Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

"Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева"

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом

УТВЕРЖДАЮ

Начальник методического отдела Л. И. Михалева "_"_2013 г.

Рабочая программа дисциплины Геомеханика Специальность 130400.65 «Горное дело»

Специализация 130409.65 «Горные машины и оборудование»

(набор 2011 г.) Трудоемкость дисциплины 4 ЗЕ Форма обучения Очная Заочная Курс 3 Семестр 5 Всего, ч 144 Лекции, ч 16 Практические занятия, ч 32 Самостоятельная работа, ч 60 Контрольная работа, семестр - Форма промежуточной аттестации Экзамен/5 (36) /семестр Кемерово Рабочая программа составлена на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и с учетом рекомендаций Примерной основной образовательной программы по направлению подготовки специалистов 130400 «Горное дело».

Рабочую программу составила доцент кафедры РМПИ ПС _Л. А. Белина Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры РМПИ ПС Протокол № от _ 2013 г.

Зав. кафедрой К. А. Филимонов Согласовано учебно-методической комиссией специальности 130400.65 "Горное дело" Протокол № от _ 2013 г.

Председатель УМК специальности 130400.65 _А. А. Хорешок 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины "Геомеханика" является приобретение знаний о физических процессах, происходящих в земной коре, породных массивах при разработке полезных ископаемых и формирование навыков самостоятельного выбора рациональных способов ведения и управления физическими процессами горных работ на основе всестороннего анализа геомеханических и горнотехнических условий разработки месторождений.

2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина "Геомеханика" относится к базовой части профессионального цикла С.3 и опирается на знания, полученные при изучении дисциплин согласно таблице.

Название дисциплины Разделы Геология Все разделы Основы горного дела Все разделы Геодезия и маркшейдерия Все разделы Физика Механические свойства твердых тел Сопротивление материалов Теория прочности Она является дисциплиной, формирующей у студентов общее представление о деформировании, перераспределении напряжений и разрушении массива горных пород при ведении горных работ. При ее изучении студент знакомится с методами анализа, закономерностями поведения и управления свойствами горных пород и состоянием массива в процессах добычи и переработки твердых плезных ископаемых, а также при строительстве и эксплуатации подземных сооружений. Полученные знания являются базовыми. Это позволяет осознанно 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 и инструктивных документов в своей деятельности, а именно:

ВЛАДЕТЬ:

1) отраслевыми правилами охраны сооружений и природных объектов; 2) нормативными документами по безопасности, надзорной и разрешительной деятельности в угольной промышленности; 3) инструкциями по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам и внезапным выбросам угля и газа;

УМЕТЬ:

1) самостоятельно применять нормативные документы, инструкции, правила при расчете параметров геодинамических процессов, происходящих в массивах горных пород при ведении в них горных работ;

ПК – 6 (общепрофессиональная) – владение методами анализа, знание закономерностей поведения и управления свойствами горных пород и состоянием массива, а именно:

1) механические свойства массива горных пород, грунтов, строительных материалов, конструкций и основные природные факторы, влияющие на них; 2) законы исследования напряженно – деформированного состояния массива горных пород; 3) механические процессы, происходящие в массивах горных пород при ведении горно-строительных и эксплуатационных работ; 4) закономерности изменений естественных напряжений в породных массивах под влиянием горных работ и формирования новых полей напряженно-деформированного состояния массивов.

1) Определять основные механические параметры горных пород в лабораторных условиях и обрабатывать экспериментальные данные по свойствам пород; 2) объяснять закономерности формирования напряженного состояния массивов горных пород в естественных условиях залегания; 3) объяснять закономерности напряженно-деформированного состояния породных массивов вокруг горных выработок; 4) рассчитывать параметры геомеханических процессов, происходящих в массивах пород при ведении в них горных работ.

ВЛАДЕТЬ:

1) методами исследования напряженно - деформированного состояния горных пород и грунтов; 2) методами оценки изменения физико – механических свойств горных пород под воздействием внешних факторов.

формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций плины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы 144 часа.

Неделя дисциплины, ее связь с другими курсами. Ведущие отечественные и зарубежные ученые в области геомеханики.

пород. Структурно-текстурные особенности массивов Неделя Раздел дисциплины (темы лекций и их содержание) 2. Деформирование и разрушение горных пород. Деформационные свойства горных пород и основные факторы, влияющие на них. Прочностные свойства горных пород и основные факторы, влияющие на них. Деформирование и разрушение пород при объемном нагружении.

