета давления и несущей способности закладочных массивов. Основы работы закладочных комплексов.

Доставка полезного ископаемого. Технологические схемы доставки в очистных забоях и в пределах выемочных участков. Расчет и выбор параметров способов доставки: самотеком, водой, взрывом, скреперами, конвейерами, самоходным оборудованием и др. Области рационального использования средств транспорта. Типы и технические характеристики отечественного и зарубежного доставочного оборудования. Погрузочные и перегрузочные пункты. Емкость аккумулирующих и усредняющих бункеров.

Организация работ в очистном забое. Технологические схемы очистных работ с применением механизированных комплексов. Организация с учетом конструктивных особенностей механизированных комплексов различных типов.

1.6. Системы разработки рудных месторождений.

Классификация и основные показатели эффективности систем разработки рудных месторождений. Принципы построения классификаций систем разработки. Классификация систем разработки рудных месторождений. Показатели эффективности систем разработки.

Системы разработки с открытым очистным пространством, с магазинированием руды, с закладкой очистного пространства, с обрушением вмещающих пород, с обрушением руды и вмещающих пород, комбинированные и многостадийные. Основные варианты и область их применения. Сущность и условия применения. Организация работ. Параметры и технико-экономические показатели.

Выбор системы разработки. Факторы, учитываемые при выборе систем разработки. Влияние горно-геологических факторов на выбор системы разработки. Методика технико-экономического сравнения и выбора систем разработки.

1.7. Системы разработки угольных (пластовых) месторождений.

Понятие о системах разработки, их классификация. Факторы, влияющие на выбор систем разработки.

Системы разработки с длинными очистными забоями. Комбинированные системы разработки. Системы разработки с разделением этажа на подэтажи. Системы разработки с движением очистных забоев по падению и восстанию. Системы разработки пластов короткими очистными забоями. Камерные системы разработки. Система разработки «камера – лава». Последовательность ведения подготовительных и очистных работ в выемочном поле. Области применения. Потери полезного ископаемого. Преимущества и недостатки.

Безлюдная выемка в коротких забоях. Буровая выемка крутых пластов. Выемка угля комплексами типа «КМД». Бурошнековая разработка пологих пластов Применение угольных пил.

Гидромеханизация при подземной разработке угля. Общая технологическая схема гидрошахты.

Преимущества и недостатки гидродобычи. Область применения. Типовые системы разработки тонких и средней мощности пластов.

Системы разработки мощных пластов. Параметры слоев. Система разработки горизонтальными, наклонными и поперечно-наклонными слоями. Разработка мощных пластов с принудительным обрушением и выпуском угля. Системы разработки с применением гибких перекрытий и щитовых крепей. Особенности систем разработки сближенных пластов. Разработка пластов, опасных по прорывам глины.

1.8. Физико-химическая геотехнология.

Основные проблемы физико-химической геотехнологии (ФХГ). Современное состояние ФХГ. Классификация и основные направления развития методов ФХГ. Физико-геологические основы ФХГ. Физико-химические основы процессов: растворения, выщелачивания, термохимии, теплофизики, гидравлического разрушения, электрофизики, фильтрации флюидов, гидроразрыва, экстракции флюидов и др. Переработка промежуточной продукции ФХГ: рассолов, расплавов, пульпы гидродобычи, растворов выщелачивания, пульпы для обогатительных процессов и др.

Вскрытие и подготовка месторождений скважинами: конструкция скважин, буровое оборудование, бурение и обустройство скважин. Системы разработки: классификация и выбор систем разработки. Порядок ведения работ. Потери и разубоживание. Особенности экономики ФХГ. Экологические и социальные аспекты ФХГ.

Подземное растворение солей (ПРС). Подземные резервуары в каменной соли. Подземная газификация угля и сланцев (ПГУиС). Разработка тяжелых нефтей, битума и других каустобиолитов. Подземное сжигание серы. Скважинная гидродобыча (СГД). Подземное выщелачивание (ПВ).

Кучное выщелачивание (КВ). Подземная выплавка серы (ПВС). Геотермальная технология.

1.9. Управление качеством продукции горного предприятия (рудника, шахты).

