УТВЕРЖДАЮ Директор института природных ресурсов ___________А.Ю. Дмитриев «10» сентября 2014г. БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ) «ОСНОВЫ ПРОВЕДЕНИЯ РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК» Направление (специальность) ООП 05.03.01 «Геология» Номер кластера (для унифицированных дисциплин) Профиль(и) подготовки (специализация, программа) «Геология» Квалификация (степень) Бакалавр Базовый учебный план приема 2014 г. Курс 4 семестр 7 Количество кредитов 3 Код дисциплины ДИСЦ.В. Виды учебной деятельноВременной ресурс по очной форме обучения сти Лекции, ч 16 Практические занятия, ч Лабораторные занятия, ч 16 Аудиторные занятия, ч 32 Самостоятельная работа, ч 76 ИТОГО, ч 108 Вид промежуточной аттестации зачет Обеспечивающее подразделение кафедра БС ИПР Заведующий кафедрой К.М.Минаев (ФИО) Руководитель ООП С.И. Арбузов (ФИО) Преподаватель В.П.Шестеров (ФИО) 2014г. 0 1. Цели освоения модуля (дисциплины) Выпускник ООП «Геология» обладает следующими общекультурными компетенциями (ОК): владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК1); умеет логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2); готов к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3); способен использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4); стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6); умеет критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК7); осознает социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8); Выпускник ООП «Геология» обладает следующими профессиональными компетенциями (ПК): инструментальные: готов к работе на полевых и лабораторных геологических, геофизических, геохимических приборах, установках и оборудовании (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-5); научно-производственная деятельность: готов применять на практике базовые общепрофессиональные знания теории и методов полевых геологических, геофизических, геохимических, гидрогеологических, нефтегазовых и эколого-геологических исследований при решении научно-производственных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-9); профильно-специализированные компетенции: способен использовать профильно-специализированные знания в области геологии, геофизики, геохимии, гидрогеологии и инженерной геологии, геологии и геохимии горючих ископаемых, экологической геологии для решения научных и практических задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-15); Цель преподавания дисциплины "Основы проведения разведочных выработок" познакомить студентов с основами технологии и техники проведения геологоразведочных выработок (открытых и подземных горных выработок), а также привить навыки разработки технической части проектов на разведку месторождений полезных ископаемых. 1 2. Место модуля (дисциплины) в структуре ООП Дисциплина «Основы проведения разведочных выработок» входит в перечень дисциплин профессионального цикла (вариативная часть, дисциплины по выбору студента) ООП направления подготовки бакалавров «Геология». Взаимосвязь дисциплины «Основы проведения разведочных выработок» с другими составляющими ООП следующая (ПРЕРЕКВИЗИТЫ): – Общая геология, – Экология – Структурная геология – Литология – Основы кристаллографии, минералогии, петрографии Содержание разделов дисциплины (модуля) согласовано с содержанием дисциплин, изучаемых параллельно (КОРЕКВИЗИТЫ): – Геология полезных ископаемых, – Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых. Задачами изучения дисциплины являются: приобретение студентами знаний и навыков по проектированию работ связанных с проведением геологоразведочных выработок. В процессе изучения дисциплины студенты должны ознакомиться с классификацией геологоразведочных выработок и получить четкое представление о буровом и горнопроходческом технологическом комплексе. Для успешного изучения дисциплины студенты должны, прежде всего, глубоко усвоить основной технологический процесс - технологию и технику проведения геологоразведочных выработок. Студент обеспечивается: - учебными пособиями и методическими указаниями по выполнению практических работ; - заданиями для выполнения индивидуальных работ. 3. Результаты освоения дисциплины В результате освоения дисциплины ДИСЦ.