Рабочая программа учебной дисциплины «Горные машины и оборудование»

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано	Утверждаю
___________________ Руководитель ООП по направлению 130400 декан ГФ проф.	_______________________ Зав. кафедрой ГТМ проф.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ГОРНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ»

Направление подготовки: 130140 «Горное дело»

Специализация № 12: Транспортные системы горного производства

Квалификация (степень) выпускника: специалист, специальное звание «горный инженер»

Форма обучения: очная

Составитель: проф.

Санкт-Петербург

2012

ГОРНЫЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1. Цель и задачи дисциплины:

Дисциплина «Горные машины и оборудование» относится к циклу базовой общепрофессиональной части специальных дисциплин учебного плана. Предметом изучения дисциплины являются горные машины и оборудование, применяемые при добыче полезных ископаемых открытым и подземным способами.

Целью преподавания дисциплины является овладение студентами знаниями по конструкциям, принципам действия горных машин и стационарных установок и формированию профессиональных компетенций по обоснованному выбору техники для заданных условий и ведению инженерных расчетов различных технологических процессов ведения горных работ.

В результате изучения дисциплины студент должен знать: принципы работы и конструкции основных горных машин; тенденции развития их основных параметров на ближайшую перспективу; основы эксплуатации горных машин и оборудования на открытых и подземных горных предприятиях; рациональные области применения различных видов горных машин и стационарных установок.

После изучения дисциплины студент должен уметь: производить эксплуатационные расчеты различных видов горных машин и оборудования в сочетании с транспортными машинами и осуществлять выбор оптимального типа и вида горных машин для заданных горно-геологических условий; производить оценку технического состояния оборудования, устанавливать рациональные режимы их работы.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Учебная дисциплина «Горные машины и оборудования» относится к профессиональному циклу подготовки инженеров по специализации – «Транспортные системы горного производства» направления подготовки «Горное дело».

Учебная дисциплина «Горные машины и оборудование» является предшествующей для ряда учебных дисциплин и на основе знаний, умений и компетенций, приобретенных студентом в процессе ее освоения формируются соответствующие знания, умения и компетенции для последующих учебных дисциплин, для которых данная учебная дисциплина является предшествующей. К таким дисциплинам относятся: Транспортные системы обогатительных фабрик, Проектирование транспортных систем горных предприятий, Эксплуатация и безопасность транспортных систем горных предприятий, Научные основы проектирования и эксплуатации горных машин и др.

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

а) общекультурных:

- способностью к обобщению и анализу информации, постановке целей и выбору путей их достижения (ОК-1);

- готовностью к категориальному видению мира (ОК-2);

- умением логически последовательно, аргументировано и ясно излагать мысли, правильно строить устную и письменную речь (ОК-3);

- готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-4);

- умением вести переговоры, устанавливать контакты, устранять (урегулировать) конфликты интересов (ОК-5);

- способностью к поиску правильных технических и организационно-управленческих решений и нести за них ответственность (ОК-6);

- использованием нормативных правовых и инструктивных документов в своей деятельности (ОК-7);

- осуществлением своей деятельности в различных сферах общественной жизни на основе принятых в обществе моральных и правовых норм (ОК-8);

- стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-9);

- умением критически оценивать свои личностные качества, намечать пути и выбирать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-10);

- осознанием социальной значимости своей будущей профессии, наличием высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности (ОК-11);

- критическим осмыслением накопленного опыта, готовностью изменять при необходимости профиль своей профессиональной деятельности (ОК-12);

- использованием основных положений и методов социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач (ОК-13);

- способностью анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые проблемы, самостоятельно формировать и отстаивать собственные мировоззренческие позиции (ОК-14);

- пониманием и способностью анализировать экономические проблемы и процессы, быть активным субъектом экономической деятельности (ОК-15);

- пониманием многообразия социальных, культурных, этнических, религиозных ценностей и различий, форм современной культуры и искусства, средств и способов культурных коммуникаций (ОК-16);

- осознанием ценности российской культуры, ее места во всемирной культуре, уважительным и бережным отношением к историческому наследию и культурным традициям (ОК-17);

- готовностью к социальному взаимодействию в различных сферах общественной жизни, к сотрудничеству и толерантности (ОК-18);

- готовностью к реализации прав и соблюдению обязанностей гражданина, к взвешенному и ответственному поведению в обществе (ОК-19);

- способностью адаптироваться к новым экономическим, социальным, политическим, культурным ситуациям, изменениям содержания социальной и профессиональной деятельности (ОК-20);

- владением одним из иностранных языков для изучения зарубежного опыта в профессиональной деятельности, а также для осуществления контактов на профессиональном (элементарном) уровне (ОК-21);

- владением средствами для самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, добиваясь должного уровня физической подготовки с целью обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-22).

