Программа курса (syllabus)

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный технический университет

имени

Институт Горный

Кафедра «Открытые горные работы»

программа курса (syllabus)

По дисциплине Физика горных пород

Специальность «Горное дело - 5В070700»

Форма обучения очная

Всего 2 кредита

Курс 2

Семестр 3,

Лекций 15 часов,

Лабораторные занятия 15 часов,

Рубежный контроль (количество) 2,

СРС 30 часов,

СРСП (аудиторных) 15 часов,

(офисных) 15 часов,

Всего аудиторных часов 45, Всего внеаудиторных часов 45,

Трудоемкость 90 часов

Экзамен, 3 семестр

АЛМАТЫ 2011

Программа курса составлена Сандибековым МН., канд. техн. наук, доцент каф. ОГР.

на основании типовой программы «Физика горных пород и процессов», утвержденной и введенной в действие приказом Министерства образования и науки Республики Казахстан № 000 от 01.01.2001.

Рассмотрена на заседании кафедры «Открытые горные работы»

29 декабря 2010 г. Протокол № 7

Зав. кафедрой Б. Ракишев

Одобрена методическим Советом Горного института

15 марта 2010 г. Протокол № 7

, канд. техн. наук, доцент каф. ОГР, член-корреспондент международной академии информатизации, академии естественных наук Республики Казахстан. Стаж работы в КазНТУ 30 лет. Автор более 70 научно-методических работ, в том числе 3 изобретения, 2 учебных пособия, горный словарь, горно-геологический справочник.

Основные труды: Русско-казахско-французский и французско-русско-казахский горный терминологический словарь. Алматы. «Сөздік - Словарь», 2000, 160с.

Кенді ашық әдіспен қазу техологиясы. Алматы, КазНТУ, 1999, 171 с.

Ашық кен жұмыстарының процестері. Алматы, КазНТУ, 1997, 163 с.

Офис: кафедра «Открытые горные работы»

Адрес: 2, ГМК, каб. 242

Тел.:

Факс:

Е-mail: [e-mail]

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Физика горных пород" изучает физические свойства, явления и процессы, происходящие в горных породах при ведении горных работ, обработке и переработке полезных ископае­мых.

Физические явления либо сопутствуют горнотехническим про­цессам, либо специально возбуждаются в породах с целью достиже­ния наиболее оптимального эффекта при добыче и переработке по­род.

Основной целью преподавания дисциплины является усвоение студентами сущности, количественной и качественной характерис­тики физико-технических параметров пород, их зависимости от состава и строения пород, изменчивости от воздействия внешних физических полей, методов их измерения, а также значения и при­менения свойств пород при решении практических задач изучения месторождения, проведения горных работ и при создании новых технологических приемов, способов и механизмов для горного про­изводства.

Задачи изучения дисциплины вытекает из квалификационной характеристики специальности.

Студент после изучения курса "Физика горных пород " должен знать:

определения, размерности, наиболее вероятные численные значения физико-технических параметров; физическую сущность процессов, происходящих в горных породах и массивах при воз­действии на них физическими полями, при взаимодействии инстру­ментов и механизмов с горными породами; классификации горных пород по крепости, твердости, трудности разрушения, буримости, взрываемости и по другим технологическим параметрам.

Студент должен уметь:

определять основные физико-технические параметры пород в лабораторных и натурных условиях; определять категории горных пород по различным технологическим классификациям; внедрять но­вые физические методы ведения горных работ; рассчитывать напря­женно-деформированное состояние массивов вокруг открытых и под­земных горных выработок; свободно ориентироваться в научно-тех­нической литературе по физике горных пород и процессов.

Пререквизиты

Дисциплины необходимые для изучения данной дисциплины:

- физика;

- геологические дисциплины.

Пострекевизиты

Дисциплины, в которых используются знания изучаемые дисциплиной:

- разрушение горных пород;

- технология подземной разработки месторождений;

- технология открытых горных работ;

- технология подземных горных работ;

- процессы подземных горных работ;

- процессы открытых горных работ.

2. Система оценки знаний студентов

По кредитной технологии обучения Казахского национального технического университета имени применяется рейтинговый контроль знаний студентов.

Рейтинг дисциплины оценивается по 100 - бальной шкале.

Для дисциплины «Физика горных пород» устанавливаются следующие виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль (Таблица 1).

Таблица 1

Распределение рейтинговых баллов по видам контроля

№ вариантов	Вид итогового контроля	Виды контроля	Баллы
1.	Экзамен	Итоговый контроль	40
Рубежный контроль	20
Текущий контроль	40

Видами текущего контроля являются лабораторные работы, рефераты и др. К итоговому контролю относится экзамен.