Методы и средства управления качеством руды, угля и других полезных ископаемых (ПИ) при подземной добыче. Главные принципы (схемы) рудоподготовки. Технологические способы, технические средства и организационные методы управления потоками ПИ. Вероятностностатистические методы при управлении качеством руды.

Влияние качества ПИ на обогащение и металлургический передел. Основные качественные характеристики потока ПИ, регламентируемые потребителем. Воздействие качества и стабильности потока ПИ на экономические результаты производства конечной продукции горнометаллургического предприятия.

Геологические и технологические факторы, определяющие качество ПИ и его стабильность при добыче. Организационно-технические факторы, позволяющие регулировать и поддерживать качество добытого ПИ и его стабильность. Экономические факторы, определяющие выбор схем, средств, оборудования и способов управления качеством добытого ПИ.

Критерии и модели оценки изменчивости качества ПИ в запасах.

Контроль качества добытого ПИ и его стабильности. Источники информации при опробовании на различных стадиях освоения месторождения: геологоразведке, эксплуатационных работах, обогащении руды. Способы отбора проб.

Планирование и прогнозирование качества ПИ при его добыче.

Мероприятия и средства управление качеством ПИ при различных системах разработки.

2.1. Процессы подготовки горных пород к выемке Горные породы как объект разработки. Способы подготовки горных пород к выемке в зависимости от их состояния: буровзрывные работы, механическое рыхление, оттаивание мерзлых пород, предохранение от промерзания, управляемое обрушение, и др.

Бурение взрывных скважин и шпуров. Буримость горных пород. Виды бурения и их технологическая оценка. Современные представления о механизме разрушения горных пород в забое скважин и шпуров.

Технология, режим и скорость ударного, шнекового, шарошечного, пневмоударного и термического бурения. Вспомогательные работы. Бурение негабарита. Организация буровых работ.

Буровое оборудование и инструмент, их техническая характеристика и рациональная область применения. Эксплуатационная производительность буровых станков. Технологическая оценка бурового оборудования. Область его применения. Технологические основы автоматизации бурения. Совершенствование буровых работ.

Разрушение горных пород. Методы взрывной отбойки горной массы на карьерах, область их рационального применения. Современные представления о механизме разрушения горных пород взрывом.

Характеристика взрываемости массивов горных пород. Ассортимент ВВ и СВ для открытых горных работ, рациональные области их использования. Методы управления действием взрыва.

Определение основных параметров взрывных работ на карьерах. Проектирование массовых взрывов.

Технология заряжания различными типами ВВ и забойки сухих и обводненных взрывных скважин и шпуров. Комплексы приготовления и пункты подготовки ВВ, машины и механизмы дня механизации взрывных работ; техническая характеристика этих средств.

Методы оценки результатов взрыва. Установление рациональной степени взрывного дробления горных пород. Вторичное взрывание. Опыт, технико-экономические показатели и направления совершенствования взрывных работ на карьерах.

Механическое рыхление горных пород: условия применения, техника и технология рыхления, экономические показатели.

2.2. Выемочно-погрузочные работы Экскавируемость горных пород в массиве и в разрушенном состоянии. Основные виды выемочных машин, их технологическая оценка и возможность применения в зависимости от экскавируемости горных пород. Типы забоев и заходок.

Выемка пород скреперами, бульдозерами, стругами и погрузчиками. Технологические параметры колесных скреперов, процесс выемки скреперами и их производительность. Процесс выемки пород бульдозерами и их производительность. Выемка пород погрузчиками, их техническая характеристика и производительность.

Выемка горных пород одноковшовыми экскаваторами. Параметры механических лопат. Выемка мягких, плотных и взорванных пород карьерными мехлопатами. Раздельная выемка мехлопатами. Гидравлические экскаваторы. Особенности выемки горных пород гидравлическими экскаваторами. Параметры драглайнов, условия их применения, забои и производительность. Выемка пород драглайнами с перевалкой в выработанное пространство. Вспомогательные работы при выемке и погрузке горной массы.

