ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора ЮТИ ТПУ
________ В.Л. Бибик
«__» _
__2010 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
АЭРОЛОГИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: ГОРНОЕ ДЕЛО
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: Горные машины и оборудование
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): специалист
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г.
КУРС 5; СЕМЕСТР 9;
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 4
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Физика», «Основы горного дела», «Метрология, стандартизация и
сертификация в горном деле».
КОРЕКВИЗИТЫ: «Конструирование горных машин и оборудования», «Эксплуатация
горных машин и оборудования», «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело».
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
27 часов (ауд.)
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ИТОГО
45
72
36
108
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
часа (ауд.)
часов (ауд.)
часов
часов
часов
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: ЭКЗАМЕН В 10 СЕМЕСТРЕ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ КАФЕДРА: «Безопасность жизнедеятельности и ФВ»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
к.т.н., доцент Гришагин В.М.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
к.т.н., доцент Казанцев А.А.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
к.т.н., проф. Портола В.А
2010 г.
1. Цели освоения дисциплины
В результате освоения данной дисциплины специалист приобретает
знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей основной образовательной программы «Горное дело».
Дисциплина нацелена на овладение специалистами основами знаний,
необходимых для обеспечения безопасности ведения горных работ, изучение
свойств и состава рудничного воздуха, законов движения газов в горных выработках, оборудования, обеспечивающего надежную вентиляцию горных
предприятий.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к специальным дисциплинам профессионального цикла (Б.3.Б10.). Она непосредственно связана с дисциплинами естественнонаучного и математического цикла («Физика») и общепрофессионального
цикла («Основы горного дела», «Метрология, стандартизация и сертификация в горном деле»), и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. Кореквизитами для дисциплины «Аэрология горных
предприятий» являются дисциплины ОП циклов: «Конструирование горных
машин и оборудования», «Эксплуатация горных машин и оборудования»,
«Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело».
3. Результаты освоения дисциплины
При изучении дисциплины специалисты должны научиться самостоятельно рассчитывать аэродинамическое сопротивление горных выработок,
выбирать надежное оборудование для обеспечения необходимого количества
воздуха, оценивать состав рудничной атмосферы, проводить расчеты вентиляционного режима при аварийных ситуациях.
После изучения данной дисциплины специалисты приобретают знания,
умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной
программы*. Соответствие результатов освоения дисциплины «Аэрология
горных предприятий» формируемым компетенциям ООП представлено в
таблице.
Формируемые
компетенции в
Результаты освоения дисциплины
соответствии с
ООП*
З.3.4, З.4.2,
В результате освоения дисциплины бакалавр должен знать:
З.4.3, З.4.5.
основные понятия охраны труда и промышленной безопас-
ности; свойства газов, составляющих рудничную атмосферу;
закономерности движения воздуха по горным выработкам;
аналитические методы расчета вентиляционных сетей; газовую динамику добычных участков; способы регулирования
распределения расхода воздуха в вентиляционной сети.
У.3.4, У.4.2,
У.4.3, У.4.5.
В результате освоения дисциплины бакалавр должен уметь:
В.3.4, В.4.2,
В.4.3, В.4.5.
В результате освоения дисциплины бакалавр должен владеть:
Методами проверки устойчивости движения воздуха в выработках; методами расчета газового состава рудничной атмосферы и
температуры воздуха в горных выработках; методами расчета
аэродинамического сопротивления горных выработок.
Определять аэродинамическое сопротивление различных
горных выработок; рассчитывать расход воздуха, необходимый для работы горного предприятия; осуществлять выбор
оборудования, необходимого для проветривания выработок;
определять устойчивость работы вентиляторов; определять
утечки воздуха через выработанное пространство и перемычки; управлять вентиляционным режимом при аварийных ситуациях; принимать грамотные решения в условиях чрезвычайных ситуаций.
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций
представлена в Основной образовательной программе подготовки бакалавров
по направлению 130400 «Горное дело».
Структура и содержание дисциплины
4.
4.1.
