 
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ИНЖЕНЕРНАЯ ШколА ДВФУ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
Подземные горные работы Ч I
Направление/специальность – 130400.65 «Горное дело»
130404.65 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Форма подготовки (очная)
Название школы Инженерная школа ДВФУ
Название кафедры Горного дела и комплексного освоения георесурсов
курс 4 семестр 7
лекции – 72час.
практические занятия - 36 час.
семинарские занятия – нет.
лабораторные работы – нет.
консультации –
всего часов аудиторной нагрузки – 108 час.
самостоятельная работа – 54 час.
реферативные работы – нет
контрольные работы – нет
курсовая работа –
зачет - нет
экзамен – 7 семестр.
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования № 349 тех/дс от 14 апреля 2000 г. Учебно-методический комплекс дисциплины обсуждена на заседании кафедры Горного дела и комплексного освоения георесурсов № 1 « 25 » _сентября__2012 г.
Заведующий кафедрой В. Н. Макишин
Составитель: А. В. Белов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ИНЖЕНЕРНАЯ ШколА ДВФУ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
Подземные горные работы Ч I
Направление/специальность – 130400.65 «Горное дело»
130404.65 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Название школы Инженерная школа ДВФУ Форма подготовки (очная)
Название кафедры Горного дела и комплексного освоения георесурсов
курс 4 семестр 7
лекции – 72час.
практические занятия - 36 час.
семинарские занятия – нет.
лабораторные работы – нет.
консультации –
всего часов аудиторной нагрузки – 108 час.
самостоятельная работа – 54 час.
реферативные работы – нет
контрольные работы – нет
курсовая работа –
зачет - нет
экзамен – 7 семестр.
Рабочая программа комплекс составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования № 349 тех/дс от 14 апреля 2000 г.
Рабочая программа учебной дисциплины обсуждена на заседании кафедры Горного дела и комплексного освоения георесурсов № 1 « 25» _сентября_2012 г.
Заведующий кафедрой В. Н. Макишин
Составитель: А. В. Белов
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от « 25 » _сентября__ 2012 г. № 1
Заведующий кафедрой _______________________ В. Н. Макишин
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20___ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись) (И.О. Фамилия)
Аннотация
Дисциплина «Подземные горные работы» относится к циклу специальных дисциплин ООП 130404.65 «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» направления 130400.65 «Горное дело» и включена в дисциплины специализации ДС.Ф.2.
При разработке рабочей учебной программы использованы:
Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования образовательной программы, утвержденный "14" апреля 2000 г., регистрационный номер (№349 тех/дс)
Требования к дисциплине из государственного образовательного стандарта:
Сущность добычи полезных ископаемых подземным способом; элементы подземных горных разработок, деление шахтных полей на части, подземные горные выработки, вскрытие подземных и рудных месторождений, системы разработки пластовых и рудных месторождений; горнопроходческие работы; технология и организация очистных работ; процессы охраны и поддержания подземных выработок, крепи горных выработок; очистные и проходческие комбайны, угольные струги, бурильные машины; погрузочные машины; внутришахтный транспорт; шахтный водоотлив; процессы в околоствольном дворе; рудничный подъем, комплексы поверхности шахт и рудников; состав атмосферы горных выработок; допустимые уровни концентрации компонентов рудничной атмосферы, законы движения воздуха в горных выработках, способы и схемы вентиляции подземных горных выработок.
Особенности построения курса позволяют обеспечить формирование компетенций будущего специалиста, позволяющих вести профессиональную деятельность, учитывая такую специфику разработки угольных месторождений, как широкий диапазон горно-геологических и горнотехнических условий, большое число процессов и операций, отличающихся различной направленностью и способами механизации и автоматизации, которые осуществляются в сложных условиях подземного пространства с учетом проявлений горного давления, изменяющихся температурных режимов, гидрогеологических условий, в условиях возможных газовыделений, выбросов, горных ударов и прочих проявлений, требующих грамотных технических решений, обеспечивающих безопасность ведения горных работ, соблюдение принципов рационального природопользования, позволяющих осуществлять экономически эффективную хозяйственную деятельность на горном предприятии. При формировании курса использованы геологические и технические базы данных, современные учебно-методические материалы и научные издания, изданные как в России так и за рубежом, ресурсы ведущих предприятий отрасли, Министерства топлива и энергетики РФ, US Department of Energy, World Coal Association и др.
