МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Московский государственный горный университет»

Кафедра строительства подземных сооружений и шахт

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по методической работе и качеству образования В. Л. Петров «» _2011 г.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

СД.Ф.15. ТЕХНОЛОГИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

СД.Ф.15.04. ТЕХНОЛОГИЯ ПОДЗЕМНОГО И ШАХТНОГО

СТРОИТЕЛЬСТВА

Направление подготовки 130400 «Горное дело»

Специальность «Физические процессы горного или нефтегазового производства»

Форма обучения:

очная Москва

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний и умений, необходимых для самостоятельного творческого решения задач, которые связаны с проектированием и практической реализацией технологических процессов строительства шахт и подземных сооружений самого различного назначения, за счет чтения лекций, проведения лабораторных и практических занятий, изучения новой научной литературы, изучения производственного опыта и личного участия студентов в решении технических задач.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины студент должен иметь представление о структуре комплексов подземных горнотехнических объектов и их функциональном назначении;

Знать:

• методологию проектирования объектов, состав и содержание проектной документации, методы инженерного проектирования, основные процессы и производственные операции, методы и способы ведения горно-строительных работ в обычных и сложных горногеологических условиях, способы защиты окружающей среды от вредного воздействия горных работ.

Студент должен уметь:

• проектировать форму и размеры сечения выработок, технологию горно-строительных работ, отдельные части горных предприятий и подземных сооружений специального назначения, разрабатывать рабочую документацию.

Он должен владеть :

• профессиональной терминологией, основными нормативными документами, метрологическими правилами и стандартами по управлению качеством строительства.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ.

Вид учебной работы Всего ча- Семестры сов 6 7 8 Общая трудоемкость дисциплины 280 51 85 85 Аудиторные занятия 280 51 85 85 Лекции 215 34 68 51 (+34) Практические занятия (ПЗ) 51 17 17 17 17Семинары (С) - - - - Лабораторные работы (ЛР) 31 17 и (или) другие виды аудиторных занятий Самостоятельная работа Курсовой проект (работа) К.пр. К.раб.

Расчетно-графические работы - - - - Реферат и (или) другие виды самостоятельной работы Вид итогового контроля (зачет, экзамен) Зач. Зач. Экз. Зач.

4. Содержание разделов дисциплины 4.1. Раздел дисциплины и виды занятий.

№ Раздел дисциплины Лекции П.З. Л.Р.

п/п 1. Строительство вертикальных выработок * * 2. Строительство горизонтальных и наклонных * * - выработок и тоннелей 4. Проектирование и организация подземного 4.2. Содержание дисциплины Раздел 1. Строительство вертикальных выработок.

1.1. Горнопроходческие работы при строительстве вертикальных стволов (20 часов) Общие сведения. Формы и размеры поперечного сечения стволов.

Глубина стволов. Подготовительный период строительства. Строительная площадка. Оснащение проходческих работ на поверхности, Временные здания и сооружения. Строительство устья ствола и технологического отхода.

Строительство стволов городских коллекторных тоннелей и метрополитена.

Технологические схемы строительства стволов.

Технология выемки породы. Буровзрывные работы. Выбор взрывчатого вещества (ВВ) и средств взрывания (СВ). Определение расхода ВВ.

Конструкция заряда и диаметр шпуров. Определение количества и глубины шпуров. Схемы расположения шпуров в забое. Технология и механизация бурения шпуров. Заряжание шпуров и взрывание зарядов ВВ. Контурное взрывание. Составление паспорта БВР. Качественные показатели БВР.

Проветривание ствола забоя. Схемы проветривания. Расчет количества воздуха, подаваемого в забой, и депрессии. Выбор оборудования для проветривания.

Технология и механизация погрузки породы. Применяемые механизмы погрузки и условия их выбора. Фазы погрузки породы. Погрузка породы с использованием передовой скважины. Расчет производительности погрузки.

Проходческий подъем при строительстве стволов. Общие сведения.

Проходческие копры и подъемные машины. Прицепные устройства, направляющие рамки и канаты. Проходческие бадьи. Расчет производительности проходческого цикла. Транспортирование породы на поверхности.

Водоотлив при строительстве стволов. Водоотлив бадьями. Водоотлив насосами. Методы расчета водоотлива. Водоулавливание.

Технология возведения постоянной крепи. Общие сведения. Возведение монолитной бетонной крепи. Типы и конструкции опалубок. Подача бетона к месту укладки. Оборудование для спуска бетонной смеси по стволу.

Гасители скорости при спуске бетона и их расположение.

Возведение набрызг-бетонной крепи. Применяемое оборудование и организация работ.

Возведение тюбинговой крепи. Применяемое оборудование и производство работ. Тампонаж затюбингового пространства.