б) профессиональных:

- демонстрировать пользование компьютером как средством управления и обработки информационных массивов (ПК-5);

- использовать нормативные документы по безопасности и промышленной санитарии при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятий по эксплуатационной разведке, добыче и переработке твердых полезных ископаемых и подземных объектов (ПК-13);

- способностью изучать научно-техническую информацию в области эксплуатационной разведки, добычи, переработки твердых полезных ископаемых, строительства и эксплуатации подземных объектов (ПК-21);

- готовностью выполнять экспериментальные и лабораторные исследования, интерпретировать полученные результаты, составлять и защищать отчеты (ПК-22);

- готовностью использовать технические средства опытно-промышленных испытаний оборудования и технологий при эксплуатационной разведке, добыче, переработке твердых полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации подземных объектов (ПК-23);

- владеть навыками организации научно-исследовательских работ (ПК-24).

- способностью и готовностью создавать и эксплуатировать системы технологического транспорта горного производства с обеспечением комплекса технических и организацонных мер по безопасной эксплуатации элементов транспортных систем (ПСК-11-1);

- способностью разрабатывать техническую документацию для производства, испытания, модернизации, эксплуатации, технического и сервисного обслуживания и ремонта элементов транспортных систем горного производства (ПСК-11-2);

- готовностью выбирать способы и средства обеспечения работоспособного состояния транспортных машин и оборудования горного производства в конкретных условиях их эксплуатации (ПСК-11-3);

- готовностью выполнять эксплуатационные расчеты и выбирать рациональные типы средств автомобильного, железнодорожного, трубопроводного, конвейерного и других видов транспорта горного производства (ПСК-11-4);

- способностью оценивать эффективность функционирования транспортных систем горного производства с использованием современных методов анализа и обработки информации, методов экономико-математического моделирования (ПСК-11-5);

- способностью проектировать и реализовывать технологические процессы транспорти-рования горных пород, погрузочно-разгрузочных, сервисных и складских работ для конкретных условий (ПСК-11-6);

- готовностью эксплуатировать системы управления интегрированными транспортными системами горного производства (ПСК-11-7).

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

- назначение, типы, технические характеристики, конструктивные особенности и принцип действия горных машин и стационарных установок, специфические условия эксплуатации, требования, предъявляемые к силовому оборудованию, основы проектирования и конструирования, основы разрушения горных пород;

Уметь:

- читать технические чертежи, производить расчеты нагрузок, выбирать машины и установки, рассчитывать режимы работы, оценивать техническое состояние и параметры надежности, определять производительность и энергоэффективность;

Владеть:

- навыками построения трёхмерных моделей горных машин горных предприятий; методами принятия оптимальных решений, методами определения направлений дальнейшего развития и совершенствования горных машин.

4. Объем дисциплины и виды учебной нагрузки

Общая трудоемкость дисциплины составляет 159 часа, 4,7 зач. ед.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
6	7
Всего	159	71	88
Аудиторные занятия: в том числе	102	51	51
Лекции	68	34	34
Лабораторные занятия	34	17	17
Самостоятельная работа: в том числе	57	20	37
Расчетно-графические работы	20	10	10
Реферат	37	10	27
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	зачет, экзамен	зачет	экзамен
Общая трудоемкость, час зач. ед.	159	71	88
4,7	2,1	2,6

