25.00.22 – геотехнология (подземная, открытая, строительная), техн.

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 23 августа 2007 г. № 138
 

1. Общие методические рекомендации

В основу программы положены следующие дисциплины учебного плана специальности Т.20.02 "Разработка полезных ископаемых": геология и разведка полезных ископаемых, гидрогеология, основы геологии, процессы горного производства, открытые горные работы, разработка торфяных и сапропелевых месторождений, технология, механизация и электрификация разработки месторождений полезных ископаемых, управление процессом разработки торфяных месторождений, процессы подземных горных работ.

 Изучение дисциплин, образующих содержание программы-минимума специальности 25.00.22 – геотехнология (подземная, открытая, строительная) предполагает владение навыками проектирования, исследования, инженерного расчета, оптимизации и практической реализации технологических процессов подготовки горных пород к разработке, рациональное размещение и складирование полезного ископаемого, а также вспомогательных процессов, технологии и комплексной механизации подземных и открытых разработок месторождений полезных ископаемых, схем, способов и систем вскрытия и рекультивационных работ, методов обеспечения стабильности и повышения надежности горных работ, приемов преодоления неблагоприятных природных проявлений. Специфика технологии и комплексной механизации торфяного производства. Подготовка торфяных и сапропелевых месторождений к разработке и переработки торфа и сапропелей. Осушение. Технологии добычи и хранения. Требуется умение составлять математические модели, проводить численные и натуральные эксперименты, обработку и анализ полученных данных.

2. Примерный тематический план

Номер и наименование темы, Объем учебной нагрузки, час

  1. Основы геологии, 90
  2. Геология и разведка полезных ископаемых, 54
  3. Гидрогеология, 54
  4. Процессы горного производства, 90
  5. Открытые горные работы, 104
  6. Подземные горные работы, 48
  7. Разработка торфяных месторождений, 272
  8. Добыча нерудных строительных материалов, 272
  9. Технология, механизация и электрификация подземной разработки месторождений полезных ископаемых, 180
  10. Управление процессом разработки торфяных месторождений, 64
  11. Процессы подземных горных работ при разработке пластовых соляных месторождений, 42

3. Содержание курса

3.1. Понятие о полезных ископаемых и их месторождениях.

Разделение полезных ископаемых по физическому состоянию и промышленному использованию. Вещественный состав (химический, минеральный) полезных ископаемых. Рудные и сопутствующие минералы, их количественные соотношения, ценные компоненты, вредные и полезные элементы (примеси). Комплексное использование полезных ископаемых. Пространственное распределение химических элементов и минералов, природных типов и промышленных сортов минерального сырья в месторождениях. Разведка и геолого-промышленная оценка месторождений полезных ископаемых. Металлические и неметаллические полезные ископаемые, горнорудное минеральное сырье, горнохимическое и агрономическое сырье, строительные природные горные породы (вяжущие, огнеупорные, для производства стекла и керамики, бетона, естественные каменные), горючие ископаемые.

3.2. Гидрогеология и эффективное и безопасное ведение горных работ.

Условия залегания и движения подземных вод. Состав и свойства подземных вод, их характеристика по условиям залегания. Динамика подземных вод и горнопромышленная гидрогеология. Инженерно-геологические свойства горных пород. Основные механические свойства песчано-глинистых пород, особенности сапропелей, торфов, засоленных пород. Основы инженерной геологии и геодинамики массивов горных пород. Инженерно-геологическое обеспечение горных работ.

3.3. Технология подземной добычи полезных ископаемых.

Основные понятия и терминология. Подземный рудник и шахта, их взаимодействие с перерабатывающими предприятиями (обогатительными фабриками), размещение отходов производства (отвалы, шламохранилища). Физико-техническая характеристика массивов пород, их свойства в раздробленном состоянии. Обводненность их полезных ископаемых и вмещающих пород. Газоопасность залежей. Рудничная атмосфера и требования к проветриванию: допустимые концентрации метана, вредных и ядовитых газов. Напряженно-деформированное состояние массива при ведении подземных горных пород. Сооружения горных выработок. Стадии подземной разработки. Разделение шахтного поля на этажи и порядок их выемки. Порядок очистной выемки в этаже. Способ выемки руды. Производительность рудника. Сдвижение вмещающих пород и земной поверхности в результате выемки полезного ископаемого.