Учебный курс включает в себя лекционные занятия, практические занятия, самостоятельную работу студентов. Курс предназначен для студентов, обучающихся по специальности 130400 «Горное дело», относится к профессиональному учебному циклу (код УЦ ООП – С3) в соответствии с ГОС, курс связан с такими дисциплинами, как геология, физика горных пород, геомеханика, управление состоянием массива, подземная разработка месторождений полезных ископаемых, горные машины и оборудование, аэрология шахт, проектирование горных предприятий, компьютерная графика, геотехнология.
Целью преподавания дисциплины является формирование у будущего специалиста необходимых профессиональных компетенций, научных и методических принципов для осуществления процессов при добыче угольных (пластовых) месторождений подземным способом, расчета их рациональных параметров в конкретных горно-геологических условиях, проектирования технологических схем и процессов, определения их экономической эффективности при обеспечении безопасных условий труда, внедрении инновационных подходов в организации горных работ.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:
Умение обосновывать главные параметры шахт, технологические схемы вскрытия, подготовки и отработки запасов твердых полезных ископаемых с использованием средств комплексной механизации и автоматизации горных работ высокого технического уровня;
Готовность к разработке инновационных технологических решений при проектировании освоения запасов пластовых месторождений твердых полезных ископаемых подземным способом;
Умение выбирать высокопроизводительные технические средства и технологию горных работ в соответствии с условиями их применения;
Знание процессов подземных горных работ в различных условиях залегания месторождений;
Умение применять безопасные и эффективные технологические схемы выемочных участков;
Знание способов управления геомеханическими и газодинамическими процессами, применение технологических схем дегазации месторождений;
Умение выполнять расчеты, связанные с организацией очистных и подготовительных работ в шахте;
Возможность внедрения передовых методов и форм организации производства и труда;
Умение обосновывать эффективность реализации проектных решений;
Знание современных тенденций и направлений комплексного освоения недр при подземной разработке пластовых месторождений.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
№
п/п
|
Раздел
дисциплины
|
Семестр
|
Неделя семестра
|
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов
и трудоемкость
(в часах)
|
Формы текущего контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма
промежуточной
аттестации
|
Лекции
|
Практич.
|
Реферирование
|
КР (РГЗ)
|
СРС
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
1.
|
Геологическая характеристика месторождений
|
7
|
|
6
|
4
|
|
|
5
|
В соответствии с формами рейтинг-планов дисциплины
|
2.
|
Уголь и вмещающие породы. Экологические аспекты подземной добычи угля
|
7
|
|
6
|
2
|
|
|
6
|
3.
|
Принципы процессов и операций подземных горных работ
|
7
|
|
6
|
4
|
|
|
5
|
4.
|
Выемка угля.
|
7
|
|
10
|
4
|
|
|
6
|
5.
|
Крепление очистных забоев
|
7
|
9-14
|
8
|
4
|
|
|
5
|
6.
|
Процессы управления кровлей
|
7
|
|
10
|
4
|
|
|
6
|
|
7.
|
Концевые операции. Монтаж и демонтаж оборудования.
|
7
|
|
6
|
2
|
|
|
5
|
|
8.
|
Технологические схемы очистных работ
|
7
|
|
6
|
4
|
|
|
6
|
|
9.
|
Организация очистных работ на горном предприятии
|
7
|
|
6
|
4
|
|
|
5
|
|
10.
|
Обеспечение очистных работ на горном предприятии
|
7
|
|
8
|
4
|
|
|
5
|
|
|
Итого
|
|
|
72
|
36
|
|
|
54
|
|
ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС
Л.1. Введение.
Пластовые месторождения. История развития и текущее состояние развития науки и техники в области процессов подземной добычи угля. Российский и зарубежный опыт. Цель и задачи курса, его место в учебном плане, связь со смежными и общеобразовательными дисциплинами. Принципы организации курса. Тематика рефератов и семинаров. Рекомендуемая учебно-методическая, научно-методическая литература, периодические издания, базы данных, российские и зарубежные интернет-ресурсы.