Выемочно-погрузочное оборудование непрерывного действия. Классификация роторных и многоковшовых цепных экскаваторов. Условия их работы. Состав комплексов оборудования непрерывного действия. Параметры современных роторных многоковшовых экскаваторов. Схемы выемки пород роторными, цепными экскаваторами. Забои роторных и цепных экскаваторов. Методика определения технической производительности.. Типовые схемы разработки месторождений комплексами оборудования непрерывного действия. Технологические схемы применения роторных экскаваторов с перегружателями при разделении уступов на подуступы. Область рационального применения и перспективы использования техники непрерывного действия на открытых разработках. Раздельная выемка роторными и многочерпаковыми экскаваторами. Выемка шнекобуровыми машинами. Выемка взорванных пород машинами непрерывного действия. Особенности машин непрерывного действия с фрезерными рабочими органами. Вспомогательные работы при работе машин непрерывного действия. Основы безопасности работ при выемке и погрузке горных пород.

2.3. Транспортирование горных пород Виды карьерного транспорта, их технико-эксплуатационная характеристика, рациональная область применения, современные тенденции развития.

Устройство, строительство, содержание и ремонт карьерных железнодорожных путей и автомобильных дорог. Путевое развитие карьеров. Схемы обмена автосамосвалов в забоях и пунктах разгрузки. Тяговые расчеты при железнодорожном и автомобильном транспорте. Определение эксплуатационной производительности и рабочего парка локомотивосоставов и автосамосвалов, пропускной и провозной способности транспортных коммуникаций. Схемы конвейерного транспорта на карьерах. Расчеты основных параметров и эксплуатационной производительности ленточных конвейеров. Комплексные расчеты конвейерных линий.

Характеристика основных схем комбинированного транспорта. Устройство перегрузочных пунктов и приемных устройств при комбинированном автомобильно-железнодорожном и автомобильно-конвейерном транспорте. Транспортные коммуникации при комбинированном транспорте.

Расчет параметров транспортного оборудования в его комбинациях. Определение производительности перегрузочных пунктов и емкости приемных устройств.

Перспективные виды карьерного транспорта. Вспомогательные работы при перемещении карьерных грузов. Направления совершенствования карьерного транспорта, опыт применения и технико-экономические показатели работы его различных видов на карьерах России и за рубежом.

2.4. Складирование горной массы.

Многоцелевое назначение складов. Способы складирования (отвалообразования) пород - отходов горного производства. Средства механизации основных и вспомогательных работ. Технологические схемы строительства и формирования складов горных пород - отходов карьера. Определение эксплуатационной производительности и рабочего парка оборудования.

Формирование техногенных месторождений полезных ископаемых. Методы расчета параметров складов попутных полезных ископаемых. Опыт, технико-экономические показатели и направления совершенствования работ по складированию горной массы.

2.5. Устойчивость бортов и осушение карьеров Значение устойчивости бортов карьеров и отвалов при ведении открытых горных работ.

Факторы, определяющие устойчивость карьерных откосов. Классификация деформаций бортов карьеров и отвалов. Критерии устойчивости откосов. Схемы и методы инженерных расчетов устойчивости бортов, уступов и отвалов.

Определение допустимых параметров уступов с учетом статистических и динамических нагрузок. Влияние применяемых структур комплексной механизации и систем разработки на устойчивость рабочих бортов. Зависимость параметров рабочих уступов от темпа и направления подвигания фронта горных работ. Влияние схемы вскрытия карьерных полей и направления развития горных работ на устойчи-вость нерабочих бортов. Способы укрепления откосов в песчаноглинистых и твердых породах. Охрана приконтурного массива от действия взрывов.

Основные схемы осушения карьерных полей. Увязка режимов горных работ и водопонижения. Осушение отвалов и их оснований, организация внутрикарьерного стока и водоотвода на земной поверхности.

2.6. Вскрытие карьерных полей Способы и схемы вскрытия карьерных полей, их классификация и рациональная область применения. Взаимосвязь схем вскрытия с системой открытой разработки месторождений. Особенности схем вскрытия карьерных полей при применении гидромеханизации.

Вскрывающие горные выработки, их параметры и объемы. Трассы вскрывающих выработок, их формы и параметры. Создание и развитие стационарных и скользящих, трасс. Технологическое значение величины руководящего подъема капитальных траншей при колесных видах транспорта.

Конструкция и параметры пунктов примыкания капитальных траншей к рабочим горизонтам.