Вскрытие месторождений. Выбор способа и характеристика вскрывающих месторождений. Подготовка шахтного поля. Основные производственные процессы очистной выемки. Погрузка и доставка руды. Управление горным давлением при очистной выемке. Системы подземной разработки рудных месторождений. Технология размещение отходов подземной добычи полезных ископаемых, ее обоснование и расчет (отвалы, шламохранилища).

3.4. Технология открытой добычи полезных ископаемых.

Этапы и производственные процессы открытых горных работ. Основные параметры карьеров. Коэффициенты вскрыши и методы их определения. Определение предельной глубины открытых горных работ. Принципы оконтуривания карьерных полей.

Способы подготовки горных пород к выемке. Требования к буровзрывным работам в карьерах. Влияние качества дробления горных работ на производительность оборудования Способы ведения буровзрывных работ на карьерах. Особенности ведения взрывных работ на месторождениях сложного строения.

Выемка и погрузка горных пород. Общие сведения о выемочно-погрузочных работах. Разработка горных пород механическими лопатами. Особенности работы одноковшовых экскаваторов в забоях сложного строения. Применение драглайнов и фронтальных погрузчиков на карьерах. Выемка пород многочерпаковыми экскаваторами.

Перемещение карьерных грунтов. Основные виды карьерного транспорта. Железнодорожный автомобильный конвейерный и комбинированный карьерный транспорт. Условия применения.

Технология отвальных работ. Общие сведения об отвальных работах. Способы отвалообразования (плужное, экскаваторное, бульдозерное, оборудование непрерывного действия).Рекультивация земель, нарушенных горными работами.

Основные виды, назначение и способы проведения вскрывающих выработок. Основные параметры траншей. Способы проведения капитальных и разрезных траншей. Показатели проходки траншей.

Вскрытие карьерных полей. Классификация способов вскрытия. Вскрытие внешними, внутренними капитальными траншеями. Применение подземных горных выработок для вскрытия карьерных полей. Комбинированное вскрытие. Форма и параметры трасс при траншейном вскрытии.

Системы открытых горных работ. Классификация систем открытой разработки месторождений и комплексов оборудования. Системы разработки пологих, наклонных и крутых месторождений. Элементы системы разработки. Комбинированная разработка месторождений.

Общие сведения о нерудных строительных горных породах. Использование их в народном хозяйстве. Требования, предъявляемые к сырью для строительных материалов. Особенности добычи сырья для производства щебня, гравия, песка. Особенности месторождений горных пород, перерабатываемых на щебень. Технология разработки сложноструктурных месторождений карбонатных пород. Разработка песчано-гравийных и гравийных месторождений. Технология горных работ на карьерах стенового и блочного камня. Общие сведения и требования к качеству соснового камня и блоков. Технология добычи блоков на месторождениях скальных пород. Геотехнологические способы добычи полезных ископаемых. Добыча металлов, солей и других веществ методом подземного выщелачивания, газификация углей, перегонка сланцев, расплавление серы, обжиг сульфидных минералов, скважинная гидродобыча. Подвижная разработка месторождений полезных ископаемых (особенности выемки и транспортирования породы, землесосные и черпаковые снаряды, подводные экскаваторы, скреперные установки, драги, подводные бульдозеры и др.).

3.5. Технология и комплексная механизация торфяного производства.

Факторы болотообразования. Процессы торфообразования. Классификация торфяных залежей и торфа. Факторы сапропелеобразования. Промышленно-генетическая классификация сапропеля.

Элементный и групповой составы органической части торфа. Физико-механические свойства торфа и торфяной продукции. Дисперсность. Водные свойства. Пористость и пористая структура. Перенос тепла и воды в торфе. Состав и свойства сапропеля. Элементный и групповой составы сапропеля. Физические и физико-механические свойства сапропеля. Физико-химическая механика торфа.

Подготовка торфяных месторождений к эксплуатации. Осушение торфяного месторождения, технология и машины для подготовительных и осушительных работ. Принципы расчета и проектирования осушительных работ. Схемы подготовки поверхности торфяных месторождений к их разработке. Подготовка торфяных месторождений для добычи сапропеля из-под залежи. Подготовка сапропелевых залежей для его добычи из неглубоких озер.