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела дисциплины
1	Рудничные подъемные установки	Устройство и основные узлы подъемных установок, схемы, классификация и технико-экономическая оценка. Эксплуатационный расчет каната, грузоподъемности сосуда, оптимальной скорости движения и усилий, возникающих в процессе подъема. Определение мощности приводного двигателя, расхода энергии и КПД подъемной установки. Автоматизация подъемных операций.
№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела дисциплины
2	Рудничные водоотливные и вентиляторные установки	Типы и схемы водоотливных установок. Коэффициент водообильности и допустимая высота всасывания из условия отсутствия кавитации. Сравнительные характеристики внешней сети шахты и насоса и определение режима и параметров работы насосной установки. Способы регулирования режима эксплуатации водоотливной установки. Шахтные вентиляторные установки. Прогноз метанообильности, расчет количества воздуха для проветривания угольных шахт. Проветривание тупиковых горных выработок. Расчет депрессии и выбор способа проветривания шахты. Способы и средства проветривания подготовительных забоев. Вентиляторы главного проветривания, режимы работы веннтиляторных установок и приводных двигатели. Расчет и выбор калориферов.
3	Компрессоры и компрессорные установки.	Основные типы компрессоров, устройство и область применения. Определение теоретической производительности по размерам компрессора. Коэффициент подачи. Двухступенчатое и многоступенчатое сжатие. Расчет воздухопроводов и характеристик сети компрессорной установки. Контроль работы и обслуживание компрессоров. Определение оптимального давления сжатого воздуха для отбойных молотков, перфораторов, пневматических сверл и погрузочно-транспортных машин.
4	Общие признаки горных машин и способы разрушения горных пород	Понятия «горная машина», «комплекс», «агрегат». Специфические условия работы и классификация горных машин при разрушении горных пород механическим способом. Отличительные особенности горных машин, работающих в подземных условиях. Требования, предъявляемые к силовому оборудованию горных машин. Основы моделирования работы горных машин и их конструирование. Роль горной машины в технологическом процессе горного предприятия. Способы разрушения горных пород рабочими органами горной машины. Методы измерения и анализа нагрузок горных машин.
5	Очистные и проходческие комбайны и комплексы.	Классификация очистных комбайнов. Исполнительные органы добычных комбайнов. Определение средних нагрузок очистных комбайнов. Скорость подачи и факторы, определяющие ее величину. Особенности узкозахватной выемки угля. Струговые установки и их классификация. Особенности струговой выемки угля. Достоинства и недостатки. Область применения струговых установок. Теоретическая, техническая и эксплуатационная производительность выемочных машин. Очистные комплексы и агрегаты. Типы, состав и особенности работы. Механизированная гидрокрепь. Проходческие комбайны и их классификация. Анализ работы комбайнов избирательного и бурового действия. Расчет нагрузок и производительности. Проходческие комплексы.
6	Буровые машины	Буровой станок и бурильная установка. Классификация буровых машин. Буровой инструмент. Особенности работы машин вращательного бурения. Область применения. Буровые машины, разрушающих породу резанием. Шнекобуровые машины. Производительность машин вращательного бурения. Буровые машины ударного действия. Энергия удара. Принцип действия и расчет. Факторы, влияющие на эффективность бурения ударным способом. Гидравлические и пневматические перфораторы и их сравнительный анализ.
№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела дисциплины
7	Надежность горных машин	Модель рабочего процесса горной машины. Приемо-сдаточные испытания, показатели качества и надежности горных машин. Методы контроля эффективности эксплуатации горных машин и стационарных установок. Пути дальнейшего развития и совершенствования горных маши и оборудования, повышения их надежности и безопасности работы.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми

(последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2	3	4	5	6	7
1	Проектирование транспортных систем горных предприятий	+	+	+	+	+	+	+
3	Основы научных исследований транспортных систем горных предприятий	+	+	+	+	+	+	+
4	Стационарные машины и установки	+	+	+	+	+	+	+

5.3. Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекции	Лабораторные занятия	СРС*	Всего
1	Рудничные подъемные установки	10	5	8	23
2	Рудничные водоотливные и вентиляторные установки	10	5	8	23
3	Компрессоры и компрессорные установки.	10	5	8	23
4	Общие признаки горных машин и способы разрушения горных пород	8	4	8	20
5	Очистные и проходческие комбайны и комплексы.	12	6	8	26
6	Буровые машины	10	5	10	25
7	Надежность горных машин	8	4	7	19
Итого:	68	34	57	159

Примечание: СРС* - самостоятельная работа студента

6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика лабораторных занятий	Трудоемкость, час
1	1	Изучение конструкции шахтных подъемных установок	3
2	Расчет параметров шахтной подъемной установки	2
3	2	Изучение конструкции шахтной водоотливной установки	3
4	Экспериментальное определение характеристик центробежного насоса	2
5	3	Изучение конструкции поршневого компрессора	2
6	Экспериментальное построение индикаторной диаграммы поршневого компрессора	3
7	4, 5	Изучение конструкции очистных комбайнов по рабочим чертежам	2
8	Изучение конструкции проходческих комбайнов по рабочим чертежам	4
9	Расчет производительности угольного комбайна по исходным данным	4
10	6	Изучение конструкции и принципа действия электросверл СЭР, СЭК, ЭБГ	5
11	Методика испытаний насосов и вентиляторов	4

7. Практические занятия – не предусмотрены учебным планом.