Способы и схемы проведения вскрывающих выработок, их технологическая характеристика, параметры и технико-экономические показатели при использовании различных комплексов горнопроходческого оборудования.

2.7. Системы открытой разработки месторождений Выемочные слои и уступы. Характеристики фронта горных работ. Рабочая зона карьера.

Системы открытой разработки, их основные классификации и рациональная область применения.

Технологическая связь системы разработки месторождения и комплексной механизации карьера.

Принципы-комплектации карьерного оборудования и формирования систем открытой разработки.

Характеристика и методы определения параметров системы разработки: высоты уступов, ширины рабочих площадок и берм, протяженности фронта работ, числа рабочих уступов, скорости подвигания фронта работ и скорости (темпа) углубления горных работ.

Сравнительная экономичность и опыт применения различных систем разработки.

2.8. Разработка строительных горных пород Характеристика продукции, получаемой из строительных горных пород в зависимости от ее назначения. Процессы производства щебня, гравия и песка. Механизация работ. Транспортирование, складирование и отгрузка. Особенности требований к сырью для получения цемента и вяжущих веществ. Производственные процессы добычи стенового и облицовочного камня.

Способы отделения блоков от массива, погрузка и перемещение блоков. Процессы обработки камня и их механизация. Технологические особенности процессов при комплексном использовании строительных горных пород.

2.9. Открытая гидравлическая разработка месторождений Область применения гидромеханизации на карьерах. Основные процессы и технология гидромеханизации горных работ. Условия применения основного оборудования гидромеханизации:

гидромониторов, землесосов, земснарядов, загрузочных аппаратов и оборудования для механической подготовки трудноразрабатываемых пород к пульпообразованию. Методические основы расчета процессов гидромеханизации: гидравлического разрушения, самотечного и напорного гидротранспорта, укладки пород в гидроотвалы и осветления воды. Гидротехнические сооружения гидроотвалов. Главные особенности гидродобычи полезных ископаемых при их попутном обогащении. Применение гидравлического, транспорта пород и полезных ископаемых на дальние расстояния.

Гидромеханизированная разработка полезных ископаемых шельфа и глубоководного дна Мирового океана, сапропелевых месторождений внутренних водоемов, первичная переработка добытого сырья. Опыт и технико-экономические показатели гидравлических разработок в России и за рубежом. Направления совершенствования гидромеханизации горных работ.

2.10. Рекультивация поверхности Открытые горные работы и окружающая среда. Виды рекультивации. Технологические схемы и оборудование для горнотехнической рекультивации отвалов. Способы использования восстановленных площадей на отвалах. Затраты на рекультивацию. Опыт рекультивационных работ.

2.11. Планирование, организация и управление Экономические основы планирования горных работ. Показатели и критерии перспективного, годового и текущего планирования горных работ. Порядок и методы планирования горных работ. Математическое моделирование месторождений и развития горных работ. Методы оптимального планирования горных работ.

Теоретические основы организации производства работ на карьерах. Организация основных и вспомогательных технологических процессов. Системы управления горными работами.

Управление качеством продукции. Ценность полезного ископаемого. Количественные и качественные потери полезных ископаемых, их экономическая оценка и нормирование. Методы опробования. Взаимосвязи качества продукции с технологией открытых горных работ. Методы и средства стабилизации качества добываемого минерального сырья.

3.1. Геомеханические условия строительства подземных сооружений Современные представления о процессах, происходящих в массиве горных пород. Физикомеханические свойства горных пород. Общая характеристика скальных, полускальных, связных, несвязных и плывучих горных пород. Реологические модели, характеризующие свойства пород.

Методы определения свойств горных пород в лабораторных и натурных условиях при статических и динамических нагружениях. Напряженное состояние горных пород в нетронутом массиве и вокруг выработок. Устойчивость обнажения пород в горных выработках. Классификации горных пород по устойчивости в обнажениях.