В. «Основы проведения разведочных выработок» бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение результатов Р1, Р3, Р5 ООП 05.03.01 «Геология» Планируемые результаты обучения, приобретенные к моменту окончания вуза, представлены в таблице 1. Таблица 1 Составляющие результатов обучения, которые будут получены при изучении данной дисциплины РезульСоставляющие результатов обучения таты Код Знания Код Умения Код Владение опыобучения том Р1 З 1.1. обладать професси- У использовать базовые и (ОК-1-4, ональными знания- 1.1. специальные знания 6 ми в области геологеологических наук при 2 гии Р3 (ПК-15, ОК 1, 6) Р5 (ПК – 9, 15, ОК-1, 3, 6) решении профессиональных проблем У3.2 Разрабатывать прогноз- В Владеть методано-поисковые модели 3.2 ми построения различных геологопрогнознопромышленных типов поисковых модеместорождений. лей месторождений З 5.1 Знать методы и У Уметь использовать со- В Инициативой методики исследо- 5.1 временные компьютер- 5.1 разработки новых вания вещества, ные технологии для обметодов исследопроведения геологоработки информации, вания вещества, разведочных работ построении моделей и проведения геореализации проектов лого-разведочных работ, и поиска новых технологий добычи и переработки руд В результате освоения дисциплины студентом должны быть достигнуты следующие результаты: Таблица 2 Планируемые результаты освоения дисциплины № п/п РД1 РД3 РД5 Результат Применять глубокие базовые и специальные, естественнонаучные и профессиональные знания в профессиональной деятельности для решения задач обеспечения минерально-сырьевой базы и рационального природопользования Вести сбор, анализ и обобщение фондовых геологических, геохимических, геофизических и других данных, разрабатывать прогнозно-поисковые модели различных геологопромышленных типов месторождений, формулировать задачи геологических и разведочных работ Совершенствовать существующие и внедрять новые методы и методики исследования вещества, проведения ГРР, техникотехнологические решения. Поиск новых технологий добычи и переработки руд. Выполнять лабораторные и экспериментальные геологоминералого-геохимические исследования с использованием современных компьютерных технологий. 4. Структура и содержание дисциплины Таблица 1 Темы лекционных занятий № п./п Название лекционного модуля дисциплины 3 Объем, ч. Основы физики горных пород Общие сведе2 ния о горных выработках. Сооружение горных выработок буровзрыв2 2 ным способом 3 Горные машины 2 4 Горное давление и крепление выработок 2 5 Проветривание горных выработок 2 Охрана природы при производстве горных 6 2 работ 7 Технология проходки разведочных выработок 2 8 Основы разработки МПИ 2 4.1. Содержание теоретического раздела дисциплины (Лекции) 1 1. Основы физики горных пород. Общие положения по физическим свойствам и характеристики горных пород и их влиянию на технологию разведки месторождений полезных ископаемых. Методы изучения и определения свойств пород. Основные физико-технические, деформационные и прочностные характеристики пород. Горно-технологические свойства пород, факторы, влияющие на их изменение, метод их оценки. Классификации горных пород по крепости, буримости, трещиноватости, абразивности, взрываемости. Свойства мерзлых грунтов и пород Общие сведения о горных выработках. Элементы горных выработок, понятия и термины, классификация горных выработок ( открытые, подземные ). Экология горного производства. Экологические системы и экоравновесие. 2. Сооружение горных выработок буровзрывным способом Разрушение горных пород взрывом Значение и объемы взрывных работ в геологоразведке. Виды взрывов. Механизм разрушения породы взрывом. Действие одиночного сосредоточенного заряда в массиве породы. Понятие о детонации. Работа и КПД взрыва. Организация взрывных работ. Получение разрешений на право производства взрывных работ, правила безопасности при обращении с взрывчатыми материалами (ВМ), хранение и транспортировка ВМ. Геологическое и маркшейдерское обслуживание взрывных работ. Зоны опасных воздействий при взрыве. Буровзрывные работы при сооружении горных выработок. Способы бурения шпуров. Оборудование. Бурильные машины. Удаление продуктов разрушения. Взрывные работы (взрывчатые вещества (ВВ), классификация ВВ, средства взрывания ВВ, конструкции шпуровых зарядов). Составление паспорта БВР. Правила ТБ при проведении БВР. 4 3. Горные машины Общие сведения о горнопроходческих машинах и комплексах. Машины и механизмы, применяемые при производстве горно-разведочных работ на дневной поверхности (экскаваторы, канавокопатели, бульдозеры, скреперные установки). Выбор оборудования, определение его фактической производительности, основные требования правил безопасности. Бурильные машины и установки, применяемые на открытых и подземных работах, их классификации, принцип работы, достоинства и недостатки, область применения, основные требования правил безопасности. Навесное бурильное оборудование. Породопогрузочные машины и проходческие комбайны, их конструктивные особенности и область применения. Оборудование для возведения крепи разведочных выработок. Проходческие комплексы для проведения горизонтальных, наклонных и вертикальных разведочных выработок. 4. Горное давление и крепление выработок Естественное поле напряжений массива горных пород и проявления горного давления. Определение зон разрушения массива вокруг выработки и нагрузки на крепь. Типы и виды крепи. Требования к горной крепи. Материалы для крепления. Крепь горизонтальных подземных выработок. Расчет прочных размеров деревянной рамной крепи, набрызг-бетонной и анкерной крепи. Технология возведения крепи. Крепление вертикальных и наклонных разведочных выработок Расчет прочных размеров венцовой крепи. Крепление устьев подземных выработок и их сопряжений. Понятие о паспорте крепления горной выработки. 