Вспомогательное технологическое оборудование и меры безопасности при выполнении основных горнопроходческих операций. Связь и сигнализация при строительстве стволов. Освещение призабойной зоны. Маркшейдерское обслуживание.

Комплексы оборудования для строительства стволов.

Строительство вертикальных стволов, скважин большого диаметра и восстающих выработок способом бурения. Область применения. Техникоэкономические показатели и перспективы развития этого способа.

1.2. Рассечка сопряжения ствола с околоствольным двором и камерами загрузочных устройств (4 часа) Общие сведения. Технологические схемы рассечки сопряжения. Выбор схемы рассечки в зависимости от горно-геологических условий. Производство, механизация и организация работ.

Сооружение камер загрузочных устройств и бункеров, сопрягающихся со стволом. Выбор технологической схемы и организация работ.

1.3. Армирование ствола (4 часа) Общие сведения. Типы и конструкции армировки и условия их применения. Подготовительный период армирования.

Технологические схемы и условия их применения. Механизация и организация работ.

1.4. Строительство стволов большого поперечного сечения (6 часов) Общие сведения. Область применения. Особенности строительства.

Размеры поперечного сечения, глубина стволов.

Технологические схемы строительства. Механизация и организация работ.

Организация работ и технико-экономические показатели при строительстве стволов.

Расчет параметров организации работ. Составление графика цикличности работ.

Показатели горнопроходческих работ и их анализ. Основные направления совершенствования технико-экономических показателей.

Раздел 2. Строительство горизонтальных и наклонных выработок и тоннелей Основные типы горизонтальных и наклонных горных выработок, применяемых в шахтном и подземном строительстве. Понятие о технологии строительства горных выработок. Буровзрывная технология, комбайновая, щитовая. Технология, использующая специальные способы строительства.

Горно-геологические условия применения различных технологий и их специфические особенности. Основные этапы развития и совершенствования подземного строительства.

2.1. Технология строительства горизонтальных горных выработок буровзрывным способом.

Строительство горных выработок. Производство буровзрывных работ при проведении горных выработок. Требования к производству БВР. Выбор ВВ и СВ, диаметра шпуров и конструкции заряда. Методика расчета параметров БВР. Понятие о контурном взрывании. Паспорт буровзрывных работ, его назначение, содержание и структура. Методика составления паспорта БВР.

Бурение и заряжание шпуров. Обзор применяемых средств механизации бурения. Заряжание шпуров. Требования к ВВ. Средства механизации заряжания. Основные правила ТБ и охрана труда при заряжании шпуров.

Проветривание забоя. Схемы проветривания. Оборудование для проветривания.

Допуск проходчиков в забой после производства БВР и проветривания. Контроль атмосферы в выработке, осмотр забоя и приведение его в безопасное состояние.

Погрузка и транспорт породы. Средства механизации погрузки породы. Транспортное оборудование. Взаимосвязь и функционирование погрузочного и транспортного оборудования. Эксплуатационная производительность погрузочных механизмов, влияющие факторы, пути повышения эксплуатационной производительности. Проходческие комплексы. Вспомогательные работы настилка рельсового пути, монтаж элементов монорельсового транспорта.

Возведение временной и постоянной крепи. Функциональные отличия временной и постоянной крепи.Выдвижные конструкции. Условия выбора конструкций временной крепи.

Возведение монолитной бетонной крепи. Состав бетона для трубопроводного транспорта бетонной массы. Технологическая характеристика применяемого оборудования: опалубки, бетононагнетатели, бетононасосы, трубопроводы. Условия их выбора. Применяемые схемы производства работ и их анализ.

Возведение набрызг-бетонной крепи. Состав набрызг-бетона. Технологические свойства: схватываемость и смешиваемость, их регулирование.

Применяемые добавки. Способы нанесения набрызг-бетона. Технологическая характеристика применяемого оборудования. Производство работ при сухом и мокром способе нанесения набрызг-бетона.

Возведение анкерной крепи. Применяемые конструкции и условия их применения. Производство работ по установке анкеров. Средства механизации возведения анкерной крепи.

Возведение рамных конструкций крепи. Производство работ при возведении деревянной крепи. Механизация возведения металлических и железобетонных конструкций.

Упрочнение вмещающих пород при возведении постоянной крепи.

Организация работ. Циклическая организация горно-проходческих работ. Циклограмма и методика ее составления. Применение вычислительной техники при проектировании организации работ.

Основные технико-экономические показатели и их анализ. Пути совершенствования технико-экономических показателей.

2.2. Строительство тоннелей буровзрывным способом.

