СОГЛАСОВАНО Руководитель работ по направлению подготовки бакалавров ____________ «___» ___________ 2012 г. | УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой РМПИ профессор ____________ «___» ___________ 2012 г. |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Рабочая программа дисциплины
«Технология разработки месторождений полезных ископаемых»
Направление подготовки: 080100 Экономика
Профиль подготовки: «Экономика предприятия и организации»
Квалификация (степень) выпускника: Бакалавр
Форма обучения: Очная
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины: «Технология разработки месторождений полезных ископаемых»
Цель дисциплины - формирование знаний студентов в области технологии ведения горных работ в шахтах, рудниках, карьерах и разрезах.
Основными задачами дисциплины являются получение знаний и навыков, необходимых в практической деятельности менеджеров при экономическом обосновании способа вскрытия, подготовки, системы разработки и горно-транспортного оборудования применительно к конкретным горно-геологическим условиям.
2. Место дисциплины в структуре ООП: Математический и естественнонаучный цикл. Профессиональный цикл (Б.3.17)
Требования к входным знаниям - понятий: полезного ископаемого и месторождения, горной массы, попутного рудного или нерудного полезного ископаемого, бортового и кондиционного содержания, кондиционной мощности залежи, физико-химических свойств полезного ископаемого и требования предьявляемые к ним по содержанию минеральных примесей: серы, размера кусков в отдельных классах угля, механической прочности и др. Классификации углей по содержанию углерода и других составных частей. Месторасположение запасов и пригодность их для разработки подземным или открытым способами.
требования к умениям - использовать свойства полезного ископаемого, попутного рудного или нерудного полезного ископаемого при выборе рациональной технологии добычи
требования к компетенциям - способность анализировать социально-значимые проблемы и процессы (ОК-13)
дисциплины для которых Технология разработки месторождений полезных ископаемых является предшествующей: «Государственное управление недропользованием», «Методы поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых», «Основы экологии и природопользования»
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
способность к восприятию, обобщению и анализу информации (ОК-5), стремление к личностному и профессиональному саморазвитию (ОК-10), владеть методами количественного анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-15),(ПК-1), (ПК - 2), (ПК - 3), (ПК-8), (ПК-13), (ПК-17), (ПК-19),(ПК - 21), (ПК- 31).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать: физические свойства и горно-технологические характеристики горных пород и массивов; источники и виды затрат на горные работы по элементам (укрупненно), и характерные особенности горнодобывающих предприятий (карьеров и шахт), их элементы и параметры.
Уметь: обосновывать и выбирать горно-транспортное оборудование, рассчитывать параметры технологические процессов, производить подсчет запасов шахтного или карьерного поля, обоснованно выбирать способ вскрытия, подготовки и систему разработки, применительно к конкретным горно-геологическим условиям, принимать решение по направлению, технике и технологии рекультивации выработанного пространства и отвалов - читать чертежи и схемы открытых и подземных горных работ;
- выполнять простейшие эскизы по тематике открытых и подземных горных работ;
- определять состав основных производственных процессов в зависимости от применяемых средств их механизации и способа ведения горных работ
- анализировать существующие технологические схемы ведения подземных и открытых горных работ
Владеть: методами расчета основных технико-экономических показателей разработки месторождений подземным и открытым способа - основами горнотехнической терминологии подземных и открытых горных работ на уровне определений, терминов, понятий и названий горно-геологических и горнотехнических объектов, технологических процессов и средств их механизации;
- навыками укрупненных расчетов по выбору поперечного сечения горных выработок, определения основных параметров шахт и размеров их шахтных полей.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 88 | 54 | 34 | ||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 35 | 18 | 17 | ||
Практические занятия (ПЗ) | 53 | 36 | 17 | ||
Самостоятельная работа (всего) | 128 | 54 | 74 | ||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект | |||||