5. Проветривание горных выработок. Погрузка и транспортировка породы. Водоотлив Проветривание горных выработок, способы проветривания. Рудничная атмосфера. Мероприятия по борьбе с пылью. Запыленность горных выработок как основной фактор заболевания горняков. Радон и взрывоопасные газы, их экологическая значимость. Погрузка и транспортировка породы. Водоотлив. 6. Охрана природы при производстве горных работ Рациональное использование и охрана земельных ресурсов. Загрязнение атмосферы при открытых горных выработках. Воздействие геологоразведочных и горнодобывающих работ на окружающую среду. 7. Технология проходки разведочных выработок 5 Подземные горные выработки; их назначение, объемы проходки на различных стадиях разведки месторождений. Элементы и параметры горноразведочных выработок, расчет площади поперечного сечения выработки. Технологические процессы при проведении разведочных выработок. Проходческий цикл. Трудоемкость проходки, нормирование труда горнорабочих. Рудничный воздух, его отличия от атмосферного. Мониторинг рудничного воздуха. Основы рудничной аэродинамики. Проветривание тупиковых выработок. Выбор вентиляционного оборудования и расчет параметров проветривания. Уборка породы при проходке горизонтальных выработок. Расчет производительности породопогрузочных машин и скреперных установок в заданных горно-геологических условиях. Подготовительно-заключительные и вспомогательные операции в забое горизонтальной выработки при уборке породы (2 ч). Транспортировка породы от забоя выработки. Перемещение породы по наклонным выработкам на нижележащий горизонт. Безрельсовый транспорт в горизонтальных выработках: транспортные машины на пневмошинном ходу, конвейеры, гидротранспорт. Монорельсовый транспорт. Транспорт по рудничным рельсовым путям, локомотивы и вагонетки. Транспортировка породы по наклонным выработкам на вышележащий горизонт. Подъем породы по вертикальным стволам. Особенности технологии проходки горизонтальных выработок большой протяженности, проходка рассечек и коротких штолен, сооружение технологических камер. Снабжение забоев сжатым воздухом, водой и электроэнергией. Формы и размеры поперечного сечения разведочных шурфов, способы их проходки. Технология проходки шурфов с помощью БВР. Крепление и армировка шурфов. Водоотлив в процессе проходки. Технология и технические средства сооружения шурфов машинным способом. Принципы организации шурфопроходческих работ в геологоразведке. Ликвидация шурфов и восстановление земной поверхности. Особенности проведения восстающих. Проходка восстающих обычным способом, с помощью КПВ, бурением на полное сечение, секционным взрыванием. Оформление сопряжений восстающего с горизонтальными выработками. Общие сведения о технологии и организации работ при проходке стволов разведочных шахт. Работы подготовительного периода; сооружение устья, технологические схемы сооружения основной части ствола. Армировка стволов. Специальные способы проходки подземных выработок в сложных горно-геологических условиях. 8. Основы разработки месторождений полезных ископаемых (МПИ) Способы разработки МПИ (рудных, пластовых, угольных, россыпных) 6 Угледобыча и охрана окружающей Среды. Экология при освоении россыпей. Охрана природы при вскрытии и разработке месторождений полезных ископаемых. 4.2. Содержание практического раздела дисциплины раторные работы) (лабо- Содержание практического раздела включает 8 занятий (8 лабораторных работ), общей трудоемкостью 16 часов (табл. 2). Таблица 2 Темы практических занятий № П. П. 1 1 2 3 4 ТЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 2 Выбор формы поперечного сечения (ПС) горизонтальной и наклонной горноразведочной выработки (ГРВ) и материала крепи по показателям устойчивости пород кровли и боков выработки Выбор формы (ПС), расчёт площади ПС, объёмов и времени проходки разведочных канав вручную и механизированным способом: бульдозером, канатным скрепером, экскаватором Расчет и составление паспорта БВР Расчёт параметров проветривания горизонтальной и наклонной ГРВ и выбор вентилятора местного КО Л. ЧА СО В 3 2 АННОТАЦИЯ 4 5 Расчет горного Составление давления и схемы крепи с определение размерами и прочностных расчетами параметров элементов крепи Рассчитать время на проходку канав предложенным способом 2 ФОРМА ОТЧЁТА Письменный отчет расчетом времени объемов. с и Паспорт БВР 2 Выбрать Письменный вентилятор отчет местного рассчетами проветривания при проходке 2 7 с проветривания 5 6 7 8 горизонтальной выработки Расчёт поперечного сечения вертикальной горной выработки. Расчёт объёма крепежного материала Расчет водоотливной установки Определение производительности уборки горной массы при проходке горизонтальной ГРВ в зависимости от применяемого погрузочнотранспортного оборудования 13. Расчёт и составление графика