Краткий обзор этапов развития тоннелестроения. Понятие о «горных способах строительства тоннелей. Классические способы строительства тоннелей. Способ раскрытия на полный профиль, опертого свода, опорного ядра. Их трансформация применительно к решению задач современного тоннелестроения и в, частности, с условиях крепких скальных пород.

Способ сплошного забоя при строительстве тоннелей. Горногеологические условия применения способа.

Производство буровзрывных работ при способе сплошного забоя.

Аналогии и отличия от горной выработки ограниченного сечения. Особенности расчета параметров БВР.

Разметка шпуров. Приемы работ и используемое оборудование. Механизация бурения шпуров. Буровые рамы и бурильные установки. Рациональные области их применения. Механизированное заряжание шпуров.

Приемы работ используемое зарядное оборудование. Подъемные устройства для перемещения взрывников по забою. Проветривание забоя. Особенности проветривания тоннелей. Применяемые схемы и оборудование.

Приведение забоя в безопасное состояние. Приемы работ, конструкции гидроподъемников. Требования техники безопасности.

Погрузка и транспорт породы. Особенности применяемых механизмов. Подземные экскаваторы и погрузочные машины. Условия их выбора и область применения. Транспорт породы. Самосвальный и рельсовый транспорт. Устройства для разворота самосвалов, обменные устройства для рельсового транспорта. Методика расчета производительности погрузки в увязках с применяемым видом транспорта.

Возведение обделки тоннелей. Особенности возведения монолитнобетонной обделки. Применяемое оборудование. Конструктивные особенности опалубок в зависимости от размеров сечения тоннелей. Очередность бетонирования по сечению. Производство работ по возведению обделки. График работ и технико-экономические показатели.

Особенности возведения набрызг-бетонной и анкерной крепи в тоннелях большого сечения, применяемое поддерживающее и подъемное оборудование.

Уступный способ строительства тоннелей. Горно-геологические условия применения способа. Способы верхнего, нижнего уступа и многоступенчатый (новоавстрийский способ, НАТМ).

Способ верхнего уступа. Последовательность разработки сечения.

Производство работ по бурению шпуров, заряжанию, взрыванию и погрузке породы. Достоинства, недостатки и условия применения способа.

Способ нижнего уступа. Последовательность разработки сечения.

Проходческие работы в верхнем уступе, аналогии со способом сплошного забоя. Возможные конструкции временной крепи. Возведение монолитнобетонной крепи свода с опиранием на выносные пяты. Взаимное расположение верхнего и нижнего уступов. Производство буровзрывных работ в нижнем уступе. Расположение скважин в нижнем уступе, методика расчета параметров БВР для нижнего уступа. Способ предварительного откола в нижнем уступе.

Способ ступенчатого забоя (новоавстрийский метод, НАТМ). Основные принципы способа. Разбивка площади забоя на отдельные элементы.

Взаимосвязь размера площади сечения отдельного элемента с величиной и интенсивностью горного давления. Универсальность способа с точки зрения горно-геологических условий. Последовательность разработки забоя по сечению тоннеля и по длине. Влияющие факторы. Варианты механизации разработки элементов сечения. Применяемые конструкции временной крепи, варианты ее последовательного усиления. Геомеханический контроль при ведении проходческих работ. Сущность контроля и применяемая аппаратура. Измеряемые параметры. Отражение данных контроля в процессе производства работ.

Способ контурной прорези. Горно-геологические условия применения способа и параметры возводимых объектов, значительная площадь сечения и большие величины пролетов. Последовательность разработки забоя. Производство работ и применяемая механизация при создании контурной прорези. Конструкция временной крепи. Механизация возведения обделки. Последовательность разработки ядра и применяемая механизация.

Способ строительства тоннелей с пилот-штольней. Основные технологические и эксплуатационные преимущества, создаваемые пилот0штольней. Варианты расположения штольни относительно сечения тоннеля. Общие соображения по производству работ и применяемой механизации. Горно-геологические условия применения способа.

Организация работ Технико-экономические показатели при строительстве тоннеля.

Организация проходческих работ по графикам цикличности. Циклограмма и методика ее составления. Применение ЭВМ при проектировании проходческих работ. Определение технической скорости проходческих работ в тоннелях для способа сплошного и уступного забоя.

Общие сведения по проектированию строительства тоннеля в целом.

Темпы и сроки строительства. Выбор числа забоев. Календарный план строительства. Линейные и сетевые графики.

2.3. Строительство наклонных выработок и тоннелей буровзрывным способом.

Технологические схемы проведения наклонных выработок: схемы сверху-снизу и снизу-сверху. Производство работ, механизация, организация работ при различных схемах и углах наклона выработки. Вентиляция и водоотлив при проведении наклонных выработок.