Расчетно-графические работы | 30 | 20 | 10 | ||
Реферат | 34 | 34 | |||
Другие виды самостоятельной работы | 64 | 34 | 30 | ||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | зачет | Дифф зачет | |||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 216 | 108 | 108 | ||
6 | 3 | 3 |
ЧАСТЬ I. ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
5.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции, ч | ПЗ, ч |
|
1 | Введение, содержание дисциплины | 2 | - |
|
2 | Элементы залегания пластов, горные выработки. Запасы шахтного поля и основные параметры шахты | 4 | 4 |
|
3 | Вскрытие шахтных полей | 2 | 3 | |
4 | Подготовка шахтных полей | 2 | 2 | |
5 | Процессы и технологические схемы очистной выемки | 4 | 6 | |
6 | Системы разработки пластовых месторождений | 2 | 4 | |
5. 3. Содержание дисциплины
5.4. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | 2 | 3 |
1. | Раздел 1. Введение, содержание дисциплины. | Содержание курса, его цели и задачи. Связь курса со смежными дисциплинами. Состояние угольной промышленности в России и в мире. Условия залегания и разработки пластовых месторождений. Осложняющие факторы. Экономические ориентиры технической политики при разработке пластовых месторождений. |
2. | Раздел 2. Запасы шахтного поля и основные параметры шахты. | Пласт и элементы его залегания. Классификация пластов по мощности, углу падения и строению. Горные выработки. Виды нарушенности пластов. Свита пластов. Физические свойства и структурно-механические особенности горного массива, угля и вмещающих пород. Разделение месторождений на шахтные поля. Параметры шахтного поля. Понятие о балансовых и забалансовых запасах. Методы подсчёта и оценки запасов по степени разведанности. Промышленные запасы. Потери полезного ископаемого: классификация, виды и источники потерь. Понятие о разубоживании. Основные принципы установления нормативов потерь и экономическая оценка ущерба от потерь полезного ископаемого. Основные параметры шахты. Производственная мощность и срок службы шахты, их связь с размерами и запасами шахтного поля. Экономическое значение и основные принципы определения оптимальных параметров шахты. Шахта, как многофункциональная система горной структуры, основные подсистемы шахты. |
3. | Раздел 3. Вскрытие шахтных полей. | Основные этапы разработки шахтных полей. Понятие о технологической схеме шахты. Экономическое значение правильного выбора способа вскрытия. Требования, предъявляемые к рациональной схеме вскрытия и факторы, учитываемые при её выборе. Выбор места заложения главного ствола шахты. Схема взаимного расположения стволов в шахтном поле: центральная, центрально-отнесённая, фланговая, блоковая. Краткие сведения о технологическом комплексе на поверхности и околоствольных дворах шахт. Основные и дополнительные вскрывающие выработки. Понятие о вертикальной и горизонтальной схемах вскрытия. Понятие о горизонте. Классификация схем вскрытия. Основные схемы вскрытия одиночных и свиты горизонтальных, пологих, наклонных и крутопадающих пластов, их сравнительная оценка и условия применения. Основные принципы и методика технико-экономического сравнения вариантов вскрытия. Стоимостные параметры. Критерии сравнения. Экономическая оценка сроков строительства шахты при сравнении вариантов. Понятие о математико-экономической модели шахты и применении ЭВМ для решения задач оптимального проектирования. |
4. | Раздел 4. Подготовка шахтных полей. | Принципы рациональной раскройки шахтного поля. Экономическое значение концепции горных работ: нагрузка на очистной забой, транспортную выработку. Зависимость условий вентиляции, транспорта и поддержания выработок от схем подготовки шахтного поля. Этажная подготовка шахтного поля. Последовательность отработки этажей. Прямой и обратный порядок отработки запасов этажа. Определение действующей линии очистных забоев и необходимого числа забоев, схема размещения очистных забоев в шахтном поле. Деление этажа на подэтажи. Параметры этажной подготовки, достоинство, недостатки и область применения. Панельная подготовка шахтного поля. Односторонние и двухсторонние панели, последовательность их отработки. Методика решения задач по оптимизации горно-технологических параметров. Стоимостные параметры и оценки их точности. Рациональные параметры панельной подготовки. Погоризонтный способ подготовки. Определение наклонной высоты горизонта. Сущность блоковой подготовки шахтных полей. Последовательность отработки пластов в свите .Группирование пластов. Пластовая и полевая, индивидуальная и групповая подготовки. Типы горных выработок и уровни группирования. Технико-экономическое сравнение и условия выбора различных способов подготовки. |
