ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Санкт-Петербургский государственный горный институт
имени
(технический университет)
УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе ________________проф «____» ____________ 2009 г. |
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
«УПРАВЛЕНИЕ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ, ОХРАНА ВЫРАБОТОК, ПРОГНОЗ И ПРОФИЛАКТИКА ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ»
(72 часа)
Санкт –Петербург
2009
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ
Цель программы – повышение квалификации и научного потенциала, а также обеспечение современного профессионального уровня руководящих работников и специалистов по разработке угольных месторождений в области управления горным давлением, охране выработок, прогнозу и профилактике геодинамических явлений.
Задачи программы:
– совершенствование образовательной деятельности в соответствии с передовыми отечественными и мировыми тенденциями с учетом требований отраслей экономики;
– повышение квалификации руководителей предприятий, разрабатывающих пологие угольные пласты подземным способом в сфере эффективного управления горным давлением в очистных и подготовительных забоях;
– обеспечение профессиональной подготовки кадров в соответствии с современными тенденциями отечественного и зарубежного опыта ведения горных работ;
– распространение и систематизация передового опыта в области управления горным давлением;
– совершенствование и внедрение в практику современных способов обеспечения безопасного ведения горных работ;
– развитие методов прогноза опасных условий залегания угольных пластов и мероприятия по ликвидации их путем внедрения прогрессивных технологий и современных способов;
– повышение научного и практического уровня специалистов в сфере эффективного управления горным давлением при отработке пологих угольных пластов подземным способом.
2 ВИДЫ ЗАНЯТИЙ, КОЛИЧЕСТВО УЧЕБНЫХ ЧАСОВ
Вид учебной работы | Всего часов |
Общая трудоемкость дисциплины | 72 |
Лекции | 62 |
Практические занятия | 10 |
Индивидуальные занятия с преподавателем (консультации ) | 4 |
Самостоятельные занятия | 2 |
Вид итогового контроля | Зачет |
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ пп. | Раздел дисциплины | Лекции, час. | ЛР, час. |
1 | Технологичность выемочных участков, отрабатывающих пологие угольные пласты подземным способом | 6 | |
2 | Классификация и типизация горно-геологических условий, в которых применяются механизированные крепи | 9 | |
3 | Нагрузочные свойства кровли, необходимое номинальное сопротивление механизированной крепи, выбор типа комплекса | 6 | |
4 | Энергетическая характеристика механизированной крепи | 6 | |
5 | Особенности выемки мощных пологих пластов | 6 | |
6 | Проведение и крепление подготовительных выработок | 6 | |
7 | Охрана подготовительных выработок | 6 | |
8 | Классификация геодинамических явлений на угольных шахтах | 8 | |
9 | Прогноз горных ударов при подготовке и отработке угольных пластов | 6 | |
10 | Технологические мероприятия по предотвращению горных ударов | 7 | |
11 | Применение компьютерных технологий в решении инженерных задач по профилактике геодинамических явлений | 6 |
4.2. Содержание разделов дисциплины
РАЗДЕЛ 1. Технологичность выемочных участков, отрабатывающих пологие угольные пласты подземным способом.
1.1 Составные части технологичности: пригодность горно-геологических условий для отработки механизированными комплексами, подготовленность запасов, оснащенность выемочных участков.
1.2 Оценка технологичности и её уровни.
1.3 Передовой опыт отработки угольных пластов высокопроизводительными механизированными комплексами. Условия обеспечения высоких нагрузок на очистные забои.
РАЗДЕЛ 2. Классификация и типизация горно-геологических условий, в которых применяются механизированные крепи.
2.1 Факторы, определяющие типы пород кровли по устойчивости и нагрузочным свойствам.
2.2 Выделение типов и классов боковых пород, их характеристика.
2.3 Влияние классов боковых пород на производительность очистного забоя. Распространенность отдельных классов боковых пород на шахтах Российской Федерации.
2.4 Выделение осложняющих работу лавы факторов и оценка их влияния на снижение производительности очистного забоя.
2.4.1 Горно-геологические осложняющие факторы: мощность пласта и его колебание, сопротивление пласта резанию, тектонические нарушения и их параметры, угол падения пласта, глубина разработки, устойчивость залегающих непосредственно над пластом пород, нагрузочные свойства кровли, прочность почвы на вдавливание, склонность её к пучению, газообильность выемочного участка, выбросоопасность, удароопасность, пожароопасность, обводненность участка.