Специфические особенности проведения восстающих. Способы и схемы проведения восстающих. Паспорт БВР. Технология, механизация и организация работ при проведении восстающих буровзрывным способом.

Расчет графика цикличности. Анализ технико-экономических показателей.

Строительство наклонных тоннелей. Наклонные водоводы как элемент деривационного комплекса подземных ГЭС. Схемы строительства:

сверху-снизу сплошным забоем, снизу-сверху передовым восстающим. Области применения.

Производство работ по выемке породы и возведению обделки при двух схемах строительства. Технико-экономические показатели.

2.4. Строительство горных выработок и тоннелей комбайнами и тоннеле-проходческими машинами.

Современные типы комбайнов и тоннелепроходческих машин. Условия и область их применения. Выбор типа комбайна или тоннелепроходческой машины в зависимости от крепости породы и параметров выработки.

Технология проведения выработок и тоннелей комбайнами избирательного действия и бурового типа. Расчет параметров проходческого цикла. Оптимизация параметров с использованием ЭВМ.

Анализ отечественного и зарубежного опыта применения комбайнового способа.

Особенности строительства наклонных выработок и тоннелей проходческими комбайнами. Специфические особенности комбайновой технологии при строительстве наклонных выработок. Конструктивные особенности применяемых комбайнов.

2.5. Основные положения по проектированию технологических схем строительства горизонтальных и наклонных горных выработок.

Основные требования к технологическим схемам. Факторы, влияющие на выбор технологических схем. Расчет технологических параметров проходческого цикла. Выбор технологических схем для буровзрывного и комбайнового способов строительства.

2.6. Строительство тоннелей щитовым способом.

Специфика щитовой технологии и классификация щитов. Щиты полумеханизированные и механизированные, с открытой головной частью и щиты с гидропригрузом. Область применения. Щитовые комплексы.

Производство работ по выемке породы, возведению блочной обделки и закрепному тампонажу. Общие сведения о возведении монолитнопрессованной обделки.

График организации работ, технико-экономические показатели.

Микрощиты. Сущность микрощитовой технологии. Конструкции микрощитов, способы транспорта грунта. Оборудование станций продавливания. Способы и оборудование управления движением микрощита. Материал и конструкция труб и их стыков. Общая технология производства работ и технико-экономические показатели.

2.7. Строительство подземных сооружений способом продавливания.

Сущность способа. Технологические схемы продавливания. Продавливающие установки. Производство работ по продавливанию. Организация труда и техники безопасности. Технико-экономические показатели.

2.8. Строительство тоннелей открытым способом.

Котлованный способ. Крепление стен котлованов в устойчивых и малоустойчивых породах. Производство и механизация работ по выемке грунта и возведению конструкций подземного сооружения. Гидроизоляция подземных конструкций.

Траншейный способ строительства. Очередность работ. Механизация разработки траншей. Производство и механизация работ по выемке грунтового ядра и возведения подземных конструкций.

Строительство с применением передвижных крепей. Виды и конструктивные элементы передвижных крепей. Производство работ по выемке породы, передвижные крепи и возведение подземных конструкций.

Мероприятия по сохранению окружающих зданий и сооружений, подземных коммуникаций. Проблемы окружающей среды.

Сравнительный технико-экономический анализ применяемых способов.

2.9. Строительство тоннелей способом погружных секций.

Особенности строительства тоннелей для пересечения водных преград. Классификация способов, условия их применения.

Способ погружных секций. Конструкции погружных секций. Технология производства работ.

Опускные тоннели-кессоны. Конструкции кессонов. Технология производства работ. Сравнительный технико-экономический анализ применяемых способов.

Раздел 3. Специальные способы строительства подземных сооружений.

Способы строительства в зависимости от свойств пересекаемых пород и их выбор. Область применения и перспективы специальных способов строительства подземных сооружений.

3.1. Строительство подземных сооружений с применением ограждающих крепей.

Общие принципы специальных способов строительства подземных сооружений с применением ограждающих крепей. Подразделения способов, их характеристика и условия применения.

Строительство подземных сооружений с помощью шпунтовых ограждений. Конфигурация шпунтовых ограждений, их характеристика. Средства забивки шпунтин. Основные положения при выборе шпунтового ограждения и средств забивки. Производство работ при забивке шпунтин, выемке породы и возведении постоянной крепи.

Строительство подземных сооружений опускным способом. Сущность способа и условия применения. Основные типы опускных сооружений и их назначение. Конструкции опускных сооружений и принципы их расчета. Схемы производства работ. Условия погружения опускной крепи.

Строительство подземных сооружений способом «стена в грунте».

Сущность способа. Область применения. Свайная и траншейная схемы производства работ. Оборудование и его выбор. Глинистые растворы и их выбор. Производство работ и технико-экономические показатели.