МОДУЛЬ 1. Общие аспекты технологии подземной добычи угля.
Раздел 1. Геологическая характеристика месторождений
Л. 2. Угленосные районы.
Распределение угленосных районов Российской федерации, характеристика, горно-геологические условия. Крупнейшие мировые месторождения угля, характеристика, горно-геологические условия.
Л. 3. Угольные месторождения Дальневосточного федерального округа.
Горно-геологические условия и запасы Павловского месторождения.
Горно-геологические условия и запасы Шкотовского месторождения.
Горно-геологические условия и запасы Раковского месторождения.
Горно-геологические условия и запасы Хабаровского месторождения.
Горно-геологические условия и запасы Ургальского месторождения.
Горно-геологические условия и запасы Эльгинского месторождения.
Горно-геологические условия и запасы Ланковского месторождения.
Л. 4. Запасы месторождений.
Классификация запасов. Балансовые и забалансовые запасы. Подсчет запасов. Параметры подсчета запасов и их обоснование. Категории запасов. Запасы категории А. Запасы категории В. Запасы категории С1. Запасы категории С2. Группы балансовых запасов. Топливно-энергетический баланс. Роль угля в топливно-энергетическом балансе.
Л. 5. Условия залегания пластов.
Основные горно-геологические факторы. Мощность пластов. Угол падения пластов. Форма и условия залегания пластов. Строение пласта. Глубина залегания. Газоносность пластов и месторождений. Склонность угля к самовозгоранию. Горные удары. Обводненность месторождений.
Раздел 2. Уголь и вмещающие породы. Экологические аспекты подземной добычи угля.
Л. 6. Свойства угля и пород.
Природа образования, физико-химические и механические свойства угля. Биохимичекая и геохимическая фазы. Выход летучих. Физико-химические свойства угля. Характеристики вмещающих пород.
Л.7. Экологическая оценка подземных горных работ.
Экологические риски шахты. Деформации поверхности. Факторы загрязнения окружающей среды. Профилактические мероприятия. Экологическая нагрузка при закрытии угольных шахт.
Раздел 3. Принципы процессов и операций подземных горных работ
Л. 8. Технологии, процессы и операции.
Определение технологии, процессов и операций. Схема процессов, выполняемых в шахте. Технологические схемы процессов. Очистные выработки.
Л. 9. Очистные забои.
Схемы очистных работ. Очистные работы на пологих пластах. Очистные работы на крутых пластах. Основные сведения о подготовке пластов к выемке. Общие требования к безопасности ведения горных работ при выемке, принципы рационального природопользования, принципы организации экономически эффективного на выемочных участках.
МОДУЛЬ 2 Очистные работы.
Раздел 1. Выемка угля.
Л.10. Классификация способов выемки.
Критерии выбора способа выемки. Описание процесса выемки и его составляющих. Механизированная выемка. Принципы применения современного горного оборудования на очистных работах. Широкозахватная и узкозахватная выемка.
Л. 11. Выемка угля очистными комбайнами.
Требования к очистным комбайнам. Технологические параметры оборудования. Скорость подачи комбайна. Производительность комбайна. Буровые исполнительные органы. Схемы расположения комбайна. Погрузка угля при выемке комбайном. Преимущества и недостатки выемки очистными комбайнами.
Л.12. Выемка струговыми установками.
Принцип работы струговых установок. Практика применения струговых установок на угольных месторождениях. Схема струговой установки. Цикл работ при струговой выемке. Преимущества и недостатки струговой выемки. Технологические параметры струговых установок.
Раздел 2. Крепление очистных забоев.
Л. 13. Крепление очистного забоя как один из основных производственных процессов предприятия.
Общие сведения. Применение современных способов крепления очистных выработок. Технические требования к креплению очистных выработок. Производственные требования к креплению очистных выработок. Индивидуальные крепи (основные понятия). Призабойные крепи (основные понятия). Посадочные крепи (основные понятия). Секционные крепи (основные понятия). Комплектные крепи(основные понятия). Агрегатные крепи (основные понятия).