№
1
2
3
Структура дисциплины по разделам, формам организации и
контроля обучения
Название раздела/темы
Рудничная атмосфера
Основные законы
рудничной аэродинамики
Шахтные вентиляционные сети
Аудиторная работа
(час)
Лек Практ./
Лаб.
ции семинар
зан.
4
6
СРС
(час)
Итого
6
16
4
8
6
18
4
7
6
17
4
Газовая динамика
вентиляционных
потоков
4
8
6
18
5
Вентиляция шахт
6
8
6
20
6
Проектирование
вентиляции горных предприятий
5
8
6
19
Формы текущего
контроля и аттестации
Отчеты по практическим работам
Отчеты по практическим работам
Отчеты по лабораторным работам
Отчеты по практическим работам
Отчеты по лабораторным работам
Отчеты по практическим работам
Отчеты по лабораторным работам
Отчеты по практическим работам
Отчеты по практическим работам
7
Итоговая аттестация
Итого
27
45
-
9
9
36
108
Экзамен
При сдаче отчетов и письменных работ проводится устное собеседование.
4.2.
Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Рудничная атмосфера
Лекция. Введение. Особенности ведения горных работ. Цель и содержание курса «Аэрология горных предприятий», его место в системе подготовки инженерно-технических работников, связь с другими дисциплинами.
Состав атмосферного воздуха. Газы, выделяющиеся на горных предприятиях. Газообильность шахт. Свойства метана
Практическая работа 1.
Свойства токсичных газов.
Лекция. Метаноносность и метаноемкость угольных пластов и пород.
Происхождение метана. Газовый баланс угольной шахты. Методы
борьбы с метаном средствами вентиляции. Дегазация горных выработок.
Тепловой режим шахт.
Практическая работа 2.
Свойства горючих газов.
Раздел 2. Основные законы рудничной аэродинамики
Лекция. Законы Паскаля и Архимеда. Атмосферное давление в шахте.
Виды давления в движущемся воздухе. Депрессия. Типы воздушных потоков
в горных выработках.
Практическая работа 3.
Применение законов аэродинамики.
Лекция. Природа и виды аэродинамического сопротивления. Виды сопротивления при движении воздуха по горным выработкам. Воздействие на
организм человека пониженного содержания кислорода в воздухе, вредных
газов и паров. Нормирование химического состава воздуха на горных предприятиях.
Практическая работа 4.
Расчет сопротивления горной выработки.
Раздел 3. Шахтные вентиляционные сети
Лекция. Законы движения воздуха в шахтных вентиляционных сетях.
Аналитические методы расчета вентиляционных сетей. Графические методы
расчета вентиляционных сете. Применение ЭВМ и АВМ для расчета вентиляционных сетей. Естественная тяга воздуха в шахте.
Практическая работа 5.
Расчет вентиляционной шахтной сети.
Лекция. Работа вентиляторов на шахтную вентиляционную сеть. Совместная работа вентиляторов. Устойчивость работы вентиляторов. Влияние
естественной тяги на работу вентилятора. Регулирование распределения расхода воздуха в вентиляционной сети шахты.
Практическая работа 6.
Изменение аэродинамического сопротивления выработок.
Раздел 4. Газовая динамика вентиляционных потоков
Лекция. Стационарные газодинамические процессы. Нестационарные
газодинамические процессы в шахтах. Газовая динамика добычных участков.
Управление метановыделением в горные выработки. Газовая динамика тупиковых выработок. Рудничная термодинамика.
Практическая работа 7.
Определение утечек воздуха в шахте.
Лекция. Требования газового режима к вентиляции, при возникновении
слоевых скоплений метана, суфлярных выделениях газа. Особенности газового режима при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля и
газа. Требования газового режима в части ведения взрывных работ. Динамика аэрозолей в горных выработках.
Практическая работа 8.
Надежность шахтных вентиляционных систем.
Раздел 5. Вентиляция шахт
Лекция. Вентиляция выемочных участков. Классификация схем вентиляции. Вентиляция очистных блоков рудников. Вентиляция подготовительных выработок. Способы и схемы вентиляции шахт и карьеров.
Практическая работа 9.