2.4.2 Горнотехнические факторы: длина лавы, длина выемочного столба, схема подготовки и отработки выемочного участка, форма и сечение штреков, тип крепления и способ охраны, тип механизированного комплекса, геометрия секций крепи, проиводительность очистного комбайна, схемы выемки угля, коэффициент машинного времени работы комплекса по добыче угля
РАЗДЕЛ 3. Нагрузочные свойства кровли, необходимое номинальное сопротивление механизированной крепи, выбор типа комплекса.
3.1 Факторы, влияющие на выбор величины номинального сопротивления крепи.
3.2 Выбор математической модели определения сопротивления крепи (две основные модели).
3.3 Коэффициент тяжести кровли. Определение фактической величины коэффициента тяжести кровли.
3.4 Преимущества модели, учитывающей нагрузочные свойства кровли. Выбор типа и типоразмера комплекса.
РАЗДЕЛ 4. Энергетическая характеристика механизированной крепи.
4.1 Кинетическая и потенциальная энергия механизированной крепи.
4.2 Главные параметры, определяющие энергетику крепи. Выбор типоразмера крепи по энергетическим характеристикам её.
4.3 Коэффициент взаимодействия крепи с кровлей, оценка соответствия крепи по силовым параметрам условиям применения с помощью коэффициента взаимодействия.
РАЗДЕЛ 5. Особенности выемки мощных пологих пластов
5.1 Слоевая отработка угольных пластов.
5.2 Выемка на полную мощность.
5.3 Технология выемки пластов с выпуском угля.
РАЗДЕЛ 6. Проведение и крепление подготовительных выработок.
6.1 Крепление выработок. Типы крепи: анкерное и рамное и условия их применения. Исходные данные для расчета паспорта крепления выработок анкерной крепью. Условия применения крепи усиления. Необходимые параметры для построения паспорта крепления выработки.
6.2 Крепление сопряжений выемочных выработок с лавой.
РАЗДЕЛ 7. Охрана подготовительных выработок.
7.1 Определение размеров целиков при отработке пологих пластов длинными очистными забоями.
7.2 Определение параметров целиков при отработке запасов угля короткими забоями.
РАЗДЕЛ 8. Классификация геодинамических явлений на угольных шахтах
8.1 Нормативно-методическая база отнесения угольных пластов к видам геодинамических опасностей.
8.2 Основные геологические и горно-технические факторы, определяющие склонность угольных пластов к проявлению удароопасности.
8.2.1. Характеристики удароопасности горных пород.
8.2.2. Установление одновременной склонности пластов к горным ударам и внезапным выбросам по фазово-физическим свойствам угля.
8.3 Особенности подготовки и отработки угольных пластов, склонных к горным ударам.
8.3.1. Бесцеликовая подготовка угольных пластов.
8.3.2. Подготовка угольных пластов парными выработками.
8.3.3. Многоштрековая подготовка угольных пластов.
8.4 Систематизированный каталог пластов угля, склонных к горным ударам.
РАЗДЕЛ 9. Прогноз горных ударов при подготовке и отработке угольных пластов
9.1. Региональный прогноз удароопасности угольных месторождений.
9.2. Прогноз зон активизации геомеханических процессов по сейсмическим наблюдениям.
9.3. Локальный прогноз удароопасности на основе регистрируемых процессов при бурении скважин.
9.4. Прогноз удароопасности геофизическими экспресс - методами.
РАЗДЕЛ 10. Технологические мероприятия по предотвращению горных ударов
10.1. Региональные мероприятия по предотвращению горных ударов.
10.2. Регламентация порядка перехода на региональное управление удароопасностью при разработке свит угольных пластов.
10.3. Перспективные схемы использования защитных пластов.
10.3.1. Выбор оптимальной последовательности разработки пластов в свите.
10.4. Локальные способы разгрузки участков угольных пластов в опасных зонах.
10.4.1. Комплексные методы устранения удароопасности участков угольных пластов.
10.5. Контроль эффективности применения профилактических мероприятий.
РАЗДЕЛ 11. Применение компьютерных технологий в решении инженерных задач по профилактике геодинамических явлений
11.1. Прогноз параметров зоны опорного давления.
11.2. Прогноз напряженного состояния на различных участках свиты разрабатываемых угольных пластов.