3.2. Строительство подземных сооружений с применением водопонижения.

Сущность способа. Качественные изменения физических свойств осушенных пород. Условия применения способа.

Схемы водопонижения. Контурные схемы для вертикальных и протяженных горизонтальных сооружений. Площадочные схемы водопонижения.

Обоснование и выбор схемы водопонижения.

Оборудование для водопонижения. Водопонижение с применением иглофильтровых, эжекторных и скважинных установок.

Производство работ по водопонижению Требования к монтажным работам. Бурение водопонизительных скважин и их оборудование.

Монтаж насосного оборудования. Обработка скважин с целью увеличения водоотдачи.

Расчет водопонизительных установок. Основные принципы расчета параметров водопонижения. Расчет водопонижения при применении иглофильтровых и эжекторных установок. Расчетные схемы. Выбор расчетных параметров. Порядок расчета. Расчет водопонижения при применении водопонизительных скважин.

3.3. Строительство подземных сооружений с применением замораживания горных пород.

Сущность способа. Основы теории механики мерзлых пород.

Производство работ по замораживанию горных пород. Принципы получения холода и работа замораживающей станции. Оборудование для замораживания горных пород. Комплексные передвижные агрегаты.

Бурение замораживающих скважин. Буровое оборудование и его выбор. Оборудование скважин замораживающими колонками. Контроль при монтаже замораживающих колонок. Рассольная сеть и ее прокладка. Методы контроля при замораживании горных пород.

Строительство вертикальных стволов с применением способа замораживания горных пород. Схемы замораживания, условия их применения.

Производство строительных работ. Особенности работ при выемке породы и возведении постоянной крепи. Оттаивание замороженных пород. Контроль за процессом. Гидроизоляционные работы. Ликвидация замораживающих скважин.

Строительство горизонтальных и наклонных тоннелей с применением замораживания пород. Схемы замораживания, выбор и условия применения схем. Особенности работ при бурении наклонных и горизонтальных скважин, при выемке породы и возведении постоянной крепи. Гидроизоляционные работы. Оттаивание ледопородных ограждений и массивов. Ликвидация скважин.

Особые случаи замораживания горных пород. Замораживание фильтрующих горных пород. Замораживание высокотермальных подземных вод.

Замораживаниеестественных рассолов. Совмещение процесса замораживания с водопонижением. Замораживание пород при хранении сжиженных газов. Перспектива развития способа. Применение при замораживании низкотемпературных установок, жидкого азота, непосредственного испарения хладагента.

Расчет процесса замораживания. Общие принципы расчета процесса замораживания. Расчет замораживания ледопородных ограждений по прочности и деформируемости. Теплотехнический расчет. Увязка прочностного и теплотехнического расчетов.

3.4. Строительство подземных сооружений с применением тампонирования горных пород.

Сущность способа. Цель и назначения тампонирования горных пород.

Тампонажные растворы и требования к ним. Основные свойства раствора.

Тампонажное оборудование. Основные требования к оборудованию.

Растворонагнетатели и их характеристика. Растворомешалки и их характеристика. Инъекторы и запорная аппаратура. Тампонажные комплексы. Выбор и условия применения тампонажного оборудования.

Производство работ при строительстве вертикальных стволов. Схемы тампонирования с поверхности и из забоя, их характеристика и условия применения.

Тампонирование горных пород с поверхности. Схемы расположения скважин и их количество. Буровое оборудование и производство буровых работ. Способы нагнетания тампонажных растворов в скважины. Режимы нагнетания и контроль за производством нагнетания. Общая организация работ. Контроль за качеством тампонажных работ.

Тампонирование горных пород из забоя. Тампонажные подушки, их формы и размеры. Расчет тампонажных подушек и предохранительных перемычек. Возведение подушек. Буровые комплексы и производство буровых работ. Режимы нагнетания растворов в скважины. Контроль за качеством работ. Особенности проходческих работ. Технико-экономические показатели.

Производство работ при строительстве горизонтальных сооружений.

Схемы тампонирования горных пород с поверхности и из забоя. Характеристики схем и условия их применения. Особенности горнопроходческих работ.

Расчет процесса тампонирования горных пород. Общие принципы расчета. Расчетные схемы. Определение прочностных размеров и гидроизоляционных свойств ограждающих конструкций и массивов затампонированных горных пород. Определение состава тампонажных растворов и водоцементного отношения. Установление расхода, давления нагнетания, режима нагнетания. Расчет потребного количества материалов.

3.5. Строительство выработок в сложных горно-геологических условиях.

Сложные условия их определения и классификация.