Схемы вентиляции выемочных участков.
Лекция. Сооружения для пропуска воздуха. Сооружения для регулирования расхода воздуха. Сооружения для изоляции вентиляционных струй.
Контроль расхода и скорости движения воздуха. Контроль состава и температуры рудничной атмосферы.
Практическая работа 10.
Контроль параметров рудничной атмосферы.
Лекция. Управление вентиляционным режимом в шахтах, карьерах.
Устойчивость вентиляционного режима при пожаре в шахте. Вентиляция в
шахтах, отрабатывающих склонные к самовозгоранию угли. Пылевентиляционная служба
Практическая работа 11.
Деление шахт на категории по газу
Раздел 6. Проектирование вентиляции горных предприятий
Лекция. Аэромеханические основы автоматизации управления вентиляцией горных предприятий. Принцип управления вентиляцией шахты. Автоматизация проветривания тупиковых выработок. Порядок проектирования
вентиляции горных предприятий
Практическая работа 12.
Расчет проветривания тупиковых выработок.
Лекция. Выбор схем вентиляции. Максимально допустимые нагрузки
на лаву в шахте по газовому фактору. Определение расхода воздуха для вентиляции шахты. Выбор главного вентилятора. Проверка устойчивости движения воздуха в горных выработках.
Практическая работа 13.
Расчет депрессии шахты.
4.3.
Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов
обучения по основной образовательной программе, формируемых в рамках
данной дисциплины и указанных в пункте 3.
№
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
5.
Формируемые
компетенции
З.3.4
З.4.2.
З.4.3.
З.4.5.
У.3.4.
У.4.2.
У.4.3.
У.4.5.
В.3.4.
В.4.2.
В.4.3.
В.4.5.
1
2
х
х
х
х
х
Разделы дисциплины
3
4
х
х
х
х
х
х
х
х
х
5
х
х
х
х
6
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
Образовательные технологии
При освоении дисциплины используются следующие сочетания видов
учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности магистрантов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.
Методы и формы активизации деятельности
Дискуссия
IT-методы
Командная работа
Разбор кейсов
Опережающая СРС
Индивидуальное обучение
Проблемное обучение
Обучение на основе
опыта
ЛК
х
х
х
Виды учебной деятельности
ПР
СРС
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
Для достижения поставленных целей преподавания дисциплины реализуются следующие средства, способы и организационные мероприятия:
 изучение теоретического материала дисциплины на лекциях с использованием компьютерных технологий;
 самостоятельное изучение теоретического материала дисциплины с использованием Internet-ресурсов, информационных баз, методических разработок, специальной учебной и научной литературы;
 закрепление теоретического материала при проведении лабораторных работ с использованием учебного и научного оборудования и приборов, выполнения проблемно-ориентированных, поисковых, творческих заданий.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов (CРC)
6.1 Текущая и опережающая СРС, направленная на углубление и
закрепление знаний, а также развитие практических умений заключается в:
 работе специалистов с лекционным материалом;
 выполнении домашних заданий,
 изучении тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
 изучении теоретического материала к лабораторным и практическим занятиям,
 подготовке к экзамену.
6.1.1. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:
- Климатические условия в районах открытой добычи полезных ископаемых.
- Борьба с выделением пыли на горных предприятиях.
- Снижение интенсивности газовыделения при бурении скважин.
- Основные схемы естественного воздухообмена на горных предприятиях.
- Кондиционирующие установки, применяемые на горных предприятиях.
6.2
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) направлена на
развитие интеллектуальных умений, комплекса
универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций,
повышение творческого потенциала магистрантов и заключается в:
 поиске, анализе, структурировании и презентации информации, анализе
научных публикаций по определенной теме исследований,
 анализе статистических и фактических материалов по заданной теме, проведении расчетов, составлении схем и моделей на основе статистических материалов,
 выполнении расчетно-графических работ,
 исследовательской работе и участии в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах,
6.2.1. Примерный перечень научных проблем и направлений научных
исследований:
1. Разработка способов дегазации угольных пластов.
2. Изучение условий взрыва угольной пыли и горючих газов.