цикличной организации труда (циклограммы проходки) при проведении горизонтальной выработки Схема сечения и расчет количества материала 2 Выбрать насос по ожидаемому водопритоку Выбрать погрузочнотранспортное оборудование для данных условий 2 2 Письменный отчет Письменный отчет с характеристико й оборудования Циклограмма проходки выработки 2 4.3. Структура дисциплины Структура дисциплины по разделам (модулям) и видам учебной деятельности (лекции и практические занятия) с указанием временного ресурса представлена в табл. 3. Таблица 3 Структура модуля (дисциплины) по разделам и формам организации обучения № п/п 1 2 3 4 5 1 Раздел дисциплины Лекции Самостоятельная работа 6 10 10 20 30 Основы физики горных пород 2 Горные машины 2 Горное давление и крепление выработок 2 Разрушение горных пород взрывом 2 Технология проходки разведочных 8 выработок Тематика лабораторных работ Типы горных выработок, их классификация и назначение 8 2 3 Изучение конструкций и принципа действия пневматических перфораторов и электросверл, бурового и породоразрушающего инструмента для бурения шпуров Выбор формы и расчёт поперечного сечения горной выработки 5. Образовательные технологии Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (табл. 5). Таблица 5 Методы и формы организации обучения ФОО Методы Работа в команде Методы проблемного обучения Обучение на основе опыта Опережающая самостоятельная работа Проектный метод Лекции Практические занятия + + + + + + + + СРС + 6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов 6.1. Текущая самостоятельная работа студента Текущая самостоятельная работа студента направлена на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений: поиск, анализ, структурирование и презентация информации, выполнение расчетных работ; исследовательская работа и участие в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах; анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме. 6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа, ориентированная на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов. В результате самостоятельной подготовки студент овладевает следующими компетенциями: ОК-1, ОК-6, ОК-7;ПК-9, ПК15, 6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине 9 Самостоятельная работа в объеме 76 ч. по освоению теоретических и практических основ дисциплины заключается в следующем: работа с конспектом лекций, методической и учебной литературой в соответствии с учебным планом – 26 часа; подготовка к защите лабораторных работ – 18 часов; подготовка рефератов – 20 часа; подготовка к входному контролю (тестированию), текущему контролю (три контрольные работы) и итоговому контролю – 12часа. 6.4. Контроль самостоятельной работы Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей. 6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы Образовательные ресурсы, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе студентов, том числе программное обеспечение, Internet- и Intranet-ресурсы (электронные учебники, компьютерные модели и др.), учебные и методические пособия: рабочая программа дисциплины (206 ауд. 6 корпуса ТПУ); учебные пособия по лекционному материалу - Научно-техническая библиотека ТПУ– г. Томск, ул. Белинского 55); комплект тестовых материалов и 3-х контрольных работ лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, компьютерный класс для проведения практических работ. 7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины Контроль успеваемости студентов осуществляется в виде: входного контроля (четыре тестирования); текущего контроля (три контрольные работы и собеседование при сдаче отчетов по практическим занятиям); итогового контроля (зачет в третьем семестре). Контроль служит эффективным стимулирующим фактором для организации самостоятельной и систематической работы студентов, усиливает глубину и долговременность полученных знаний. Контроль осуществляется на аудиторных занятиях, в том числе и на консультациях, чем создаются условия, при которых студент вынужден ритмично работать над изучением данного курса. Организация контроля строится на оценке знаний студентов по принятой в Национальном исследовательском Томском политехническом университете рейтинговой системе. Максимальное количество баллов по данной дисциплине, которое может набрать студент, составляет 100 баллов (табл. 6) 10 Таблица 6 Оценка видов занятий дисциплины по рейтинговой системе № п./п. Вид занятий 1 Входной контроль (тестирование) 3 Текущий контроль (три контрольные работы) 4 Выполнение и защита лабораторных работ: 6 Итоговый контроль Максимальное количество баллов, всего Баллы 5 15 40 40 100 8. Вопросы рубежного контроля знаний по дисциплине «Основы проведения разведочных выработок» Примеры текущего контроля по дисциплине 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Способы и средства проветривания горизонтальных и наклонных горных выработок Способы и средства проветривания вертикальных горных выработок