Общая классификация сложных условий с точки зрения строительства и поддержания горных выработок. Сложные гидрогеологические, геомеханические, гео- и газодинамические, геотермические условия. Критерии оценки сложных условий.

Сложные гидрогеологические условия: неустойчивые, водонасыщенные породы, устойчивые трещиноватые породы со значительными водопритоками.

Сложные геомеханические условия: пучение почвы выработок, образование больших областей разрушения пород, зоны геологических нарушений.

Сложные гео- и газодинамические условия: удароопасные, выбросоопасные, газонасыщенные породы, слоевое скопление метана. Сложные геотермические условия: многолетнемерзлые, замороженные и высокотемпературные породы. Методы подготовки с способы воздействия на массив горных пород.

Строительство выработок в сложных гидрогеологических условиях.

Методы подготовки массива: временное, длительное изменение физико-механических свойств, создание временных, постоянных строительных конструкций.

Способы воздействия на массив: замораживание, кессон, водопонижение, тампонаж, шпунтовые ограждения, опускные сооружения.

3.6. Строительство выработок в сложных геомеханических условиях.

Строительство выработок в пучащих породах почвы горных выработок. Характеристика породных массивов, склонных к пучению. Прогнозирование пучения в горных выработках.

3.7. Строительство выработок в условиях образования сплошных областей разрушения.

Факторы, влияющие на формирование механического состояния породного массива и способы управления механическим состоянием породных массивов при строительстве капитальных горных выработок. Техникоэкономические показатели способов управления механическим состоянием массива. Примеры практического использования способов управления состоянием массива при строительстве капитальных горных выработок. Технико-экономическая оценка различных способов строительства горных выработок в сложных условиях.

Методы подготовки массива: изменение напряженнодеформированного состояния массива, изменение механических свойств массива.

Способы воздействия на массив: разгрузка камуфлетным взрывом, скважинами, щелями, способ АРПУ, уплотнение пород взрывом, упрочняющий тампонаж. Организационно-технические решения: подрывка пород почвы, устройство обратного свода, перекрепление выработок, замкнутые конструкции крепей, отставание постоянной крепи от забоя, использование технологической податливости крепи, комбайновый и буровзрывной способ проходки выработки.

3.8. Сложные гео- и газодинамические условия.

Понятие о динамических проявлениях горного давления в горных выработках. Строительство выработок в удароопасных породах. Общие сведения о природе и механизме горных ударов. Классификация горных ударов.

Прогнозирование удароопасности породных массивов. Особенности технологии сооружения горных выработок в удароопасных породных массивах.

Требования ПБ.

Строительство выработок в породах, опасных по выбросам угля, породы и газа. Основные сведения о выбросах, их природе и характерных особенностях. Напряженно-деформированное состояние выбросоопасных породных массивов.

Прогноз выбросоопасности. Методы борьбы с выбросами угля и породы.

Методы подготовки массива: снижение напряженного состояния массива, уменьшение газоносности массива, изменение массива.

Способы воздействия на массив: низконапорное увлажнение пласта, гидровымывание опережающих полостей, дегазация призабойной части пласта, гидрорыхление угольного пласта, торпедирование призабойной части пласта, образование разгрузочных щелей ( пазов), гидроотжим угольного пласта, физико-химическая обработка пласт.

Организационно-технические решения: оптимизация параметров проходческого цикла и паспорта БВР, опережающий забой, опережающие крепи, сотрясательное взрывание, каптаж, заградительные перемычки, пульсирующее проветривание, гидропылевзрывозащита.

3.9. Строительство выработок в сложных геотермических условиях.

Особенности проведения выработок в условиях высоких температур.

Нормализация температурного режима в горных выработках. Строительство выработок в многолетнемерзлых породах. Ведение горно-проходческих работ в замороженных породах. Требования безопасности и промсанитарии при работе в условиях высоких и отрицательных температур.

Раздел 4. Проектирование и организация подземного строительства (45 часов) 4.1.Организация проектирования (4 часа) Роль и особенности подземного строительства. Основные понятия и определения. Цикл инвестиционного проекта. Организация управления строительным комплексом. Заказчик. Подрядчик. Проектные организации и институты России. Системный подход в решении проектных задач.

4.2. Нормативное и информационное обеспечение проектирования и организации шахтного строительства ( 3 часа) Общие сведения о горном законодательстве. Основные требования закона «О недрах» к проектированию и строительству горных предприятий и подземных сооружений. Характеристика нормативной базы проектирования. Исходные данные для проектирования. Основные банки данных.