Общая характеристика основных гипотез горного давления в одиночных горных выработках. Основные механические модели взаимодействия пород и крепи горных выработок. Упругая, жесткопластическая, упругопластическая (однородная и неоднородная), вязкоупругая и вязкопластическая модель. Новые модели взаимодействия пород и крепи одиночных выработок. Перспективы их развития. Учет влияния очистных работ. Общая характеристика современных методов исследований проявлений горного давления. Методы и средства исследований проявлений горного давления в шахтных условиях. Комплексная методика исследования проявлений горного давления. Методы и средства моделирования механических состояний и процессов в массивах пород и сооружениях. Перспективы и направления их дальнейшего развития.

3.2. Инженерные конструкции подземных сооружений Современные способы обеспечения устойчивости горных выработок. Проблема поддержания выработок и ее значение для горнодобывающих предприятий. Оценка устойчивости породных обнажений по склонности пород к обрушению под собственным весом, к пластическому деформированию и разрушению вследствие концентрации напряжений в массиве в окрестности обнажений, к существенным смещениям вследствие ползучести пород.

Типы крепи горных выработок (обделок подземных сооружений): ограждающая, упрочняющая, подпорная; их характерные особенности. Предварительный выбор типа крепи, требующиеся для этого исходные данные.

Анкерная крепь: типы, виды и характерные особенности крепи. Механизм работы анкерной крепи в массиве пород. Параметры анкерной крепи и их определение. Область применения анкерной крепи.

Металлическая рамная крепь. Виды прокатных профилей, применяемых в подземном строительстве. Жесткая и податливая крепь. Основные конструкции податливой крепи, конструкции узлов податливости. Выбор вида рамной крепи.

Бетонная и железобетонная крепь (обделка). Гибкая и жесткая арматура. Механические характеристики и особенности возведения крепи. Область применения.

Набрызг-бетонная крепь. Механизм работы крепи в массиве пород. Виды набрызг-бетонной крепи, особенности возведения и область применения.

Железобетонная блочная (тюбинговая) крепь. Виды и конструкции блоков (тюбингов), характер армирования. Область применения.

Чугунная тюбинговая крепь (обделка). Виды и конструкции тюбингов. Особенности конструкции тюбингов для горизонтальных и вертикальных выработок. Область применения чугунной тюбинговой крепи.

Комбинированные виды крепи: анкерно-набрызгбетонная, сталебетонная, чугунно-бетонная и др. Область применения комбинированных видов крепи.

3.3. Проектирование и расчет крепи Основные положения механики подземных сооружений - теории расчета крепи горных выработок (обделок подземных сооружений). Принцип взаимодействия крепи (обделок) с массивом пород. Обоснование применения линейно деформируемой среды в качестве механической модели массива пород. Учет отставания возведения крепи от обнажения пород в скальных и слабых породах.

Расчетные крепи (обделок) подземных сооружений на действие гидростатического давления подземных вод и на внутренний напор в гравитационном и тектоническом поле начальных напряжений в массиве пород. Особенности расчета подземных сооружений на сейсмическое воздействие землетрясений.

3.4. Комплексы подземных сооружений Подземные сооружения угольных и рудных шахт. Комплексы вертикальных шахтных стволов. Армировка стволов. Капитальные, подготовительные и очистные горные выработки.

Комплексы подземных сооружений гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих электростанций. Безнапорные и напорные тоннели и шахтные водоводы. Подземные машинные залы.

Подземные сооружения метрополитенов. Перегонные и эскалаторные тоннели, подземные вестибюли, камеры съездов, станции и пересадочные узлы. Типы станций метрополитенов: пилонные, колонные, односводчатые, станции нового типа. Пристанционные сооружения.

Комплексы сооружений транспортных тоннелей. Порталы, ниши, камеры.

Комплексы сооружений водопроводно-канализационных и коммунальных тоннелей. Комплексы сооружений подземных хранилищ.

3.5. Обычные способы строительства подземных сооружений Строительство горизонтальных и наклонных выработок угольных и рудных шахт. Строительство выработок в крепких породах. Современные способы ведения буровзрывных работ. Применение проходческих комбайнов. Новые способы разрушения пород. Строительство выработок в мягких однородных и неоднородных породах. Комплексы оборудования. Строительство бремсбергов, уклонов и наклонных стволов. Строительство скатов, печей, восстающих. Комплексная механизация и организация работ. Строительство вертикальных стволов. Совмещенный, параллельный и последовательный способы строительства. Области их применения. Проходческие комплексы и агрегаты. Конструкции армировки и технологии армирования.