5. | Раздел 5. Процессы и технологические схемы очистной выемки. | Технологические процессы очистной выемки. Отбойка и погрузка угля. Выемка угля механизированная - комбайнами, стругами и агрегатами, бурошнековая, угольными пилами и отбойными молотками, буровзрывная, гидравлическая и др. Концевые операции в лавах. Транспортирование угля в очистных забоях. Типы забойных конвейеров. Крепление очистных забоев. Понятие о горном давлении. Перераспределение напряжений, деформирование и разрушение породного массива при очистной выемки пологих и крутых пластов. Опорное давление и механические процессы в краевой части пласта. Способы управления горным давлением в очистных забоях, строение, свойства и классификация пород кровли пласта. Полное обрушение. Параметры обрушения. Частичное обрушение и частичная закладка. Полная закладка. Виды закладки и технология закладочных работ. Поддержание кровли целиками и искусственными опорами. Технологические схемы очистной выемки, классификация схем, их составные элементы. Технология разработки длинными очистными забоями. Технологические схемы очистной выемки тонких и средней мощности пологих и наклонных пластов: с применением узкозахватных комбайнов и стругов с индивидуальной и механизированной крепью, с применением агрегатной выемки. Особенности технологии разработки тонких и средней мощности крутых пластов с применением отбойных молотков, комбайнов и выемочных агрегатов. Особенности разработки мощных пологих пластов на полную мощность и с делением пласта на слои. Технологические схемы разработки мощных крутых пластов на полную мощность с помощью щитовых перекрытий и с делением на слои. Организация работ в длинных очистных забоях. Факторы, влияющие на экономические показатели очистной выемки. Методика определения нагрузки на очистной забой. Факторы ограничения. Проверка по газовому фактору. Технологические схемы очистной выемки в коротких очистных забоях, с помощью гидромеханизации, безлюдной выемки угля. Тенденция развития и пути совершенствования технологии и комплексной механизации очистных работ. |
6. | Раздел 6. Системы разработки пластовых месторождений. | Понятия о системах разработки, требования, предъявляемые к ним. Основные признаки и классификация систем разработки. Системы разработки пластов длинными очистными забоями. Сплошная система разработки в вариантах ²лава-этаж² и с делением этажа на подэтажи. Основные параметры системы. Экономическое значение и методика определения длины лавы. Способы поддержания и охраны подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ и на границе с выработанным пространством. Столбовые системы разработки при различных способах подготовки шахтных полей, их отличительные признаки и параметры. Способы бесцеликовой разработки пластов. Определение рациональной длины выемочного поля. Влияние схем участкового транспорта и проветривания на конструктивные особенности системы разработки. Комбинированные системы разработки. Системы разработки короткими очистными забоями. Базовые варианты камерных и камерно-столбовых систем разработки. Основные параметры камер и целиков и методы их определения. Оценка потерь полезного ископаемого. Системы разработки на гидрошахтах. Сравнительная оценка эффективности и перспективы развития систем разработки пластовых месторождений. |
5. 5. лабораторный практикум
Не предусмотрен
5.6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
В соответствии с содержанием разделов дисциплины
5.7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Л. Подземная разработка пластовых месторождений. Теоретические и методические основы проведения практических занятий /, , и др./ Учебное пособие. М., МГГУ, 2001.
2. В. Основы горного дела. / , , и др.// М., МГГУ, 2006 .
3. , , Д. Моделирование технологических схем и процессов при подземной разработке пластовых месторождений. Минск-Гуково, Издательство Белорусской академии наук безопасности жизнедеятельности, 1998.
Дополнительная
1. Технология горного производства. М., Недра, 1992.
2. , , Технология и механизация подземной добычи угля. М., Недра, 1981.
4. , , Процессы подземных горных работ. М., Недра, 1982
3. Задачник по подземной разработке угольных месторождений. Авт. , , М., Недра, 1981.
ЧАСТЬ II. ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.