Cтудент обязан:

- полностью посещать лекции и лабораторные занятия, а также часы самостоятельной работы под руководством преподавателя в аудитории, согласно расписанию;

- своевременно сдавать отчет о выполненой работе в соответствии с календарным графиком учебного процесса дисциплины;

- пропущенные занятия по уважительной причине отрабатываются по дополнительному расписанию, предлагаемому тьютором во внеурочное время;

- пропущенные занятия по неуважительной причине отрабатываются после их оплаты по дополнительному расписанию, предлагаемому тьютором во внеурочное время.

Контроль и оценка знаний, сроки сдачи результатов текущего контроля определяются графиком учебного процесса по дисциплине (Таблица 2).

Сроки сдачи результатов текущего контроля определяются календарным графиком учебного процесса по дисциплине (Таблица 2).

Таблица 2

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Физика горных пород»

Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Виды контроля	Л1	Л1	Л1	Л2	Л2	РК1	Л3	Л3	Л3	Л4	Л4	Л4	Л5	РК2	Л5
Балл	2	2	4	4	4	10	2	2	4	2	2	4	2	10	6
Виды контроля: Л –лабораторная работа, РК – рубежный контроль, Сп – самостоятельная работа студента под руководством преподавателя.

Студент допускается к сдаче итогового контроля при наличии суммарного рейтингового балла 30. Итоговый контроль считается сданным в случае набора 20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).

Таблица 3

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	В процентах %	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А-	90-94	3,67
Хорошо	В+	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
С	65-69	2,0
С-	60-64	1,67
D+	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

3 Содержание дисциплины

Тематический план курса составлен в виде таблицы 4, где указаны наименование темы и количество академических часов по всем видам занятий, предусмотренных для каждой темы. По видам занятий составлен график их проведения (Таблица 4).

Таблица 4

Распределение часов по видам занятий

Наименование темы	Количество академических часов
Лекция	Лабораторные работы	СРСП	СРС
1. Установочная лекция. Место физики горных пород среди других дисциплин	1		2	2
2 Понятие о физико-технических свойствах горных пород	2	4	4	4
3. Механические свойства горных пород	5	6	8	8
4 Тепловые свойства горных пород	2		4	4
5. Электрические, магнитные свойства пород	2	4	4	4
6 Гидравлические свойства горных пород.	1		3	3
7. Обобщенные горно-технологические параметры горных пород Физические процессы горного производства.	2	2	5	5
Всего (часов)	15	15	30	30

3.1 Наименование тем лекционных занятий, их содержание

1 Модуль:

Тема 3.1.1 Установочная лекция. Цель и задачи дисциплины. Содержание и связь с другими дисциплинами. Значение дисциплины в практической работе горного инженера. Методы определения свойств горных пород и управления ими.

Тема 3.1.2 Понятие о физико-технических свойствах горных пород Терминология дисциплины. Классификация свойств пород. Базовые физико-технические параметры горных пород.

Тема 3.1.3 Механические свойства и процессы в горных породах. Напряжения и деформаций. Упругие и акустические свойства пород. Пластические и реологические свойства пород. Теории прочности. Пределы прочности пород. Прочностные свойства горных пород. Построение паспорта прочности пород.

Тема 3.1.4 Тепловые свойства пород. Распространение и накопление тепла в породах. Теплоемкость, теплопроводность, тепловое расширение, температурапроводность.

Тема 3.1.5 Электромагнитные свойства пород. Электрическая поляризация, диэлектрическая проницаемость, электропроводимость. Магнитные свойства пород.

Модуль 2:

Тема 3.1.6 Гидравлические свойства пород. Жидкости и газы в породах, перемещение их в породах.

Тема 3.1.7 Обобщенные горнотехнологические параметры горных пород. Клас­сификация горнотехнологических параметров. Физические процессы горного производства: подготовка пород к выемке, выемка, экскавация, транспортировка, отвалообразование и обогащение полезных ископаемых. Заключение.