Крепление горизонтальных горных выработок Крепление наклонных горных выработок Крепление вертикальных горных выработок Водоотлив в вертикальных горных выработках Водоотлив в горизонтальных горных выработках Водоотлив в наклонных горных выработках Подъём при проходке шурфов Подъём при проходке вертикальных стволов Подъём при проходке наклонных стволов Подземный транспорт (локомотивы, опрокидыватели) Способы проведения открытых горных выработок Машины и оборудование для проведения открытых горных выработок Погрузочное оборудование при проходке наклонных выработок Конвейерный транспорт Проходческие комплексы и агрегаты Проходческие комбайны Специальные способы проходки наклонных стволов Специальные способы проходки вертикальных стволов Способы проходки восстающих Современные ВМ (ВВ и СИ) Оборудование для бурения взрывных скважин при сооружении подземных и открытых горных выработок 11 Бурильные машины, установки и механизмы, применяемые при строительстве подземных выработок Охрана окружающей среды при горно-разведочных работах Оборудование для бурения шпуров, установочные и подающие устройства для бурильных машин Буровой инструмент для бурения шпуров и скважин Борьба с пылью при бурении шпуров, взрывных работах, погрузке и транспортировке горной массы 24 25 26 27 28 Самоходные транспортные машины. Погрузочно-транспортные машины и их классификация, область применения Уборка породы скреперными установками при сооружении открытых и подземных горных выработок Оборудование для возведения крепи Оборудование для бурения шурфов, шахтных стволов и технологических скважин Оборудование для механизации проведения открытых горных выработок Технология и оборудование для возведения набрызг-бетонной и торкрет-бетонной крепи Анкерная крепь (конструкции анкеров, технология и оборудование для их установки) Энергоснабжение горных работ при проведении ГРВ Классификация и конструкции породопогрузочных машин Классификация и конструкции буропогрузочных машин Материалы и конструкции крепи Классификация, конструкции и область применения бурильных машин вращательного действия Классификация, конструкции и область применения погрузочно-транспортных машин Классификация, конструкции и область применения погрузочно-доставочных машин Освещение горно-разведочных выработок Снабжение горных выработок энергией сжатого воздуха Способы и схемы подачи воздуха в забой. Оборудование и приспособления для проветривания забоев 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Охрана окружающей среды 2. 3. 4. 5. 6. Формы загрязнения природной среды. Загрязнение атмосферы. Состояние водных ресурсов. Экологические проблемы разведки твердых полезных ископаемых. Рекультивация нарушенных земель. 12 7. Экологические системы и экоравновесие. 8. Рациональное использование и охрана земельных ресурсов. 9. Воздействие геологоразведочных и горнодобывающих работ на окружающую среду. 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Рекомендуемая литература 2. Лукьянов В.Г. Взрывные работы: учебник для вузов / В.Г. Лукьянов, В.И. Комащенко, В.А. Шмурыгин. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 404 с. 8. Лукьянов В.Г., Громов А.Д., Пинчук Н.П. Технология проведения горно-разведочных выработок: Учебник для вузов. 2-е изд. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004. – 468 с. 9. Щукин А.А. Взрывные и другие работы в скважинах: учебное пособие. А.А. Щукин, В.А. Шмурыгин. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2006. – 224 с. 10. Хорев В. А., Гусев В.Н., Соколенко Л.А. и др.; под. Ред. Хорева В. А. Проведение горноразведочных выработок. Справочник. М.: Недра, 1990, 412 с.: ил. 11. Безопасность при взрывных работах: сборник документов / Госгортехнадзор России. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Промышленная безопасность, 2007. – 228 с. – (Серия 13). Другие образовательные ресурсы Мультимедиа-проектор EPSON EMP-1810, компьютер, колонки активные Sven 611, специализированный экран Презентации к лекциям 10.Материально-техническое обеспечение дисциплины В проведении лекционных и практических занятий используются следующие аудитории: 106 ауд. 6 кор. (32 посадочных места, используется персональный РС Core 2 Duo 1.8. с программным обеспечением: Microsoft Office PowerPoint 2003); 107 ауд. 6 кор. 13 Учебное издание ОСНОВЫ ПРОВЕДЕНИЯ РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК Рабочая программа для студентов, обучающихся по направлению «Геология», профиль «Геология» бакалавры Разработчик ШЕСТЕРОВ Виктор Петрович Подписано к печати .2012. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка». Печать XEROX. Усл.печ.л. . Уч.-изд.л. Заказ . Тираж 100 экз. Национальный исследовательский Томский политехнический университет Система менеджмента качества Издательства Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008 . 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30 Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru 14