Реологические свойства горных пород и основные факторы, влияющие на них. Механические свойства грунтов и основные факторы, влияющие на них. Особенности механического состояния грунтовых массивов [1, 10].

3. Основные механические модели массива горных пород и краткая их характеристика. Начальное напряженное состояние массива горных пород. Землетрясения.

4. Изменение напряженно-деформированного состояния пород вокруг проводимых выработок и подземных сооружений. Устойчивость породных обнажении в подземных горных выработках и сооружениях. Оценка устойчивости обнажения пород [1, 2, 5].

5. Геомеханические процессы в массивах пород вокруг подземных очистных выработок по одиночным пластам. Опорное давление в зонах влияния очистных работ и особенности его формирования. Параметры зон опорного давления [1, 6, 7].

надработке и подработке. Сдвижения пород массива, подработанных очистными работами. Напряженное состояние горных пород в бортах и уступах карьеров и основные влияющие на него факторы. Деформации бортов и уступов открытых горных выработок. Классификации деформаций карьерных откосов (обрушения, оползни, 8. Методы контроля состояния породных массивов и процессов, происходящих в них под влиянием горных работ. Методы и средства исследования напряженного состояния массива, деформаций, смещений и сдвижения ударов. Прогноз горных ударов [1, 4-7].

9. Внезапные выбросы горных пород, угля и газа.

Условия возникновения. Природа и механизм внезапных выбросов. Энергия внезапных выбросов. Классификация 1. Изучение методики определения высоты зоны обрушения, параметров зоны полных сдвижений, парамет- 2 ров мульды сдвижения и параметров зоны разгрузки опорного давления, расчета расстояния до точки максимума опорного давления [1, 3, 10].

ний в зоне опорного давления и определения коэффициента концентрации напряжений [1-4].

ния мульды сдвижения вкрест простирания и схемы расположения зон обрушения, полных сдвижений, разгрузки и опорного давления [1, 7, 9].

5. Изучение методики определения коэффициента уда- роопасности угольного пласта и ширины зоны тектонического влияния разрывного нарушения [8].

нического влияния синклинальной и антиклинальной складок и определения размеров зоны повышенных напряжений разрывного нарушения [1, 8].

вышенных напряжений синклинальной и антиклинальной складок и построения схем расположения зон тектонического влияния и зон повышенных напряжений для стимой мощности междупластья, эффективной мощности mэф, критической мощности m0 защитного пласта и зоны в кровлю S1 и в почву S2.и размеров области восстановления опасных нагрузок (подзона І), величин допустимых опережений [1, 8].

нию границ защищенных зон на разрезе вкрест простирания при ведении очистных работ без целиков угля под вентиляционным горизонтом [1, 8].

бины выбросоопасности угольных пластов [8].

Интерактивное собеседование с приглашенным специа- 2 листом по современным вопросам геомеханики 4.3. Контрольная работа (для студентов заочного обучения) Контрольная работа состоит из теоретического вопроса и одного практического (расчетного). Темы теоретических вопросов отражают содержание тех разделов, которые не рассматривались на лекциях, но которые предусмотрены для самостоятельного изучения.

В практической части выполняется расчет по индивидуальным исходным данным и соответствующий чертеж по теме «Изучение характера сдвижения земной поверхности и массива горных пород при очистной выемке». Все вопросы, рассматриваемые в контрольной работе, изучаются студентами самостоятельно. Задание выдается на установочной лекции. 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.

Контроль выполнения самостоятельной работы студентами осуществляется преподавателем в течение семестра, путем включения вопросов по темам, предназначенных студентам для самостоятельного изучения и в тестовые задания для проверки текущей успеваемости.

Раздел РГР № 1. «Оценка характера сдвижения земной поверхности и массива горных пород при очистной выемке» [1РГР № 2. «Оценка удароопасности угольных пластов и РГР № 3. «Построение границ защищенных зон и повышенного горного давления» [1-3, 7-9] РГР № 4. «Прогноз критической глубины выбросоопасности угольных пластов на стадии геологической разведки в условиях Кузбасса» [1-3, 7-9] 4.5. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента контроль: экзамен +) - проставляется в строке «неделя семестра» при отсутствии пропуска занятий В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки реализация компетентностного подхода при обучении дисциплины "Геомеханика" предусмотрено использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.

В рамках лекционных занятий будут применены следующие методы: традиционная форма проведения лекции, а также мультимедийные презентации.