Наименование тем лабораторных работ и их содержание

	Наименование работ	Содержание	Объем в часах
1	Определение плотностных характеристик горных пород	Плотность, объемная плотность, удельный вес, объемный вес, пористость, насыпная плотность, коэффициент разрыхления., методы их определения.	4
2	Определение акустических и упругих параметров гор­ных пород	Скорости распространения продольных, поперечных и поверхностных волн, модуль Юнга, коэффициент Пуассона. Методы их определения.	3
3	Определение электрических свойств горных пород.	Виды поляризации. Проводники, полупроводники и диэлектрики. Удельное электросопротивление. Электропроводимость. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь. Методы их определения.	2
4	Определение магнитных свойств минералов и горных пород.	Характеристики магнитного поля. Диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Намагниченность пород. Методы их определения.	2
5	Определение прочностных параметров горных пород.	Теоретическая и реальная прочность. Пределы прочности, методы определение их. Сцепление и угол внутреннего трения. Паспорта прочности для скальных, связных и раздельно-зернистых горных пород.	4

Самостоятельная работа студента (СРС)

Завершение лабораторных работ, начатых на аудиторных занятиях, оформление работы согласно стандартам и правилам, подготовка по контрольным вопросам к сдаче работы. Выполнение реферата на тему, заданную преподавателем.

1. Строение и состав минералов и горных пород

2. Горные породы как объект разработки, массив, горная порода, образец.

3. Влияние минерального состава пород на их свойства

4. Влияние строения пород на их свойства

5. Физические процессы в горных породах

6. Воздействие внешних полей на свойства пород

7. Экспериментальное определение физико-технических параметров пород

8. Плотность пород

9. Влияние состава пород на их упругие свойства

10. Влияние строения пород на их упругие свойства

11. Влияние состава пород на их прочность

12. Влияние строения пород на их прочность

13. Термические напряжения в горных породах

14. Особые случаи поляризации минералов и пород

15. Радиационные свойства образцов горных пород

Самостоятельная работа студента под руководством преподавателя (СРСП)

В процессе выполнения СРСП студенты работают с литературой, готовят рефераты и задания ( в том числе лабораторные работы, которые не успели закончить в аудиторное время). Выполненная работа обсуждается группой, после дискуссии о полученных результатах, с новыми приобретенными навыками студенты проводят деловую игру, которая закрепляет их знания.

Отчетом СРСП является выполненная работа.

1. Влияние влажности на механические свойства пород

2. Влияние влажности на тепловые свойства пород

3. Влияние влажности на электромагнитные свойства пород

4. Влияние давления на механические свойства пород

5. Воздействие теплового поля на механические свойства пород

6. Взаимная связь свойств горных пород

7. Паспортизация горных пород по физико-техническим параметрам

8. Основные особенности строения и состава горных пород в массиве

9. Методы изучения строения, состава и состояния массива горных пород

10. Строение, состав и состояние разрыхленных горных пород

11. Механические и горно-технические параметры разрыхленных пород

12. Осушение, разупрочнение и упрочнение пород

13. Буровые работы на горных предприятиях

14. Взрывные работы на горных предприятиях

15. Процессы обогащения полезных ископаемых

Таблица 5

График проведения занятий

№	Дата	Время	Наименование тем
Лекции
1			Установочная лекция. Место физики горных пород среди других дисциплин
2-3			Механические свойства горных пород
4			Тепловые свойства горных пород
5			Электрические, магнитные свойства пород
6			Гидравлические свойства горных пород.
7			Обобщенные горно-технологические параметры горных пород Физические процессы горного производства.
Лабораторные занятия
1-2			Определение плотностных характеристик горных пород
3-4			Определение акустических и упругих параметров гор­ных пород
5			Определение электрических свойств горных пород.
6			Определение магнитных свойств минералов и горных пород.
7			Определение прочностных параметров горных пород.

4 Учебно-методические материалы по дисциплине

Основная литература

1. , Новик физики горных по­род. М.: Недра, 1984, с.360

Дополнительная литература

1. Свойства горных пород и методы их определения. М.: Недра, 1969, с.392 (под ред. )

2. , А, Каспарян механики горных пород. Л.: Недра, 1989, с.439

3. Справочник (кадастр) физических свойств горных по­род, (под ред. , , ­ва. М.: Недра, 1975, с.279.

4. Горно-геологический справочник по разработке рудных месторождений. ИПЦ МЭШМР РК. Т.1-2. А., 1997.

5. , Досанова элект­рических свойств горных пород. Алматы, 1985, с. 10.

6. , Досанова акусти­ческих и упругих параметров горных пород при помощи ультразву­ка. Алматы, 1985. с. 10.

7. , Галиакпаров пре­делов прочности горных пород. Алматы, 1988, с. 15.

8. , Досанова магнит­ной проницаемости горных пород и минералов. Алматы. 1985, с. 9.

9. , Досанова плотностных параметров горных пород. Алматы, 1985, с. 17.

Содержание

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

2. Система оценки знаний студентов

3 Содержание дисциплины

4 Учебно-методические материалы по дисциплине