6. Содержание дисциплины
6.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции, ч | ПЗ, ч |
|
1 | Общие вопросы подземной добычи руд | 2 | - |
|
2 | Особенности вскрытия и подготовки рудных месторождений | 4 | 6 | |
3 | Процессы очистной выемки | 2 | 6 | |
4 | Системы разработки. | 2 | 4 | |
6.2. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | 2 | 3 |
1. | Раздел 1. Общие вопросы подземной добычи руд. | Понятие о руде и породе. Промышленная характеристика руд. Горнотехническая характеристика рудных месторождений. Особенности рудных месторождений, влияющие на технологию их разработки Потери и разубоживание при подземной добыче руд. Виды потерь и разубоживания. Показатели извлечения руды, методы их определения. Экономические последствия от потерь. Нормирование потерь и разубоживания. Влияние горных работ на окружающий массив. |
2. | Раздел 2. Особенности вскрытия и подготовки рудных месторождений. | Вскрытие и подготовка рудных месторождений. Основные стадии разработки месторождений. Вскрывающие выработки и схемы их расположения. Классификация способов вскрытия рудных месторождений. Вскрытие вертикальными стволами. Вскрытие наклонными стволами и штольнями. Комбинированные способы вскрытия. Понятие о ступени вскрытия. Многоступенчатые схемы вскрытия. Понятие о способах вскрытия с концентрационными горизонтами. Выбор способа подъема в зависимости от производственной мощности рудника и глубины разработки. Методология выбора способа вскрытия при проектировании. |
3. | Раздел 3. Процессы очистной выемки. | Классификация процессов очистной выемки. Отбойка руды. Механическая отбойка. Отбойка руды шпурами и скважинами. Минная отбойка руды. Виды ВВ для очистных работ. Средства взрывания. Достоинства и недостатки каждого из способов, области их применения. Основные направления развития взрывной отбойки при подземной добыче руд. Выпуск руды, виды выпуска. Выработки для выпуска руды. Вторичное дробление, назначение его. Места и способы вторичного дробления. Гравитационная доставка горной массы, виды её. Скреперная доставка. Доставка самоходным оборудованием, питателями и конвейерами. Доставка руды взрывом. Область применения основных способов доставки горной массы, их достоинства и недостатки. Перспективы развития способов доставки и техники для их осуществления. Управление состоянием массива руды и вмещающих пород. Основные методы и способы управления горным давлением в очистном забое. Поддержание целиками, закладкой, крепью. Магазинирование руды, как вспомогательный способ поддержания. Управление горным давлением обрушением пород. Область применения основных способов управления горным давлением, их достоинства и недостатки. |
4 | Раздел 4. Системы разработки. Классификация систем разработки рудных месторождений. | Системы разработки с открытым очистным пространством. Потолкоуступные системы разработки с применением очистных комплексов. Сплошные и камерно-столбовые системы разработки. Системы с подэтажной отбойкой руды. Системы разработки с магазинированием руды (варианты с отбойкой с навала руды и блокового магазинирования). Системы разработки с закладкой выработанного пространства (слоевые с восходящим и нисходящим порядком отработки с твердеющей закладкой выработанного пространства). Системы разработки с креплением выработанного пространства. Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород, варианты систем с подэтажным и этажным обрушением. Комбинированные системы разработки. Основные технико–экономические показатели систем разработки. Области рационального применения основных классов систем разработки рудных месторождений |
6.3. лабораторный практикум
Не предусмотрен
6.4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
В соответствии с содержанием разделов дисциплины
6.5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Основная
2. Егоров горного дела. / , , и др. / М., МГГУ, 2006
2. В. Подземная разработка рудных месторождений в сложных горно – геологических условиях. . центр «Академия» 2005.
Дополнительная
1. Технология горного производства. М., Недра, 1992
2. , , Разработка рудных и нерудных месторождений. М., Недра, 1983 г.
3. , Технология, механизация и организация подземных горных работ. М., Недра, 1990 г.,
4. , А. Задачник по подземной разработке рудных месторождений. М., Недра, 1984 г.
ЧАСТЬ III. ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ
7. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции, ч | ПЗ, ч |
|
1 | Введение, содержание дисциплины Основные сведения об открытых горных работах | 1 | 2 |
|
2 | Процессы подготовки горной массы к выемке | 2 | 4 | |
3 | Выемочно-погрузочные работы. Транспортирование горной массы | 2 | 4 | |
4 | Складирование и отвалообразование. Рекультивация земель, нарушенных горными работами. | 2 | 4 | |
5 | Вскрытие месторождений и системы разработки. Основные технико-экономические показатели открытых горных работ | 2 | 4 | |
7.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1 | 2 | 3 |
1. | Раздел 1. Введение, содержание дисциплины. Основные сведения об открытых горных работах. | Сущность и технология разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом. Понятия о технологических процессах разработки месторождений. Элементы, параметры и показатели карьера. Природные условия залегания месторождений. Полезные ископаемые и их качество, вмещающие породы. Технологическая характеристика горных пород. Коэффициенты вскрыши и добычи. Комплексное использование сырья при разработке месторождений открытым способом. Промышленно-экономическая оценка. Этапы открытой разработки месторождений. |