В рамках практических занятий будут применены следующие методы: тесты, мультимедийные презентации, разбор конкретных примеров, выступление в роли обучающего, собеседование с приглашенным специалистом.

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 является аудиторное тестирование и выполнение расчетно-графических работ (РГР).

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 1. Артемьев В. Б. Динамические формы проявления горного давления / В. Б. Артьемев, Г.

И. Коршунов, А. К. Логинов, В. М. Шик. – СПб.: Наука, 2009г 2. Власов А.Н. Усреднение деформационных и прочностных свойств в механике скальных пород. / Власов А.Н., Мерзляков В.П. - Москва, 2009.

http://elibrary.ru/item.asp?id= 3. Егоров П.В. Геомеханика / П. В. Егоров, Г. Г. Штумпф, А. А. Ренев, Ю. А. Шевелев, И. В.

Махраков, В. В. Сидорчук. - Учеб. пособие [Электронное издание] / ГУ КузГТУ – Кемерово, 2011.- 325 с.

http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90602&type=utchposob:common 4. Певзнер М. Е. Геомеханика: учеб. для вузов / М. Е. Певзнер, М. А. Иофис, В. Н. Попов.

М.: МГГУ, 2005. – 438 с.

5. Баклашов И. В. Геомеханика: учеб. для вузов / И. В. Баклашов. –М.: МГГУ, 2004.

6.Платонова С.Г. учебное пособие / Министерство сельского хозяйства. Алтайский государственный аграрный университет, Институт водных и экологических проблем СО РАН. Барнаул, 2011.

http://elibrary.ru/item.asp?id=18917304;

7. Штумпф, Г. Г. Горное давление в подготовительных выработках угольных шахт / Г. Г.

Штумпф, П. В. Егоров, А. Н. Петров, Б. В. Красильников. – М.: Недра, 1996.

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

– М.: Недра, 1995.

9. Справочное пособие для служб прогноза и предотвращения горных ударов на шахтах и рудниках / под ред. П. В. Егорова. – М.: Недра, 1995.

10. Баклашов И. В. Механические процессы в породных массивах / И. В. Баклашов, Б. А.

Картозия. – М.: Недра, 1986.

11. Борисов А. А. Механика горных пород и массивов / А. А. Борисов. – М.: Недра, 1980.

12. Егоров П. В.Геомеханика: учеб. Пособие / П. В. Егоров, Г. Г. Штумпф, А. А. Ренев и др.;

ГУ КузГТУ. – Кемерово, 1998.

13..Ренев А. А. Моделирование проявлений горного давления: Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Геомеханика» для студентов направления 130400, специальности 130404 / А. А. Ренев, М. С. Вагапов, А. И. Набоков, Л. А. Белина; ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2008.

14. Ренев А. А. Определение предела прочности горных пород на растяжение: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Геомеханика» для студентов специальности 130404 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» направления подготовки 130400 «Горное дело» / А. А. Ренев, Л. А. Белина, Д. В. Соловьев, С. С. Квон; ГУ КузГТУ. - Кемерово, 2009.

15. Ренев А. А. Геомеханика:Методические указания к контрольной работе для студентов специальности 130400.65 «Горное дело» специализаций 130409.65 «Горные машины и оборудование», 130410.65 «Электрификация и автоматизация горного производства», 130406.65 «Обогащение полезных ископаемых», специальности 130402 «Маркшейдерское дело» и специальности 280102 «Безопасность технологических процессов и производств» заочной формы обучения / А. А. Ренев, Л. Д. Белина. ГУ КузГТУ. – Кемерово, 2012.

16. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях. – С. – Петербург.: Межотраслевой научный центр ВНИМИ, 1998. – 291 с.

17. Правила безопасности в угольных шахтах. – М., 1995. – 245с.

18. Инструкция по безопасному ведению горных работ на пластах, опасных по внезапным выбросам угля (породы) и газа // Предупреждение газодинамических явлений в угольных шахтах: Сборник документов. Серия 05. Нормативные документы по безопасности, надзорной и разрешительной деятельности в угольной промышленности. Выпуск 2. Изд. 2-е, испр. / НТЦ «Промышленная безопасность». – М., 1999.

19. http://www. library.kuzstu.ru.

20. http://www.rmpi.ru.

21. http://coal.dp.ua.

22. htt://ugolinfo.ru.

23. http://www.consultant.ru.

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 1110 – плоская модель стенда для моделирования из эквивалентных материалов; механический пробник БУ