11.2.1. Установление оптимальных опережений между горными выработками.
11.3. Расчет безопасных параметров целиков при различных схемах подготовки угольных пластов, склонных к горным ударам.
11.4. Расчет параметров технологических способов устранения удароопасности.
4 НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ
№ пп. | Темы практических занятий | Кол-во часов |
1 | Пример определения класса боковых пород конкретного выемочного участка. Определение типов боковых пород. Установление класса боковых пород. | 2 |
2 | Оценка нагрузочных свойств кровли. Выявление параметров пород кровли, определяющих нагрузочные свойства кровли. Определение коэффициента тяжести кровли. | 2 |
3 | Определение технологичности выемочных участков. Определение общего коэффициента нагрузки на лаву. Установление ожидаемой величины нагрузки нагрузки на лаву. | 2 |
4 | Построение защищенных зон и зон повышенного горного давления при разработке свит удароопасных угольных пластов. Построение границ защищенных зон и установление оптимального порядка отработки пластов в свите. Построение границ зон повышенного горного давления. Разработка проекта дополнений в паспорт проведения профмероприятий при ведении горных работ в опасной зоне. | 2 |
5 | Построение защищенных зон и зон повышенного горного давления при разработке свит удароопасных угольных пластов. Построение границ защищенных зон и установление оптимального порядка отработки пластов в свите. Построение границ зон повышенного горного давления. Разработка проекта дополнений в паспорт проведения профмероприятий при ведении горных работ в опасной зоне. | 2 |
6 | Программы по расчету напряженного состояния участков угольных пластов и рудных залежей. Использование программного комплекса по оценке напряжений в зоне опорного давления краевой части пласта. Примеры расчета целиков и установления их безопасных параметров. | 2 |
5 ТЕМАТИКА И ФОРМЫ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ
1. Индивидуальные консультации по темам лекций и практических занятий.
2. Индивидуальные консультации по темам аттестационных работ.
6. Учебно-методическое обеспечение
6.1. Рекомендуемая литература
Основная:
1. Каталог типовых условий эксплуатации механизированных комплексов на пологонаклонных ( до 35о )пластах. Часть 1 и 2. – Л.: ВНИМИ,1985. – 190 с.
2. Каталог обобщенных показателей и характеристик взаимодействия мехкрепей с боковыми породами по классам условий. – Л.: ВНИМИ, 1987. – 100 с.
3. Взаимодействие механизированных крепей с кровлей / , , и др. – М.: Недра, 1976. – 336 с.
4. Крепление и управление кровлей в комплексно-механизированных очистных забоях / , , . – М.; Недра, 1993. – 286 с.
5. Управуление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля / , , . – М.: Недра, 1985. – 240 с.
6. Взаимодействие механизированных крепей с тяжелой кровлей / , и др. – Уголь Украины. – 1981, № 1. – С. 8 – 10.
7. Взаимодействие механизированных крепей с неустойчивыми кровлями / , , .- Уголь. – 1982, № 8. – C. 9 – 12.
8. ГОС механизированные для лав. Основные параметры. Общие технические требования. Методы испытаний. – М.: Госстандарт России, 2003. – 38 с.
9. Оценка нарушенности кровли в лавах с механизированными крепями / , . – Уголь Украины. – 1980, № 10. – С. 9 – 10.
10. Влияние глубины разработки и начального распора мехкрепи на параметры её взаимодействия с боковыми породами / Горное давление, горные удары и сдвижение массива // . – СПб.: ВНИМИ,1994. – С. 3 – 11.
11. Результаты исследований изменения параметров нагружения гидростоек крепи М 142 при осадках кровли / Управление горным давлением и прогноз безопасных условий освоения угольных месторождений // , . – Л.: ВНИМИ, 1990, ч. 1. – С. 116 – 121.
12. Основные принципы управления горным давлением в лавах с мехкрепями / Горное давление и горные удары // . – Л.: ВНИМИ, 1993. – С. 99 – 103.
13. Нагрузочные свойства кровли и энергия взаимодействия её с крепью / Горное давление, горные удары и сдвижение массива // . – СПб.: ВНИМИ, 1996. – С. 148 – 154.
14. Физическая модель взаимодействия мехкрепи с кровлей при активном управлении ею / Горное давление, горные удары и сдвижение массива // . – СПб.: ВНИМИ, 1996. – С. 143 – 147.