3. Разработка способов предотвращения образования в рудничной атмосфере взрывоопасных скоплений горючих газов.
4. Разработка объемных средств контроля состава рудничной атмосферы.
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
(фонд оценочных средств)
Оценка успеваемости специалистов осуществляется по результатам:
- самостоятельного (под контролем учебного мастера) выполнения практической работы,
- устного опроса при сдаче выполненных индивидуальных заданий, защите
отчетов по практическим работам и во время экзамена в десятом семестре
(для выявления знания и понимания теоретического материала дисциплины).
7.1. Требования к содержанию экзаменационных вопросов
Экзаменационные билеты включают три типа заданий:
1. Теоретический вопрос.
2. Проблемный вопрос или расчетная задача.
3. Творческое проблемно-ориентированное задание.
7.2. Примеры экзаменационных вопросов
1. Состав атмосферы на горных предприятиях.
2. Определение депрессии естественной тяги.
3. Как повысить эффективность проветривания тупиковой выработки?
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)
Основная литература
1. Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Медведев И.И. Рудничная аэрология.
М.: Недра, 1978. – 440 с.
2. Абрамов Ф.А. Рудничная аэрогазодинамика. М.: Недра, 1972. – 272
с.
3. Ушаков К.З., Михайлов В.А. Аэрология карьеров. Под ред. В.В.
Ржевского. – М.: Недра, 1985. – 272 с.
4. Портола В.А. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело: учебное пособие / В.А. Портола, П.В. Бурков, В.М. Гришагин, В.Я.
Фарберов. – Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2008. –
201 с.
5. Правила безопасности в угольных шахтах (ПБ 05-618-03). Серия 05.
Выпуск 11 / Кол. Авт. – М.: Гос. унитарное предп. «Научно-технический
центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. –
296 с.
6. Охрана труда / Под ред. К.З. Ушакова. – М.: Недра, 1986. – 624 с.
7. Соболев Г.Г. Горноспасательное дело. – М.: Недра, 1979. - .
8. Защита угольных шахт от самовозгорания угля / В.А.Горбатов,
В.Г.Игишев, В.Б.Попов, В.А.Портола. – Кемерово: Кузбассвузиздат, 2001. –
132 с.
9. Сафонов Г.Н., Бова Ю.С. Охрана труда в угольной промышленности
– М.: Недра, 1993. – 303 с.
Вспомогательная литература
1. Линденау Н.И., Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах / Н.И.Линденау, В.М.Маевская,
В.Ф.Крылов. – М.: Недра, 1977. – 320 с.
2. Козлюк А.И. Противопожарная защита угольных шахт. – К.: Техника, 1980. – 156 с.
3. Устав военизированной горноспасательной части (ВГСЧ) – 2-е изд.,
перераб. и доп. – М.: Углетехиздат, 1954. – 388 с.
4. Портола В.А. Локация очагов подземных пожаров с
поверхности: Монография; Кузб. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2001. – 176 с.
Интернет-ресурсы:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Категория:Технологии_машиностроения
основные понятия и определения технологии машиностроения
–
http://gost.ruscable.ru/cgi-bin/catalog/catalog.cgi?i=33999&l - ГОСТ по базированию и базам в машиностроении
http://www.osipyun.ru/Norms-of-accuracy-in-mechanical-engineering/index.html
- нормы точности в машиностроении, погрешности изготовления машин
http://www.yondi.ru/inner_c_article_id_887.phtm -технологичность изделия
9. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Самоспасатели – 5 шт.
Устройство для экспресс анализа состава воздуха ГХ.
Газоанализаторы переносные.
Интерферометр шахтный – 5 шт.
Огнетушители.
Головной светильник.
Анемометры крыльчатые и чашечные.
* приложение – Рейтинг-план освоения модуля (дисциплины) в течение
семестра.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС-2010 по направлению и профилю подготовки «Горное дело», профиль «Горные
машины и оборудование».
Авторы:
Портола В.А.
Программа одобрена на заседании кафедры БЖДиФВ
(протокол № 2 от «17» ноября 2010 г.).