Л.14. Индивидуальные призабойные крепи.
Стойки и верхняк крепи. Жесткость крепи. Податливость крепи. Крепи нарастающего сопротивления. Крепи постоянного сопротивления. Жесткие крепи. Рабочие характеристики стоек. Стойки трения. Гидравлические стойки. Достоинства и недостатки призабойных крепей разных типов. Посадочные крепи. Верхняк призабойной крепи.
Л. 15. Механизированные крепи.
Общие понятия. Требования к механизированным крепям. Крепи поддерживающего типа. Оградительно-поддерживающие крепи. Поддерживающе-оградительный тип крепей. Крепи оградительного типа. Основные и вспомогательные функции крепей. Линейная секция как структурная единица механизированной крепи. Схемы передвижения крепей. Основные параметры механизированных крепей. Щитовые крепи.
Л.16. Крепление лавы.
Основные технологические процессы крепления лавы. Основные операции. Подготовительно-заключительные операции. Затраты времени на операции по креплению лавы. Скорость крепления механизированной крепи. Скорость крепления индивидуальной крепи. Численность рабочих при креплении забоя. Производительность комбайна по условиям крепления призабойного пространства.
Л. 17. Крепи сопряжений лавы. Взаимодействие крепи и массива горных пород при очистной выемке.
Выбор технологии и средств крепления сопряжений в лаве. Площадь сопряжения лавы. Индивидуальная крепь сопряжения. Механизированная крепь сопряжения. Шаг передвижки крепей сопряжения. Крепи сопряжений поддерживающего типа. Крепи сопряжений оградительно-поддерживающего типа. Применяемость крепей сопряжения по углу падения. Сопротивление крепей сопряжения. Взаимодействие крепи с непосредственной кровлей. Режим заданной нагрузки крепи. Режим заданной деформации крепи. Величина и скорость опускания массива. Жесткость и податливость крепей. Режим взаимовлияющей деформации. Влияние производственных процессов на характер взаимодействия крепи с породами кровли. Зона влияния выемки на смещение пород впереди и позади забоя, по падению и по восстанию. Тип крепи как фактор взаимодействия пород и крепления. Связь схем передвижения крепи и проявлений горного давления.
Л.18. Типоразмер крепи. Паспорт крепления.
Данные для выбора типоразмера индивидуальных крепей. Выбор типоразмеров механизированных крепей. Минимальная конструктивная высота. Максимальная высота крепи. Паспорт крепления как документ, определяющий принятые для данной выработки способы крепления, конструкцию крепи и последовательность производства работ по креплению.
Раздел 3. Процессы управления кровлей.
Л. 19. Способы управления кровлей в очистных забоях.
Основные принципы управления кровлей в очистных выемках. Естественное поддержание очистного пространства. Обрушение кровли по всей площади выработанного пространства. Частичное обрушение кровли. Шаг посадки кровли. Коэффициент разрыхления. Искусственное поддержание кровли. Принципы применения закладки выработанного пространства. Полное обрушение кровли на пологих пластах. Искусственное разрушение крепи за пределами очистного пространства. Искусственное разрушение кровли. Произвольное разрушение кровли. Обрушение кровли на крутых пластах. Частичная закладка выработанного пространства.
Л. 20. Полная закладка как способ управления кровлей при подземных горных работах
Область применения технологических схем с полной закладкой выработанного пространства. Закладочные материалы. Выбор закладочного материала. Требования к закладочному материалу. Определение сырьевой базы закладочного материала. Самотечная закладка. Пневматическая закладка. Гидравлическая закладка. Твердеющая закладка. Выбор способа закладки.
Раздел 4. Концевые операции. Монтаж и демонтаж оборудования.
Л. 21. Осуществление концевых операций при выемке угля очистными комплексами.
Виды концевых операций. Сопряжение очистной и подготовительной выработки. Передвижение комбайнов в подготавливаемую нишу. Последовательность операций по подготовке ниш к выемке. Самозарубка комбайна. Операции на сопряжениях лав с подготовительными выработками. Монтаж комплексов в очистных выработках. Демонтаж комплексов в очистных выработках.