7. Самостоятельная работа студента – 57 часов

Самостоятельное изучение теоретического материала выполняется в соответствии со списком литературы, который выдает ведущий преподаватель в начале семестра. В зависимости от темы и ее сложности объем вопросов, изучаемых самостоятельно, изменяется. Например, в теме «Очистные и проходческие комбайны и комплексы» он составляет около 30 % от числа аудиторных часов, при изучении темы «Компрессоры и компрессорные установки.» - 17 % . Такая структура теоретического материала учитывается при составлении контрольных вопросов в курсе лекций по отдельным темам и разделам.

8. Примерная тематика рефератов

В ходе изучения дисциплины предусматривается написание реферата с целью закрепления знаний по видам горных транспортных их конструктивным особенностям и принципу действия.

Темы рефератов:

1.  Шахтные подъемные установки.

2.  Рудничные водоотливные установки.

3.  Системы главного водоотлива шахт и рудников.

4.  Системы главного проветривания шахт и рудников.

5.  Шахтные компрессоры и компрессорные установки.

6.  Исполнительные органы очистных комбайнов.

7.  Очистные комбайны.

8.  Проходческие комбайны.

9.  Буровые машины ударного действия.

10.  Надежность горных машин и комплексов.

Реферат состоит из двух частей: пояснительной записки и презентационной части, выполненной в программе Power Point.

Состав пояснительной записки:

Введение.

Общие сведения (по теме реферата).

Конструктивные схемы.

Принципы расчета.

Заключение.

Список использованной литературы.

Объем реферата 15 – 20 страниц компьютерного текста.

9. Примерная тематика курсовых проектов (работ) - не предусмотрены учебным планом.

10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) литература основная:

1. , Лыков оборудование карьеров, Буровые станки. СПб: СПГГИ(ТУ), 2000.

2. , , и др. Эксплуатация горных машин и оборудования. Иркутск: ИрГТУ, 2001.

3. Подырни оборудование карьеров. М.: МГГУ, 2003.

4. Единые правила безопасности при разработке полезных ископаемых открытым способом. ПБ . СПб: ЦЩТТПБСП, 2003.

б) литература дополнительная:

1. , и др. Водоотливные и вентиляторные установки. Лабораторный практикум. Л.: ЛГИ, 1991.

2. Попов установки. Справочник. – М.: Недра, 1990.

3. Гейер вентиляторные и водоотливные установки. – М.: недра, 1987.

4. Правила безопасности на угольных шахтах. ПБ . Серия 05. Нормативные документы по безопасности, надзорной и разрешительной деятельности в угольной промышленности. Выпуск 11. – М.: ГУП «НТЦ Промышленная безопасность», 2004.

в) программное обеспечение:

Microsoft Windows XP, Microsoft Office, MathCad 8. Универсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График.

Занятия по дисциплине проводятся в специально оборудованных аудиториях и с применением персональных компьютеров.

Компьютерный класс – ауд. 7309, общая площадь 57 м2. В компьютерном классе установлены 11 компьютеров Pentium, лазерный принтер и сканер. В классе проводятся занятия в соответствии с расписанием. В классе одновременно могут находиться 20 человек, из них 11 человек непосредственно за компьютерным рабочим местом.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

На лекциях при изложении материала следует пользоваться иллюстративным материалом, ориентированным на использование мультимедийного презентационного оборудования, содержащим запись основных математических формулировок, методов и алгоритмов, а также отображающим характерные приемы вывода на экран компьютера текстовой, графической и цифровой информации. Посредством разборов примеров решения задач следует добиваться понимания обучающимися сути и прикладной значимости решаемых задач, методов выбора и расчета конкретных видов горных машин и оборудования.

В процессе преподавания дисциплины «Горные машины и оборудование» в качестве форм текущей аттестации студентов используются такие формы как, защиты расчетно-графических работ. Защита реферата. По итогам защиты выполненных РГР и реферата проводится зачет, а теоретические вопросы по дисциплине выносятся на экзамен.

Разработал:

Профессор каф. ГТМ