4.3. Основные виды проектных работ (6 часов) Стадии и этапы проектирования. Обоснование инвестиций в строительство и техническое оснащение горных предприятий. Бизнес-план. Задание на проектирование. Технико-экономическое обоснование (ТЭО) строительства горнодобывающих предприятий и подземных сооружений. Рабочая документация. Сметная документация. Типовые, унифицированные и экспериментальные проекты и проектные решения. Особенности разработки проекта ликвидации (консервации) горнодобывающих предприятий.

4.4. Информационные технологии и системы автоматизированного проектирования и организации подземного строительства (2 часа) Формирование и функционирование природно-технической геосистемы «массив-технология» – подземное сооружение» (ПТГС). Основные составляющие системы. Взаимосвязь элементов ПТГС. Структурные модели устойчивости ПТГС. Направления развития методологии проектирования строительства подземных сооружений.

Основные виды классификации и принципы создания САПР. Логическая структура технических средств САПР и взаимодействие ее звеньев.

Имитационное моделирование.

4.5. Оптимизация и принятие решений при проектировании строительства подземных сооружений (2 часа) Основные понятия. Критерии оптимальности. Метод вариантного проектирования. Графический метод. Метод классической математической оптимизации. Основы метода исследования операций. Методы математического программирования. Метод сетевых графиков. Экспериментальные методы. Примеры использования различных методов при проектировании подземных сооружений.

4.6. Выбор схемы строительства ( 2 часа) Выбор и обоснование общей схемы, порядка и последовательности строительства подземного сооружения. Вскрытие, подготовка и основные схемы строительства шахт и подземных сооружений. Определение числа строительных подходов. Обоснование параметров вскрывающих выработок.

4.7. Проектирование организации строительства (4 часа) Основные принципы организации строительства. Подготовительный и основной периоды. Сроки и скорости строительства. Методы определения продолжительности строительства подземных сооружений. Стройгенплан и ситуационный план. Определение ресурсов, потребных для строительства.

Учет требований рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

4.8. Проектирование и организация работ подготовительного периода строительства (1 час) Состав работ подготовительного периода. Очередность и продолжительность строительства объектов. Железные и автомобильные дороги.

Временные здания и сооружения. Проектирование и организация работ нулевого цикла. Проектирование устья ствола и предпортальной выемки тоннеля. Состав ППР и ПОС подготовительного периода.

4.9. Проектирование и организация горнопроходческих работ (4 часа) Проектирование и организация строительства вертикальных выработок. Проектирование и организация строительства горизонтальных выработок. Проектирование и организация строительства подземных сооружений открытым способом. Организация горнопроходческого цикла. Мероприятия по охране труда и окружающей среды. Состав ППР и ПОС на горнопроходческие работы.

4.10. Проектирование и организация строительных работ (2 часа) Проектирование строительного потока. Проектирование и организация производства земляных работ. Принципы проектирования организации строительства зданий и сооружений на поверхности. ППР на строительство наземных зданий и сооружений.

4.11. Календарные и сетевые графики организации работ (4 часа).

Проектирование календарного плана строительства. Сводный календарный график строительства. Графики производства горнопроходческих работ в наклонных линиях.

Сетевые графики. Исходные положения. Расчет и построение сетевого графика в масштабе времени. Оптимизация сетевого графика. Пример расчета сетевого графика по сооружению станции метро. Использование ЭВМ для расчетов составления и оптимизации сетевых графиков.

5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ, ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ,

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ, КУРСОВАЯ РАБОТА.

п/п дисциплины 1 3.2 Экспериментальное исследование процесса водопонижения при строительстве подземного сооружения 2 3.3 Изучение процесса замораживания грунтов на физических моделях 3 3.4 Определение выхода цементного камня из тампонажных растворов 4 3.4 Закрепление рыхлых горных пород химическим способом 5 3.2 Электроосмос и электрохимическое закрепление 6 4.5 Оптимизация параметров прочности и устойчивости 7 4.7 Разработка проекта производства работ подготовительного периода при строительстве подземного сооружения 8 4.9 Разработка технологической карты проходки вертикальной горной выработки 9 4.11 Расчет календарного графика строительства подземного сооружения 10 4.11 Расчет графика сооружения горного тоннеля в 11 4.11 Способы расчета и оптимизации сетевого графика 12 4.11 Расчет и оптимизация сетевого графика строительства станции метрополитена 1. Обоснование параметров технологии возведения устья ствола.

2. Расчет графика и производительности подъема породы при проходке ствола.

3. Расчет параметров водоотлива при проходке стволов.

4. Методика определения параметров и усилий передвижки щита при щитовой технологии.

5. Организация работ при щитовой технологии и методика построения графика цикличности.

6. Расчет производительности проходческого комбайна.

7. Расчет параметров буровзрывных работ и составление паспорта БВР для горизонтальной выработки или тоннеля.

8. Выбор конструкции и расчет ограждающих конструкций стен котлована при открытом способе строительства подземных сооружений.