Раздел 5 Технологические схемы очистных работ.
Л. 22. Технологические схемы на пологих пластах.
Схемы с применением механизированных комплексов. Состав механизированных комплексов для пологих пластов. Совершенствование механизированных комплексов. Условия применения комплексов. Комплексы с крепями поддерживающего типа. Комплексы с крепями оградительно-поддерживающего типа. Комплексы с крепями поддерживающе-оградительного типа. Выемка угля слоями. Схемы с применением струговых установок. Разработка пластов короткими очистными забоями.
Л. 23. Технологические схемы на крутых и наклонных пластах.
Схемы с применением индивидуальной крепи. Технологические схемы работ на наклонных и крутых пластах тонких и средней мощности. Схемы выемки с применением буровзрывных работ.
Л. 24. Технологии гидромеханизации и безлюдной выемки угля.
Общие понятия о гидравлическом способе добычи угля. Подготовительные работы на гидрошахтах. Выемка угля при гидравлическом способе. Гидротранспорт и гидроподъем.
Классификация способов безлюдной выемки угля. Бурошнековая выемка. Производительность при бурошнековой выемке. Выемка угля скрепероструговыми установками. Скважинные безлюдные технологии добычи угля. Технология скважинной гидродобычи угля. Технология подземной газификации угля.
МОДУЛЬ 3. Организация и обеспечение очистных работ.
Раздел 1. Организация очистных работ на горном предприятии
Л.25. Производственный цикл.
Рабочие процессы. Ремонтно-строительные и вспомогательные рабочие операции. Поточная и цикличная организация труда. Технологические перерывы. Коэффициент использования рабочего времени. Интенсивность работы. Анализ лучших практик организации труда при проведении очистных работ в России и за рубежом.
Л.26. Графики организации очистных работ.
Жесткие и скользящие графики. Основные принципы жесткого и скользящего графика. Одноцикличные графики. Многоцикличные графики. Организация труда в ремонтно-подготовительной и добычной сменах. Продолжительность производственного цикла и структура рабочего времени при очистной выемке. Планограмма работ.
Раздел 2. Обеспечение очистных работ на горном предприятии.
Л.27. Процессы подземного транспорта.
Основной и вспомогательный транспорт. Участковый транспорт. Магистральный транспорт. Характеристика грузопотоков при ведении очистных работ. Прямые и обратные грузопотоки. Конвейерный транспорт. Локомотивный транспорт. Перевозка людей и вспомогательных грузов. Обеспечение надежности транспорта при очистных работах.
Л. 28. Поддержание и вентиляция очистных выработок.
Общие понятия процессов. Бутовые полосы и охранные сооружения. Организация ремонтных работ. Капитальный ремонт. Восстановление выработок. Рудничный воздух проветривание очистных забоев при различных системах разработки. Дегазация угольных пластов. Борьба с пылью при выемке угля.
содержание практической части курса
Практические занятия
Занятие 1.
Шахтное поле. Запасы месторождения. Подсчет запасов.
Занятие 2.
Расчет производительности очистного комплекса
Занятие 3.
Расчет производительности комбайна исходя из скорости крепления при очистной выемке
Занятие 4.
Определение длины лавы исходя из времени технологических операций в забое
Занятие 5.
Обоснование типов транспорта выемочного участка
Занятие 6.
Определение нагрузки на забой в шахтах опасных по газу
Занятие 7.
Расчет коэффициента готовности технологической схемы при осуществлении очистных работ
Занятие 8.
Расчет струговой установки
Занятие 9.
Выбор типоразмера механизированной крепи
Занятие 10.
Расчет механизированной крепи
Занятие 11.
Выбор средств механизации очистных работ
Занятие 12.
Определение себестоимости угля по участку
Занятие 13.
Организация работ на выемочном участке. Планограмма работ
контроль достижения целей курса
В данной части рабочей программы приводятся тематика и перечень контрольных работ, заданий, задач, перечень вопросов для промежуточного и итогового контроля (зачета, экзамена).
Контрольные работы
|