Технология строительства тоннелей. Строительство с применением буровзрывных работ.

Строительство с применением опережающих крепей: применение экрана из труб, или опережающей бетонной крепи. Строительство тоннелей с применением щитов и тоннелепроходческих машин. Типы тоннелепроходческих машин. Применение механизированных щитов с пригрузкой забоя. Микротоннелирование. Строительство тоннелей способом продавливания. Рациональные конструктивно-технологические решения способа продавливания. Продавливание под экраном из труб. Технология строительства тоннелей открытым способом. Способ «стена в грунте». Сущность новоавстрийского способа строительства тоннелей.

Строительство тоннелей большого сечения в скальных породах. Способ сплошного забоя.

Способ нижнего уступа. Строительство тоннелей с передовой штольней. Строительство тоннелей в мягких неустойчивых породах. Способы опертого свода и опорного ядра. Строительство камерных выработок. Схемы и последовательность раскрытия сечения камер. Строительство подземных машинных залов ГЭС и ГАЭС. Разработка подсводового пространства, разработка основного массива (ядра) камеры.

Строительство станций метрополитена. Строительство односводчатых станций, пилонных станций, колонных станций. Строительство эскалаторных тоннелей. Особенности организации работ. Монтаж конструкций и их гидроизоляция.

3.6. Специальные способы подземного строительства Сложные геомеханические и газодинамические условия и инженерно-геологические характеристики массивов пород, определяющие необходимость применения специальных способов строительства подземных сооружений. Классификация специальных способов строительства.

Способ искусственного водопонижения. Сущность и область применения способа.

Замораживание пород. Проектирование и расчет ледогрунтовых ограждений. Холодильное оборудование и аппаратура. Контроль процесса замораживания.

Тампонаж горных пород. Химическое закрепление пород. Классификация и область применения способов тампонажа и закрепления пород.

Способы бурения вертикальных стволов. Буровые установки, их классификация и конструктивные схемы.

Строительство стволов способом опускания в тиксотропной рубашке.

Строительство подземных сооружений под сжатым воздухом. Сущность способа, санитарные требования и область применения.

3.7.Ремонт, реконструкция и восстановление горных выработок и подземных сооружений.

Реконструкция и ремонт вертикальных шахтных стволов. Ремонт и восстановление капитальных и подготовительных горных выработок угольных и рудных шахт.

Реконструкция и ремонт транспортных тоннелей. Ремонт, восстановление и реконструкция коммунальных тоннелей.

Ремонт и реконструкция городских подземных сооружений.

1. Викторов С. Д., Еременко А. А., Закалинский В. М., Машуков И. В. Технология крупномасштабной взрывной отбойки на удароопасных рудных месторождениях Сибири. — Новосибирск:

Наука, 2005. – 211 с.

2. Разрушение горных пород сближенными зарядами / С. Д. Викторов, Ю. П. Галченко, В. М.

Закалинский, С. К. Рубцов. — М.: изд-во Научтехлитиздат, 2006. — 276 с.

3. Макаров А. Б. Практическая геомеханика. Пособие для горных инженеров. — М.: Горная книга, 2006. — 391 с.

4. Лыхин П. А. Технология буровзрывных работ при проведении горных выработок в XX веке.

Ч. 2. — Пермь: Пресстайм, 2007. — 351 с.

5. Мировой опыт автоматизации горных работ на подземных рудниках / В. Н. Опарин, Е. П. Русин, А. П. Тапсиев и др. // отв. ред. Н. Н. Мельников // Новосибирск: изд-во СО РАН, 2007. — 99 с.

6. Адушкин В. В., Спивак А. А. Подземные взрывы. — М.: Наука, 2007. — 579 с.

7. Еременко А. А., Еременко В. А., Гайдин А. П. Совершенствование геотехнологии освоения железорудных удароопасных месторождений в условиях действия природных и техногенных факторов. — Новосибирск: Наука, 2008. — 250 с.

8. Копытов А. И., Маслов Ю. А., Першин В. В. История развития горного дела. — Новосибирск:

Наука, 2009. — 511 с.

9. Геотехнологическая оценка минерально-сырьевой базы России / под ред. академика РАН К. Н. Трубецкого и др. — М., 2009. — 464 с.