15. Основы активного управления кровлей в лавах с мехкрепями / Эффективная и безопасная подземная добыча угля на базе современных достижений геомеханики. Международная конференция 17-21 июня 1996г.// . –СПб.: ВНИМИ, 1996. – С. 252 – 256.
16.Инструкция по расчету и применению анкерной крепи на угольных шахтах России. – СПб.: ВНИМИ, 2000. – 70 с.
17.Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок. – СПб.: ВНИМИ, 1991. – 127 с.
18.18 Поддержание горных выработок / , , . – М.: Недра, 1995. – 272 с.
19. Оценка подготовленности выемочных участков для отработки высокопроизводительными забоями / Сборник трудов молодых ученых ВНИМИ // , (ВНИМИ), . СПБ.: ВНИМИ, 2003. – С. 82 – 88.
20.Правила технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт. – М.: Недра, 1976. – 304 с.
21.Правила безопасности в угольных шахтах. ПБ 05 – 618 – 03. Выпуск 11. – М.: Госгортехиздат. – 296 с.
22.Машины и оборудование для угольных шахт. – М.: Недра, 1987. – 424 с.
23. Горные удары на шахтах / . - СПб.: МНЦ ВНИМИ, 2004. – 238 с.
24. А Разработка мощных пологих пластов, подверженных горным ударам /, , .- М.: Недра, 1994. – 170 с.
25. Перспективные геомеханические схемы регионального управления выбросо-и удароопасным состоянием массива при разработке свит угольных пластов. Методические положения. - Л.: ВНИМИ, 1989. – 28 с.
26. Инструкция по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам (РД-05-328-99). – М., ГП НТЦ по безопасности в промышленности России, 2000. – 119 с.
27. Управление геомеханическим состоянием массива горных пород./ и др. – Л.: ВНИМИ, 1994. – 259c.
28. 28 Расчетные методы в механике горных ударов и выбросов / и др. –М.: Недра, 1992. – 256 с.
Дополнительная
29. Расчеты горного давления в лавах пологих пластов / – М.: Недра, 1964. – 280 с.
30. Горное давление в одиночных подземных выработках / . – Фрунзе, «Илим», 1976. – 120 с.
31.. Предельные состояния горных пород вокруг выработок / . – М.: Недра, 1976. – 272 с.
32. Практика управления горным давлением / О. Якоби. – М.: Недра, 1987. – 568 с.
33. Шахты Кузбасса. Справочник. – М.: Недра, 1994. – 352 с.
34. Каталог пластов угля, угрожаемых по горным ударам, на месторождениях Российской Федерации. – СПб.: ВНИМИ, 1996. – 12 с.
35. Современные проблемы безопасной разработки угольных месторождений. –СПб.: ВНИМИ, 2006. – 220c.
36. Предотвращение горных ударов при разработке антрацитовых пластов / , , . –М.: Недра, 1993. – 160 с.
37. Механика горных ударов и выбросов / , . - М.: Недра, 1983. – 277 с.
38. Повышение эффективности разработки свиты нарушенных пластов. / и др., Владивосток, ДГТУ, 1996. – 154 с.
6.2. Учебные пособия и программы
1. Методика определения обобщенных количественных показателей и характеристик взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами по классам условий полого-наклонных ( до 35о ) пластов. – Л.: ВНИМИ, 1982. – 41 с.
2. Методика расчета и выбора параметров крепи на сопряжениях горных выработок при одинарной и парной подготовке выемочных столбов. – СПб.:ВНИМИ, 2004. – 84 с.
3. Методическое руководство по выбору геомеханических параметров технологии разработки угольных пластов короткими забоями. – СПб.: ВНИМИ, 2003. – 55с.
4. Методические указания по прогнозу ударо - и выбросоопасных зон вблизи разрывных нарушений. –Л.: ВНИМИ, 1990. – 46 с.
5. Методические указания по профилактике горных ударов с учетом геодинамики месторождений. – Л.: ВНИМИ, 1983. – 118 с.
6. Методические указания по прогнозированию динамических явлений на угольных пластах по их фазово-физическим свойствам.-Л.: ВНИМИ, 1981. – 18 с.
Программу составил:
Ведущий научн. сотрудник,
докт. техн. наук
Согласовано:
Директор НЦ геомеханики и проблем горного производства,
проректор, докт. техн. наук