2. | Раздел 2. Процессы подготовки горной массы к выемке. | Общие сведения о способах подготовки горных пород к выемке. Подготовка к выемке сезоннопромерзающих и вечномерзлых пород. Механические способы подготовки к выемке. Технологические основы буровых работ. Виды бурения, область применения, типаж станков, технологическая оценка. технологические основы взрывных работ. Методы взрывного дробления массива на карьерах. Способы взрывания зарядов взрывных веществ и виды ВВ. параметры взрывных скважин и конструкция зарядов. Технологическая характеристика взрывных веществ и средств инициирования. Зарядка и забойка скважин. Характеристика взорванной породы. Методы дробления негабаритов. Основы безопасности ведения буро-взрывных работ. |
3. | Раздел 3. Выемочно-погрузочные работы. Транспортирование горной массы. | Технологические основы экскавации. Типы забоев и заходок. Технологическая оценка основных видов выемочного оборудования. Выемка пород скреперами, бульдозерами и погрузчиками. Выемка горной массы одноковшовыми экскаваторами. Технологические параметры мехлопат. Технологические параметры драглайнов. Выемка с перевалкой пород в выработанное пространство. Выемка горных пород цепными и роторными экскаваторами. Разработка фрезерными комбайнами. Расчет производительности выемочного оборудования. Основы безопасности экскавирования. Технологическая оценка видов карьерного транспорта. Карьерный железнодорожный транспорт. Технологические схемы работы железнодорожного транспорта в карьере. Режим работы и определение производительности. Автомобильный карьерный транспорт. Технологическая характеристика автосамосвалов и карьерных дорог. Обмен автосамосвалов в забоях и на отвалах. Пропускная и провозная способность. Определение производительности карьерного автотранспорта. Перемещение пород конвейерами. Технологическая характеристика конвейеров. Комбинированный и специальный транспорт. Технологическая характеристика и схемы работы комбинированного транспорта. Гидротранспорт, пневмотранспорт. |
4. | Раздел 4. Складирование и отвалообразование. Рекультивация земель, нарушенных горными работами. | Виды и способы складирования и отвалообразования. Технологические схемы производства работ. Плужное отвалообразование. Отвалообразование мехлопатами, драглайнами и многоковшовыми экскаваторами, отвалообразователями, транспортно-отвальными мостами. Бульдозерное отвалообразование. Определение параметров отвалов и складов, производительности отвального оборудования. Усреднительные склады. Гидроотвалообразование Способы и технология горнотехнической рекультивации. Технологические схемы горнотехнической рекультивации и способы их применения. Технология разработки и сохранения плодородного слоя почвы. Способы механизации и оборудование для рекультивации. Оптимизация техногенных ландшафтов. |
5. | Раздел 5. Вскрытие месторождений и системы разработки. Основные технико-экономические показатели открытых горных работ. | Способы вскрытия месторождений полезных ископаемых и их классификация. Виды вскрывающих горных выработок, определение их объемов, способов и времени проходки. Горно-подготовительные работы (ГПР). Технико-экономическая оценка ГПР. Классификация систем открытой разработки месторождений. Показатели систем разработки. Нормирование запасов горной массы по подготовленности. Определение основных технико-экономических показателей открытой разработки. Технико-экономическая оценка целесообразности открытой разработки месторождений, ее критерии. Современное состояние основных рынков минерального сырья. Планирование горных работ на карьерах. |
7.3. лабораторный практикум
Не предусмотрен
7.4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
В соответствии с содержанием разделов дисциплины
7.5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.6. Рекомендуемая литература
Основная
1. И. Технологические процессы открытых горных работ. М.: Недра, 1997
Дополнительная
1. Технология и комплексная механизация добычи нерудного сырья для производства строительных материалов. / , . М.: Недра, 1996.
2. Открытые горные работы. Ч. I. М.: Недра, 1985.
3.Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. Федеральный горный и промышленный надзор России,2002.
4. Открытые горные работы: Справочник. М.: Горное бюро., 1994
5. . Организация производства при открытых горных работах. / , . СПб.: РИЦ СПГГИ(ТУ), 2001.
8. Примерные темы курсовых проектов: Выбрать рациональный способ вскрытия, подготовки и отработки шахтного, рудного или карьерного поля в заданных горногеологических условияхб
8.1 Программное обеспечение: Расчетные компьютерные программы каф. РМПИ: (СD01- СD19. AV01- AV05)
8.2.Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
интернет
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
две специализированные аудитории кафедры РМПИ, оборудованные ПЭВМ
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
использование, компьютерных программ по расчету и обработке результатов практических работ.
Разработчик:
Каф. РМПИ доцент
Эксперты:
Каф. РМПИ доцент
Каф. РМПИ доцент