10. Еременко А. А., Еременко В. А., Гайдин А. П. Горно-геологические и геомеханические условия разработки железорудных месторождений в Алтае-Саянской складчатой области — Новосибирск: Наука, 2009. — 224 с.

11. Еременко А. А. Совершенствование технологии буровзрывных работ на железорудных месторождениях Западной Сибири. — Новосибирск: Наука, 2013. — 192 с.

1. Ржевский В. В.Открытые горные работы. Книга 1: Производственные процессы /В.В. Ржевский, Кн.1. Изд.7: учебник. – М.: КД «Либроком», 2014. – 2. Ржевский В. В.Открытые горные работы. Книга 2: Технология и комплексная механизация /В.В. Ржевский, Кн.2. Изд.8: учебник. – М.: КД «Либроком», 2014. – 552 с.

3. Трубецкой К.Н. Проектирование карьеров /К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин, В.С. Коваленко. – М.: Высшая школа, 2009. – 694 с.

4. Ялтанец И.М. Справочник по гидромеханизации. – 3-е изд., испр. и дп. – М.: Горная книга, 2011. – 737 с.

5. Геотехнологии открытой добычи минерального сырья на месторождениях со сложными горно-геологическими условиями / Отв. ред. С.М. Ткач ; Рос. акад. наук,Сиб. отд-ние, Ин-т горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН. – Новосибирск :Академическое изд-во “Гео”, 2013. – 6. Пути повышения эффективности и экологической безопасности открытой добычи твердых полезных ископаемых/ [В.И. Ческидов и др.]; отв. ред. В.Н. Опарин; Рос. Акад. Наук. Сиб. Отдние, Ин-т горного дела и [др.] – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. – 254 с.

7. Безвзрывные технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых/ [А.Р. Матис и др.]; отв. ред. В.Н. Опарин; Рос. Акад. Наук. Сиб. Отд-ние, Ин-т горного дела, Ин-т горного дела Севера, Урал. отд-ние Ин-т горного дела – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007. – 337 с.

8. Кортелев О.Б., Ческидов В.И., Молотилов С.Г., Норри В.К. Внешнее отвалообразование на карьерах. – Новосибирск: РИЦ «Золотые Слова», 2009. – 158 с.

9. Власов В.М., Андросов А.Д. Технология открытой добычи алмаза в криолитозоне / Отв. ред.

О.И. Слепцов. – Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2007. – 388 с.

10. Галкина Н.В. Социально-экономическая адаптация угледобывающего предприятия к инновационной модели технологического развития / Н.В. Галкина; отв. ред. А.И. Татаркин; ин-т экономик УрО РАН, Челяб. гос. ун-т, НТЦ-НИОГР.- М.: Экономика, 2007. – 248 с.

11. Яковлев А.В., Ермак Н.И. Устойчивость бортов рудных карьеров при действии тектонических напряжений в массиве. – Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2006. – 231 с.

1. Лысиков Б.А. Строительство метрополитена и подземных сооружений на подрабатываемых территориях. — М.: Норд-Пресс, 2003.

2. Фролов Ю.С., Иванес Т.В., Коньков А.Н. Проектирование и расчет обделок тоннелей, сооружаемых щитовым способом. — СПб.: ПГУПС, 2004.

3. Филиппов В. В. Тоннели, сооружаемые щитовым и специальными способами. — М.: РГОТУПС, 2004.

4. Соколов М.Ю., Коньков А.Н., Мельник Я.В., Голубых А.Б. Механизация тоннелепроходческих работ. СПб., 2005.

5. Конюхов Д. С. Строительство городских подземных сооружений мелкого заложения. — М.:

Архитектура-С, 2005.

6. Еременко А. А., Федоренко А. И., Копытов А. И. Проведение и крепление горных выработок в удароопасных зонах железорудных месторождений. — Новосибирск: Наука, 2008. — 235 с.

7. Кочерженко В. В. Технология возведения подземных сооружений. — М.: изд-во Ассоциации строительных вузов, 2009. — 128 с.

8. Фролов Ю.С. Проектирование станций метрополитена. — СПб.: ПГУПС, 2010.