Способы добычи торфа. Основные способы и закономерности удаления воды из торфа. Способы сушки (искусственная, естественная). Полевая сушка торфа. Основные процессы производства фрезерного и кускового торфа. Производство брикетов. Технологические схемы добычи фрезерного торфа. Основные технологические показатели на добыче торфа. Расчет производительности технологического оборудования на добыче фрезерного торфа. Расчет цикловых и сезонных сборов. Годовая программа добычи фрезерного торфа, ее обеспеченность и потребность в производственных площадях. Раздельная уборка торфа. Учет и хранение фрезерного торфа. Потери от саморазогревания. Способы добычи кускового торфа. Определение длительности технологических операций, числа дней на добыче и уборке кускового торфа. Оборудование на добыче кускового торфа. Требования к качеству кускового торфа. Учет и хранение кускового торфа.

Брикетное производство. Схемы сушильных установок и брикетных заводов. Требования к сырью и сырьевым базам для брикетного производства. Расчеты прессового и сушильного оборудования.

Причины саморазогревания и возгорания торфа. Способы предотвращения саморазогревания торфа.

Направления использования торфа и сапропеля. Агрохимические свойства торфа и сапропеля. Виды органических и органоминеральных удобрений на основе торфа и сапропеля. Использование торфяных месторождений в качестве сельскохозяйственных угодий. Сработка залежи.

Использование торфа для химической переработки. Требования к сырью и схемы переработки торфа в целевые продукты.

Технологические схемы и оборудование для добычи сапропеля из озер и из-под торфа. Направления использования сапропеля. Механизмы на добыче сапропеля.

Функции болот в природе. Разработка торфяных месторождений и охрана природы. Способы рекультивации выбывших из эксплуатации торфяных месторождений, повторное заболачивание. Основные факторы, определяющие экологическую безопасность при извлечении донных отложений.

Литература

  1. Брюховецкий О.С., Бунин Ж.В., Ковалев И.А. Технология и комплексная механизация разработки месторождений полезных ископаемых (Учебник для студентов вузов). М.: 1989.
  2. Богатов Б.А., Никифоров В.А. Технология и комплексная механизация торфяного производства (Учебник для студентов вузов). Мн.: 1988.
  3. Афанасьев А.Е., Малков Л.М., Смирнов В.И. и др. Технология и комплексная механизация разработки торфяных месторождений. М., 1987.
  4. Лиштван И.И., Король Н.Т. Основные свойства торфа и методы их определения. Мн., 1975.
  5. Лиштван И.И., Терентьев А.А., Базин Е.Т. и др. Физико-химические основы технологии торфяного производства. Мн., 1983.
  6. Лиштван И.И., Базин Е.Т., Гамаюнов Н.И. и др. Физика и химия торфа (Учебное пособие для вузов). Мн., 1989.
  7. Борисов С.С. Горное дело. М., 1988.
  8. Ржевский В.В. Открытые горные работы. М.: Недра, 1985.
  9. Аренс В.Ж. Скважинная добыча полезных ископаемых. М., 1986.
  10. Агошка М.И. и др. Разработка рудных и нерудных месторождений. М., 1983
  11. Килячков А.П. Технология горного производства. М., 1985.
  12. Шлаин И.Б. Разработка месторождения нерудного сырья. М., 1985.
  13. Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. М., 1985.
  14. Тюремнов С.Н. Торфяные месторождения. М., 1976.
  15. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ. М., 1992.
  16. Трубецкой К.Н., Шапарь А.Г. Малоотходная ресурсосберегающая технология при разработке месторождений. М., 1992.
  17. Шаровар И.И. Геотехнологические способы разработки пластовых месторождений. М., 1999.

Дополнительная литература

  1. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Введение в инженерную экологию. М., 1989
  2. Гамаюнов Н.И., Миронов В.А., Гамаюнов С.Н. Тепломассоперенос в органогенных материалах. Процессы обезвоживания. – Тверь, 1998.
  3. Бамбалов Н.Н., Ракович В.А. Роль болот в биосфере. Мн., 2005.
  4. Терентьев А.А., Суворов В.И. Структуры и свойства формованной торфяной продукции. Тверь, 2004.
  5. Курзо Б.В. Закономерности формирования и проблемы использования сапропеля. Мн., 2005.
  6. Курзо Б.В., Богданов С.В. Генезис и ресурсы сапропелей Белоруссии. Мн., 1986.