9. Методика выбора технологических схем для проведения выработок буровзрывным и комбайновым способом.

10.Расчет параметров технологии замораживания грунтов.

11.Выбор технологии и расчет основных параметров водопонижения при строительстве тоннелей.

После изучения первых двух разделов дисциплины выполняется курсовой проект.

Основными темами курсового проекта являются:

1. Разработать проект проходки ствола в крепких породах.

2. Разработать проект проходки ствола в неустойчивых обводненных породах.

3. Разработать проект строительства тоннеля в крепких породах.

4. Разработать проект строительства тоннеля с применением проходческого щита.

5. Разработать проект строительства выработки большого поперечного сечения.

6. Разработать проект строительства подземного гаража.

После изучения третьего раздела выполняется курсовая работа.

Основными темами курсовой работы являются:

1. Проектирование основных параметров технологии замораживания и выбор оборудования при проходке стволов в водоносных породах.

2. Выбор способа и определение параметров водопонижения при строительстве подземного сооружения в водоносных породах.

3. Разработать проект строительства подземного гаража с применением способа «стена в грунте».

Курсовой проект и курсовая работа выполняются в соответствии с отдельно издаваемыми методическими указаниями.

6.Учебно-методическое обеспечение дисциплины а)основная литература 1. Корчак А.В., Свирский Ю.И., Федунец Б.И., Шумаков В.И., Добрыдин В.В. Проектирование шахтного строительства: Учебное пособие/Под общ. ред. Ю.И. Свирского – М., МГГУ, 2010. – 201 с.

2. Гузеев А.Г. Проектирование и строительство горных предприятий.

М.: Недра, 1987.

3. Корчак А.В. Методология проектирования строительства подземных сооружений. М.: Недра ЛТД, 2001.

4. Шахтное и подземное строительство. Том 1. Учебник для вузов. Картозия Б.А., Малышев Ю.Н., Федунец Б.И., Шуплик М.Н. и др.. М.: Изво Академии горных наук, 2005.Шахтное и подземное строительство.

Том. 2. Учебник для вузов Картозия Б.А., Шуплик М.Н., Федунец Б.И.

и др. М.: Изд-во Академии горных наук, 1999.

5. Насонов И.Д., Ресин В.И., Шуплик М.Н. Технология строительства подземных сооружений. В трех томах. Учебник для вузов. М.: Изд-во Академии горных наук, 1998.

б) дополнительная литература 1. Сыркин П.С., Ягодкин Ф.И., Мартыненко И.А. и др. Технология строительства вертикальных стволов. М., ОАО «Издательство Недра», 2. Смирнов В.И. Строительство подземных газонефтехранилищ. Учебное пособие. М., Изд-во Газойл пресс.,2000.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины 1. Университетская версия пакета по САПР- Auto-CAD 14 для Windows 2. Расчетно-проектирующая система «Муссон» версия 6.1. Метрогипротранс, 1998.

3. Программный комплекс Лира- Windows 8.2. Расчет и проектирование строительных машин и машиностроительных конструкций на персональных компьютерах. НИИ Автоматизированных систем в строительстве, 1997.

4. Программный пакет планирования и управления проектами «Time Line». Sуmantec Corporation, 1996.

в) периодические издания:

Журналы: «Тоннели и метрополитены», «Подземное пространство мира», «Глюкауф», «Горный журнал», ГИАБ (горный информационный аналитический бюллетень), «Промышленное строительство», «Mining Engineering, International», «Journal of Rock Mechanics and Mining Science», журналы раздела тематического рубрикатора сайта http.//elibrary.ru (код 52.00.00, рубрика «Горное дело»).

г) информационные сайты в Интернете:

snip-info.ru sk-info.ru stroyprog.ru.

normdocs.ru.

zodchiy.ws sklad-zakonov.narod.ru twirpx.com stroyportal.ru

7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Специализированная лаборатория специальных способов строительства подземных сооружений, стенд для моделирования процесса замораживания грунтов, установка для электрохимического закрепления грунтов, компьютерный класс.

8. Методические рекомендации по изучению дисциплины.

Дисциплина «Шахтное и подземное строительство» изучается на 4 и курсах. Изучение осуществляют посредством прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных и практических работ, с последующим закреплением полученных знаний при курсовом проектировании и прохождении производственной практики.

Усвоение материала курса предполагает владение необходимой суммой знаний, полученных в течение предыдущего периода обучения по дисциплинам гуманитарного, социально-экономического, естественнонаучного и общетехнического циклов.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования подготовки дипломированных специалистов по направлению 130400 «Горное дело»

специальности 130401 «Физические процессы горного или нефтегазового производства».

Программу составили: