Пр-25-00-22тфхм. Программаминимум кандидатского экзамена по специальности

• Название: Программаминимум кандидатского экзамена по специальности
• Дата: 01.11.2020
• Размер: 127 Kb.
• Имя файла: Пр-25-00-22тфхм.doc
• Тип: Программа-минимум; #147241

Министерство образования и науки Российской Федерации

ПРОГРАММА-МИНИМУМ

кандидатского экзамена по специальности

25.00.22 «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

по геолого-минералогическим, техническим, химическим

и физико-математическим наукам

Программа-минимум

содержит 27 стр.


2007

Введение
Настоящая программа охватывает следующие основополагающие разделы: подземная разработка месторождений полезных ископаемых, открытая разработка месторождений полезных ископаемых, строительство подземных сооружений. Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии по наукам о Земле (по проблемам разработки месторождений твердых полезных ископаемых) при участии ИПКОН РАН, СПГГИ (ТУ), МГГУ, МГРУ, ТулГУ, ННЦ ГП – ИГД им. А.А. Скочинского и НИИОГР.
Общие положения
Значение горной промышленности. Комплексное освоение и рациональное использование недр. Специфические особенности разработки месторождений угля, руд черных и цветных металлов, горно-химического сырья, строительных материалов и других полез­ных ископае­мых.

Геотехнология как горная наука в системе наук о Земле.

Открытая, подземная и строительная геотехнологии. Сущность, условия применения, особенности комбинированной геотехнологии и перехода от одного к другому способу разработки месторождений полезных ископаемых. Взаимосвязь горного производства с окружающей средой. Технологические схемы разработки месторождений.

Возрастающая роль применения прогрессивных технологий, комплексной механизации и управления качеством продукции, как основы эффективной работы горных предприятий.

Экономическая оценка технических и технологических решений. Структура текущих и капитальных затрат. Прибыль горного предприятия, рентабельность производства. Критерии оценки экономической эффективности технических и технологических решений (срок окупаемости капитальных вложений, индекс рентабельности, чистый дисконтированный доход, внутренняя ставка дохода и др.).

1. Геотехнология (подземная)
1.1. Основные положения подземной разработки месторождений полезных ископаемых.

Промышленно-экономическая характеристика углей, руд и нерудных полезных ископаемых. Морфологические типы месторождений. Классификация запасов полезных ископаемых. Размеры, условия залегания месторождений и характер распределения в них полезных компонентов. Физико-механическая характеристика руд, углей и вмещающих пород. Химико-минералогическая характеристика руд, углей и нерудных полезных ископаемых

Стадии разработки. Горное предприятие, рудник, шахта, шахтное поле, этаж. Порядок и способы очистной выемки в этаже. Общие сведения о потерях полезных ископаемых в процессе добычи. Классификация и учет потерь. Показатели полноты извлечения полезных ископаемых при добыче. Основные требования, предъявляемые к разработке месторождений.
1.2. Определение производственной мощности горного предприятия (шахты, рудника).

Общие сведения о параметрах вскрытия, подготовки и систем разработки. Определение годовой производственной мощности рудника (шахты) по горнотехническим возможностям и срокам его существования.
1.3. Вскрытие и подготовка месторождений.

Поверхностный комплекс рудника и шахты. Тех­нологические комплексы главного и вспомогательных стволов. Погрузочно-складское хозяйство. Породные отвалы.

Вскрывающие выработки и классификация схем вскрытия. Взаимное расположение главных и вспомогательных стволов. Влияние выемки полезного ископаемого на сдвижение вмещающих пород и поверхности. Построение охранных целиков. Вскрытие вертикальными стволами. Вскрытие наклонными стволами. Вскрытие штольнями. Комбинированные схемы вскрытия. Одногоризонтное и многогоризонтное (поэтажное и погоризонтное) вскрытие пластовых месторождений. Околоствольные дворы.

Факторы, влияющие на выбор места заложения шахтных стволов и штолен. Вскрытие месторождений, представленных свитой рудных залежей. Взаим­ное расположение воздухоподающих и воздуховыдающих выработок в шахтном поле. Высота этажа. Порядок вскрытия месторождений. Метод вариантов при выборе схемы вскрытия.

Классификация способов подготовки горизонтов и шахтного поля. Фак­торы, влияющие на выбор способа подготовки. Этажный, панельный и погоризонтный способы подготовки шахтного поля. Полевая, рудная (пластовая) и комбинированная подготовка, их преимущества, недостатки и области применения.

Требования Правил безопасности при проектировании схем вскрытия и подготовки. Современные тенденции в мировой практике горнодобывающих предприятий при решении вопросов вскрытия и подготовки шахтных полей.
1.4. Основные производственные процессы очистной выемки при разработке рудных месторождений.

Классификация основных производственных процессов очистной выемки.

Отбойка руды при очистной выемке. Шпуровая отбойка. Отбойка руды глубокими скважинами. Отбойка руды камерными (минными) зарядами. Вторичное дробление руды.

Выпуск и доставка руды. Понятие и применяемые способы доставки руды. Доставка под действием силы тяжести. Механизированная доставка. Взрыводоставка. Погрузочные люки и питатели. Самоходные машины для погрузки и доставки руды.

Выпуск руды. Основные понятия. Теория истечения сыпучих материалов че­рез отверстия. Фигуры выпуска полезного ископаемого и внедрения пород. Закономерности измере­ния параметров фигур движения по мере выпуска. Роль крупности кусков полезного ископаемого, сцепления, влажности и горного давления на параметры фигур выпуска. Формы Контакта поверхности выпускаемого полезного ископаемого с налегающими обрушенными породами и порядок выпуска. Динамика разубоживания и потерь руды в ходе ее выпуска. Зависимость величины потерь от высоты блока и расстояния между выпускными отверстия­ми. Степень влияния размера и формы выпускного отверстия на показатели извлечения. Влияние режима и доз выпуска на показатели извлечения. Организация выпуска руды, планограммы. Торцевой выпуск. Выпуск руды из обособленного отверстия и из смежных рудоспусков.

Управление горным давлением. Природа горного давления. Напряженное состояние пород в массиве и вокруг горных выработок. Существующие гипотезы. Управление горным давлением рудными целиками, крепью, закладкой, магазинированной рудой. Управление горным давлением при системах с обрушением руды и вмещающих пород. Горные удары в подготовительных и очистных выработках. Мероприятия по борьбе с горными ударами и их предотвращению.

1.5. Основные производственные процессы очистной выемки при разработке угольных (пластовых) месторождений.

Структура производственных процессов в шахте, в пределах выемочного участка.

Отбойка полезных ископаемых. Способы отбойки и факторы, определяющие условия их применения. Технологические характеристики угольных пластов: сопротивляемость пласта резанию, отжим угля, газоносность пластов и боковых пород.

Механические способы разрушения полезных ископаемых и используемые при этом средства механизации. Гидравлическая отбойка полезных ископаемых, ее параметры и средства механизации. Буровзрывные работы, средства и способы взрывания. Особенности взрывных работ в шахтах, опасных по газу и пыли, меры безопасности.

Управление горным давлением.

Основные гипотезы горного давления и области их применения. Методы исследования горного давления: производственно-экспериментальные, лабораторные, аналитические. Классификации пород кровли по обрушаемости и устойчивости. Геомеханические модели процессов деформирования пород кровли. Устойчивость кровли в лавах. Способы предотвращения динамических обрушений пород основной кровли. Управление горным давлением при отработке сближенных пластов.

Особенности проявления горного давления. Динамические формы проявления горного давления. Методы прогноза выбросо- и удароопасности пластов угля и соли. Способы предотвращения динамических проявлений горного давления.

Крепи очистных выработок, их взаимодействие с массивом и область применения. Особенности механизированных крепей используемых для отработки крутых угольных пластов. Щитовые крепи, гибкие перекрытия, анкерная крепь.

Классификация способов управления кровлей. Управление кров­лей полным обрушением, область применения. Посадочные крепи и их технологические характеристики. Особенности полного обрушения на крутом падении. Плавное опускание кровли.

Назначение и область применения закладки. Виды закладки. Закладочные материалы. Технологические схемы закладки. Методы расчета давления и несущей способности закладочных массивов. Основы работы закладочных комплексов.

Доставка полезного ископаемого. Технологические схемы доставки в очистных забоях и в пределах выемочных участков. Расчет и выбор параметров способов доставки: самотеком, водой, взрывом, скреперами, конвейерами, самоходным оборудованием и др. Области рационального использования средств транспорта. Типы и технические характеристики отечественного и зарубежного доставочного оборудования. Погрузочные и перегрузочные пункты. Емкость аккумулирующих и усредняющих бункеров.

Организация работ в очистном забое. Технологические схемы очистных работ с применением механизированных комплексов. Организация с учетом конструктивных особенностей механизированных комплексов различных типов.
1.6. Системы разработки рудных месторождений.

Классификация и основные показатели эффективности систем разработки рудных месторождений. Принципы построения классификаций систем разработки. Классификация систем разработки рудных месторождений. Показатели эффективности систем разработки.

Системы разработки с открытым очистным пространством, с магазинированием руды, с закладкой очистного пространства, с обрушением вмещающих пород, с обрушением руды и вмещающих пород, комбинированные и многостадийные. Основные варианты и область их применения. Сущность и условия применения. Организация работ. Параметры и технико-экономические показатели.

Выбор системы разработки. Факторы, учитываемые при выборе систем разработки. Влияние горно-геологических факторов на выбор системы разработки. Методика технико-экономического сравнения и выбора систем разработки.

1.7. Системы разработки угольных (пластовых) месторождений.

Понятие о системах разработки, их классификация. Факторы, влияющие на выбор систем разработки.

Системы разработки с длинными очистными забоями. Комбинированные системы разработки. Системы разработки с разделением этажа на подэтажи. Системы разработки с движением очистных забоев по падению и восстанию. Системы разработки пластов короткими очистными забоями. Камерные системы разработки. Система разработки «камера – лава». Последовательность ведения подготовительных и очистных работ в выемочном поле. Области применения. Потери полезного ископаемого. Преимущества и недостатки.

Безлюдная выемка в коротких забоях. Буровая выемка крутых пластов. Выемка угля комплексами типа «КМД». Бурошнековая разработка пологих пластов Применение угольных пил. Гидромеханизация при подземной разработке угля. Общая технологическая схема гидрошахты. Преимущества и недостатки гидродобычи. Область применения. Типовые системы разработки тонких и средней мощности пластов.

Системы разработки мощных пластов. Параметры слоев. Система разработки горизонтальными, наклонными и поперечно-наклонными слоями. Разработка мощных пластов с принудительным обрушением и выпуском угля. Системы разработки с применением гибких перекрытий и щитовых крепей. Особенности систем разработки сближенных пластов. Разработка пластов, опасных по прорывам глины.
1.8. Физико-химическая геотехнология.

Основные проблемы физико-химической геотехнологии (ФХГ). Современное состояние ФХГ. Классификация и основные направления развития методов ФХГ. Физико-геологические основы ФХГ. Физико-химические основы процессов: растворения, выщелачивания, термохимии, теплофизики, гидравлического разрушения, электрофизики, фильтрации флюидов, гидроразрыва, экстракции флюидов и др. Переработка промежуточной продукции ФХГ: рассолов, расплавов, пульпы гидродобычи, растворов выщелачивания, пульпы для обогатительных процессов и др. Вскрытие и подготовка месторождений скважинами: конструкция скважин, буровое оборудование, бурение и обустройство скважин. Системы разработки: классификация и выбор систем разработки. Порядок ведения работ. Потери и разубоживание. Особенности экономики ФХГ. Экологические и социальные аспекты ФХГ.

Подземное растворение солей (ПРС). Подземные резервуары в каменной соли. Подземная газификация угля и сланцев (ПГУиС). Разработка тяжелых нефтей, битума и других каустобиолитов. Подземное сжигание серы. Скважинная гидродобыча (СГД). Подземное выщелачивание (ПВ). Кучное выщелачивание (КВ). Подземная выплавка серы (ПВС). Геотермальная технология.
1.9. Управление качеством продукции горного предприятия

(рудника, шахты).

Методы и средства управления качеством руды, угля и других полезных ископаемых (ПИ) при подземной добыче. Главные принципы (схемы) рудоподготовки. Технологические способы, технические средства и организационные методы управления потоками ПИ. Вероятностно-статистические методы при управлении качеством руды.

Влияние качества ПИ на обогащение и металлургический передел. Основные качественные характеристики потока ПИ, регламентируемые потребителем. Воздействие качества и стабильно­сти потока ПИ на экономические результаты производства конечной продукции горно-металлургического предприятия.

Геологические и технологические факторы, определяющие качество ПИ и его стабильность при добыче. Организационно-технические факторы, позволяющие регулировать и поддер­живать качество добытого ПИ и его стабильность. Экономические факторы, определяющие выбор схем, средств, оборудования и способов управления качеством добытого ПИ.

Критерии и модели оценки изменчивости качества ПИ в запасах.

Контроль качества добытого ПИ и его стабильности. Источники информации при опробовании на различных стадиях освоения месторождения: геологоразведке, эксплуатационных работах, обогаще­нии руды. Способы отбора проб.

Планирование и прогнозирование качества ПИ при его добыче.

Мероприятия и средства управление качеством ПИ при различных системах разработки.
2. Геотехнология (открытая)
2.1. Процессы подготовки горных пород к выемке

Горные породы как объект разработки. Способы подготовки горных пород к выемке в зависимости от их состояния: буровзрывные работы, механическое рыхление, оттаивание мерзлых пород, предохранение от промерзания, управляемое обрушение, и др.

Бурение взрывных скважин и шпуров. Буримость горных пород. Виды бурения и их технологическая оценка. Современные представления о меха­низме разрушения горных пород в забое скважин и шпуров.

Технология, режим и скорость ударного, шнекового, шарошечного, пневмоударного и термического бурения. Вспомогательные работы. Бурение негабарита. Организация буровых работ. Буровое оборудование и инструмент, их техническая характеристика и рациональная область применения. Эксплуатационная производительность буровых станков. Технологическая оценка бурового оборудования. Область его применения. Технологические основы автоматизации бурения. Совершенствование буровых работ.

Разрушение горных пород. Методы взрывной отбойки горной массы на карьерах, область их рацио­нального применения. Современные представления о механизме разрушения горных пород взрывом.

Характеристика взрываемости массивов горных пород. Ассортимент ВВ и СВ для открытых горных работ, рациональные области их использования. Методы управления действием взрыва. Определение основных параметров взрывных работ на карьерах. Проек­тирование массовых взрывов.

Технология заряжания различными типами ВВ и забойки сухих и об­водненных взрывных скважин и шпуров. Комплексы приготовления и пункты подготовки ВВ, машины и меха­низмы дня механизации взрывных работ; техническая характеристика этих средств.

Методы оценки результатов взрыва. Установление рациональной сте­пени взрывного дробления горных пород. Вторичное взрывание. Опыт, технико-экономические показатели и направления совершенст­вования взрывных работ на карьерах.

Механическое рыхление горных пород: условия применения, техника и технология рыхления, экономические показатели.
2.2. Выемочно-погрузочные работы

Экскавируемость горных пород в массиве и в разрушенном состоянии. Основные виды выемочных машин, их технологическая оценка и возможность применения в зависимости от экскавируемости горных пород. Типы забоев и заходок.

Выемка пород скреперами, бульдозерами, стругами и погрузчиками. Технологические параметры колесных скреперов, процесс выемки скреперами и их производительность. Процесс выемки пород бульдозерами и их производительность. Выемка пород погрузчиками, их техническая характеристика и производительность.

Выемка горных пород одноковшовыми экскаваторами. Параметры механических лопат. Выемка мягких, плотных и взорванных пород карьерными мехлопатами. Раздельная выемка мехлопатами. Гидравлические экскаваторы. Особенности выемки горных пород гидравлическими экскаваторами. Параметры драглайнов, условия их применения, забои и производительность. Выемка пород драглайнами с перевалкой в выработанное пространство. Вспомогательные работы при выемке и погрузке горной массы.

Выемочно-погрузочное оборудование непрерывного действия. Классификация роторных и многоковшовых цепных экскаваторов. Условия их работы. Состав комплексов оборудования непрерывного действия. Параметры современных роторных многоковшовых экскаваторов. Схемы выемки пород роторными, цепными экскаваторами. Забои роторных и цепных экскаваторов. Методика определения технической производительности.. Типовые схемы разработки место­рождений комплексами оборудования непрерывного действия. Техноло­гические схемы применения роторных экскаваторов с перегружателями при разделении уступов на подуступы. Область рационального применения и перспективы использования техники непрерывного действия на открытых разработках. Раздельная выемка роторными и многочерпаковыми экскаваторами. Выемка шнекобуровыми машинами. Выемка взорванных пород машинами непрерывного действия. Особенности машин непрерывного действия с фрезерными рабочими органами. Вспомогательные работы при работе машин непрерывного действия. Основы безопасности работ при выемке и погрузке горных пород.
2.3. Транспортирование горных пород

Виды карьерного транспорта, их технико-эксплуатационная характери­стика, рациональная область применения, современные тенденции развития.

Устройство, строительство, содержание и ремонт карьерных железно­дорожных путей и автомобильных дорог. Путевое развитие карьеров. Схемы обмена автосамосвалов в забоях и пунктах разгрузки. Тяговые расчеты при железнодорожном и автомобильном транспорте. Определение эксплуатационной производительности и рабочего парка локомотивосоставов и автосамосвалов, пропускной и провозной способности транспортных коммуникаций. Схемы конвейерного транспорта на карьерах. Расчеты основных пара­метров и эксплуатационной производительности ленточных конвейеров. Комплексные расчеты конвейерных линий.

Характеристика основных схем комбинированного транспорта. Устрой­ство перегрузочных пунктов и приемных устройств при комбинированном автомобильно-железнодорожном и автомобильно-конвейерном транспорте. Транспортные коммуникации при комбинированном транспорте. Расчет па­раметров транспортного оборудования в его комбинациях. Определение про­изводительности перегрузочных пунктов и емкости приемных устройств.

Перспективные виды карьерного транспорта. Вспомогательные работы при перемещении карьерных грузов. Направления совершенствования карьерного транспорта, опыт приме­нения и технико-экономические показатели работы его различных видов на карьерах России и за рубежом.
2.4. Складирование горной массы.

Многоцелевое назначение складов. Способы складирования (отвалообразования) пород - отходов горно­го производства. Средства механизации основных и вспомогательных работ. Технологические схемы строительства и формирования складов гор­ных пород - отходов карьера. Определение эксплуатационной производительности и рабочего пар­ка оборудования.

Формирование техногенных месторождений полезных ископаемых. Методы расчета параметров складов попутных полезных ископаемых. Опыт, технико-экономические показатели и направления совершен­ствования работ по складированию горной массы.
2.5. Устойчивость бортов и осушение карьеров

Значение устойчивости бортов карьеров и отвалов при ведении открытых горных работ. Факторы, определяющие устойчивость карьерных откосов. Клас­сификация деформаций бортов карьеров и отвалов. Критерии устойчивости от­косов. Схемы и методы инженерных расчетов устойчивости бортов, уступов и отвалов.

Определение допустимых параметров уступов с учетом статистических и динамических нагрузок. Влияние применяемых структур комплексной механизации и систем раз­работки на устойчивость рабочих бортов. Зависимость параметров рабочих ус­тупов от темпа и направления подвигания фронта горных работ. Влияние схемы вскрытия карьерных полей и направления развития горных работ на устойчи­вость нерабочих бортов. Способы укрепления откосов в песчано-глинистых и твердых породах. Охрана приконтурного массива от действия взрывов.

Основные схемы осушения карьерных полей. Увязка режимов горных ра­бот и водопонижения. Осушение отвалов и их оснований, организация внутрикарьерного стока и водоотвода на земной поверхности.
2.6. Вскрытие карьерных полей

Способы и схемы вскрытия карьерных полей, их классификация и ра­циональная область применения. Взаимосвязь схем вскрытия с системой открытой разработки месторож­дений. Особенности схем вскрытия карьерных полей при применении гидро­механизации.

Вскрывающие горные выработки, их параметры и объемы. Трассы вскрывающих выработок, их формы и параметры. Создание и развитие стационарных и скользящих, трасс. Технологическое значение величины руководящего подъема капиталь­ных траншей при колесных видах транспорта. Конструкция и параметры пунк­тов примыкания капитальных траншей к рабочим горизонтам.

Способы и схемы проведения вскрывающих выработок, их технологиче­ская характеристика, параметры и технико-экономические показатели при ис­пользовании различных комплексов горнопроходческого оборудования.
2.7. Системы открытой разработки месторождений

Выемочные слои и уступы. Характеристики фронта горных работ. Рабо­чая зона карьера. Системы открытой разработки, их основные классификации и рацио­нальная область применения. Технологическая связь системы разработки месторождения и комплекс­ной механизации карьера. Принципы-комплектации карьерного оборудования и формирования систем открытой разработки.

Характеристика и методы определения параметров системы разработки: высоты уступов, ширины рабочих площадок и берм, протяженности фронта работ, числа рабочих уступов, скорости подвигания фронта работ и скорости (темпа) углубления горных работ.

Сравнительная экономичность и опыт применения различных систем разработки.
2.8. Разработка строительных горных пород

Характеристика продукции, получаемой из строительных горных пород в зависимости от ее назначения. Процессы производства щебня, гравия и песка. Механизация работ. Транспортирование, складирование и отгрузка. Особенности требований к сырью для получения цемента и вяжущих веществ. Производственные процессы добычи стенового и облицовочного камня.

Способы отделения блоков от массива, погрузка и перемещение блоков. Процессы обработки камня и их механизация. Технологические особенности процессов при комплексном использовании строительных горных пород.
2.9. Открытая гидравлическая разработка месторождений

Область применения гидромеханизации на карьерах. Основные про­цессы и технология гидромеханизации горных работ. Условия применения основного оборудования гидромеханизации: гидромониторов, землесосов, земснарядов, загрузочных аппаратов и оборудования для механической под­готовки трудноразрабатываемых пород к пульпообразованию. Методические основы расчета процессов гидромеханизации: гидравлического разрушения, самотечного и напорного гидротранспорта, укладки пород в гидроотвалы и осветления воды. Гидротехнические сооружения гидроотвалов. Главные особенности гидродобычи полезных ископаемых при их попутном обогащении. Применение гидравлического, транспорта пород и полезных ископаемых на дальние расстояния.

Гидромеханизированная разработка полезных ископае­мых шельфа и глубоководного дна Мирового океана, сапропелевых место­рождений внутренних водоемов, первичная переработка добытого сырья. Опыт и технико-экономические показатели гидравлических разработок в Рос­сии и за рубежом. Направления совершенствования гидромеханизации горных работ.
2.10. Рекультивация поверхности

Открытые горные работы и окружающая среда. Виды рекультивации. Технологические схемы и оборудование для горнотехнической рекультивации отвалов. Способы использования восстановленных площадей на отвалах. За­траты на рекультивацию. Опыт рекультивационных работ.
2.11. Планирование, организация и управление

Экономические основы планирования горных работ. Показатели и критерии перспективного, годового и те­кущего планирования горных работ. Порядок и методы планирования горных работ. Математическое моде­лирование месторождений и развития горных работ. Методы оптимального пла­нирования горных работ.

Теоретические основы организации производства работ на карьерах. Ор­ганизация основных и вспомогательных технологических процессов. Системы управления горными работами.

Управление качеством продукции. Ценность полезного ископаемого. Количественные и качественные потери полезных ис­копаемых, их экономическая оценка и нормирование. Методы опробования. Взаимосвязи качества продукции с технологией открытых горных работ. Мето­ды и средства стабилизации качества добываемого минерального сырья.
3. Геотехнология (строительная)
3.1. Геомеханические условия строительства подземных сооружений

Современные представления о процессах, происходящих в массиве горных пород. Физико-механические свойства горных пород. Общая характеристика скальных, полускальных, связных, несвязных и плывучих горных пород. Реологические модели, характеризующие свойства пород. Методы определения свойств горных пород в лабораторных и натурных условиях при статических и динамических нагружениях. Напряженное состояние горных пород в нетронутом массиве и вокруг выработок. Устойчивость обнажения пород в горных выработках. Классификации горных пород по устойчивости в обнажениях.

Общая характеристика основных гипотез горного давления в одиночных горных выработках. Основные механические модели взаимодействия пород и крепи горных выработок. Упругая, жесткопластическая, упругопластическая (однородная и неоднородная), вязкоупругая и вязкопластическая модель. Новые модели взаимодействия пород и крепи одиночных выработок. Перспективы их развития. Учет влияния очистных работ. Общая характеристика современных методов исследований проявлений горного давления. Методы и средства исследований проявлений горного давления в шахтных условиях. Комплексная методика исследования проявлений горного давления. Методы и средства моделирования механических состояний и процессов в массивах пород и сооружениях. Перспективы и направления их дальнейшего развития.
3.2. Инженерные конструкции подземных сооружений

Современные способы обеспечения устойчивости горных выработок. Проблема поддержания выработок и ее значение для горнодобывающих предприятий. Оценка устойчивости породных обнажений по склонности пород к обрушению под собственным весом, к пластическому деформированию и разрушению вследствие концентрации напряжений в массиве в окрестности обнажений, к существенным смещениям вследствие ползучести пород.

Типы крепи горных выработок (обделок подземных сооружений): ограждающая, упрочняющая, подпорная; их характерные особенности. Предварительный выбор типа крепи, требующиеся для этого исходные данные.

Анкерная крепь: типы, виды и характерные особенности крепи. Механизм работы анкерной крепи в массиве пород. Параметры анкерной крепи и их определение. Область применения анкерной крепи.

Металлическая рамная крепь. Виды прокатных профилей, применяемых в подземном строительстве. Жесткая и податливая крепь. Основные конструкции податливой крепи, конструкции узлов податливости. Выбор вида рамной крепи.

Бетонная и железобетонная крепь (обделка). Гибкая и жесткая арматура. Механические характеристики и особенности возведения крепи. Область применения.

Набрызг-бетонная крепь. Механизм работы крепи в массиве пород. Виды набрызг-бетонной крепи, особенности возведения и область применения.

Железобетонная блочная (тюбинговая) крепь. Виды и конструкции блоков (тюбингов), характер армирования. Область применения.

Чугунная тюбинговая крепь (обделка). Виды и конструкции тюбингов. Особенности конструкции тюбингов для горизонтальных и вертикальных выработок. Область применения чугунной тюбинговой крепи.

Комбинированные виды крепи: анкерно-набрызгбетонная, сталебетонная, чугунно-бетонная и др. Область применения комбинированных видов крепи.

3.3. Проектирование и расчет крепи

Основные положения механики подземных сооружений - теории расчета крепи горных выработок (обделок подземных сооружений). Принцип взаимодействия крепи (обделок) с массивом пород. Обоснование применения линейно деформируемой среды в качестве механической модели массива пород. Учет отставания возведения крепи от обнажения пород в скальных и слабых породах.

Расчетные крепи (обделок) подземных сооружений на действие гидростатического давления подземных вод и на внутренний напор в гравитационном и тектоническом поле начальных напряжений в массиве пород. Особенности расчета подземных сооружений на сейсмическое воздействие землетрясений.
3.4. Комплексы подземных сооружений

Подземные сооружения угольных и рудных шахт. Комплексы вертикальных шахтных стволов. Армировка стволов. Капитальные, подготовительные и очистные горные выработки.

Комплексы подземных сооружений гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих электростанций. Безнапорные и напорные тоннели и шахтные водоводы. Подземные машинные залы.

Подземные сооружения метрополитенов. Перегонные и эскалаторные тоннели, подземные вестибюли, камеры съездов, станции и пересадочные узлы. Типы станций метрополитенов: пилонные, колонные, односводчатые, станции нового типа. Пристанционные сооружения.

Комплексы сооружений транспортных тоннелей. Порталы, ниши, камеры.

Комплексы сооружений водопроводно-канализационных и коммунальных тоннелей. Комплексы сооружений подземных хранилищ.
3.5. Обычные способы строительства подземных сооружений

Строительство горизонтальных и наклонных выработок угольных и рудных шахт. Строительство выработок в крепких породах. Современные способы ведения буровзрывных работ. Применение проходческих комбайнов. Новые способы разрушения пород. Строительство выработок в мягких однородных и неоднородных породах. Комплексы оборудования. Строительство бремсбергов, уклонов и наклонных стволов. Строительство скатов, печей, восстающих. Комплексная механизация и организация работ. Строительство вертикальных стволов. Совмещенный, параллельный и последовательный способы строительства. Области их применения. Проходческие комплексы и агрегаты. Конструкции армировки и технологии армирования.

Технология строительства тоннелей. Строительство с применением буровзрывных работ. Строительство с применением опережающих крепей: применение экрана из труб, или опережающей бетонной крепи. Строительство тоннелей с применением щитов и тоннелепроходческих машин. Типы тоннелепроходческих машин. Применение механизированных щитов с пригрузкой забоя. Микротоннелирование. Строительство тоннелей способом продавливания. Рациональные конструктивно-технологические решения способа продавливания. Продавливание под экраном из труб. Технология строительства тоннелей открытым способом. Способ «стена в грунте». Сущность новоавстрийского способа строительства тоннелей

Строительство тоннелей большого сечения в скальных породах. Способ сплошного забоя. Способ нижнего уступа. Строительство тоннелей с передовой штольней. Строительство тоннелей в мягких неустойчивых породах. Способы опертого свода и опорного ядра. Строительство камерных выработок. Схемы и последовательность раскрытия сечения камер. Строительство подземных машинных залов ГЭС и ГАЭС. Разработка подсводового пространства, разработка основного массива (ядра) камеры.

Строительство станций метрополитена. Строительство односводчатых станций, пилонных станций, колонных станций. Строительство эскалаторных тоннелей. Особенности организации работ. Монтаж конструкций и их гидроизоляция.

3.6. Специальные способы подземного строительства

Сложные геомеханические и газодинамические условия и инженерно-геологические характеристики массивов пород, определяющие необходимость применения специальных способов строительства подземных сооружений. Классификация специальных способов строительства.

Способ искусственного водопонижения. Сущность и область применения способа.

Замораживание пород. Проектирование и расчет ледогрунтовых ограждений. Холодильное оборудование и аппаратура. Контроль процесса замораживания.

Тампонаж горных пород. Химическое закрепление пород. Классификация и область применения способов тампонажа и закрепления пород.

Способы бурения вертикальных стволов. Буровые установки, их классификация и конструктивные схемы.

Строительство стволов способом опускания в тиксотропной рубашке.

Строительство подземных сооружений под сжатым воздухом. Сущность способа, санитарные требования и область применения.
3.7.Ремонт, реконструкция и восстановление горных выработок и подземных сооружений.

Реконструкция и ремонт вертикальных шахтных стволов. Ремонт и восстановление капитальных и подготовительных горных выработок угольных и рудных шахт.

Реконструкция и ремонт транспортных тоннелей. Ремонт, восстановление и реконструкция коммунальных тоннелей .

Ремонт и реконструкция городских подземных сооружений.

Литература к разделу 1

1. 
   Агошков М.И и др. Разработка рудных и нерудных месторождений. М., Недра, 1983.
   
2. 
   Агошков М.И. Состояние и перспективы развития горных наук. Известия РАН. Сер. геол. №5, 1983.
   
3. 
   Альбом схем вскрытия, подготовки и систем разработки пологих пластов Донбасса. М., Недра, 1990.
   
4. 
   Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли. / РАН, АГН, РАЕН, под ред. К.Н. Трубецкого.-М.: Изд. АГН, 1997. – 478 с.
   

5. Аренс В.Ж Скважинная добыча полезных ископаемых. М., Недра, 1986.

6. Бабичев Н.И. Проектирование геотехнологических комплексов. Учеб. пособие. М., МГРИ, 1985.

7. Бастан П.П., Болошин Н.Н. Усреднение руд на горно-обогатительных предприятиях. М., Недра, 1989.

8. Богуславский Э.И. Технико-экономическая оценка освоения тепловых ресурсов недр. Л., Высшая школа, 1984. 168 с.

9. Братченко Б.Ф., Устинов М.И. и др. Способы вскрытия, подготовки и системы разработки шахтных полей. М., Недра, 1985.

10. Бурчаков А.С., Гринько Н.К., Дорохов Д.Ф. и др. Технология подземной разработки пластовых месторождений. М., Недра, 1993.

11. Васильев А.В., Зубов В.П. и др. Моделирование технологических схем и процессов при подземной разработке пластовых месторождений. Гуково, 1998.

12. Геотехнология. Кучное выщелачивание бедного минерального сырья. / Л.И. Водолазов, В.П. Дрободенко, Д.П. Лобанов, Н.Г. Малухин. М., МГГА, 2000. 300 с.

13. Дядькин Ю.Д. Разработка геотермальных месторождений. М,. Недра, 1989. 230 с.

14. Ершов В.В. Геолого-маркшейдерское обеспечение управления качеством руды. М., Недра, 1986.

15. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. М., Недра, 1984.

16. Каплунов Д.Р., Барон Л.И., Будько А.В. Научные основы технического перевооружения подземных рудников. М., Наука, 1983. 256 с.

17. Каплунов Д.Р., Манилов И.А. Стабилизация качества руды при подземной добыче. М., Недра, 1983.

18. Каплунов Р.П., Черемушенцев И.А. Подземная разработка рудных и россыпных месторождений. М., Высшая школа, 1966. 544 с.

19. Козловский Е.А. Минерально-сырьевые проблемы России накануне XXI века. М., МГГУ, 1999. 401 с.

20. Лаверов Н.П., Трубецкой К.Н. Горные науки в системе наук о земле. Вестник РАН. Т.66, 1996, №5.

21. Ломоносов Г.Г. Горная квалиметрия. М., МГГУ, 2000. 201 с.

22. Нетрадиционные решения в горной промышленности. / Ю.А. Чернегов, В.Ж. Аренс, Э.И. Богуславский, В.В. Курленя и др. М., Недра, 1991.

23. Развитие подземной добычи при комплексном освоении месторождений. / Д.Р. Каплунов, В.И. Левин, Б.В. Болотов, Е.А. Блюм и др. М., Наука, 1992. 256 с.

24. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М., Недра, 1973.

25. Трубецкой К.Н. и др. Горные науки. Освоение и сохранение недр земли. М., МГА, 1997.

26. Физико-химическая геотехнология. / В.Ж. Аренс, А.С. Астахов, Н.И. Бабичев, Э.И. Богуславский и др. Учеб. пособие. М., МГГУ. 656 с.

27. Хчеян Г.Х., Нафтулин И.С. Геотехнологические процессы добычи полезных ископаемых. М., Недра,1983.

28. Шестаков В.А. Управление качеством продукции на горных предприятиях. Новочеркасск, НПИ, 1993.

29. Журналы: "Горный журнал", "Уголь", "Цветные металлы", «Горный информационно-аналитический бюллетень МГГУ», Реферативные сборники ВИНИТИ с 1985 года.
Литература к разделу 2
1. Анистратов Ю.И. Технологические процессы открытых горных работ. М., Недра, 1995. 351с.

2. Анистратов Ю.И. Технология открытых горных работ. М., Недра, 1995. 216 с.

3. Арсентьев А.И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей. М., Недра, 1981.278 с.

4. Арсентьев А.И., Холодняков Г..А. Проектирование горных работ при открытой разработке месторождений. М., Недра, 1994. 336 с.

5. Бастан П.П., Волошин Н.Н. Усреднение руд на горно-обогатительных предприятиях. М., Недра, 1981.

5. 
   Васильев М.В. Транспорт глубоких карьеров. М., Недра, 1983.
   

7. Галустьян Э..Л. Геомеханика открытых горных работ. М.,Недра,1992, 272с

8. Горная энциклопедия в 5-ти томах. М., Советская энциклопедия, 1986-1991.

9. Грачев В.Г. Теория и практика управления качеством минерального сырья. М., Недра, 1983.

10. Дриженко А.Ю. Восстановление земель при горных разработках. М., Недра, 1985.

11. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. М., НПО ОБТ, 1992.

12. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. М., МГИ, 1991.

13. Лешков В.Г. Разработка россыпных месторождений. М., Недра, 1985.

14. Ломоносов Г.Р. Формирование качества руды при открытой добыче. М., Недра, 1975.

15. Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. М., Недра, 1985.

16. Певзнер М.Л., Костовецкий В.П. Экология горного производства. М., Недра, 1990.

17. Пешков А.А. Управление развитием горных работ на глубоких карьерах. М.: ИПКОН РАН, 1999.

18. Потемкин С.В. Разработка россыпных месторождений. М., Недра. 1995. 477 с.

19. Ржевский В.В. Горные науки. М., Недра, 1985.

20. Ржевский В.В. Открытые горные работы. ч.1. М., Недра, 1985. 509 с.

21. Ржевский В.В. Открытые горные работы. ч.2. М., Недра, 1985. 549с.

22. Справочник. Открытые горные работы. / Трубецкой К.Н., Потапов Н.Г., Виницкий К.Е., Мельников Н.Н.). М., Горное бюро, 1994. 501с.

23. Теория и практика открытых разработок. /Под общей ред. Н.В. Мельникова. М., Недра, 1979.

24. Томаков П.И., Коваленко B.C., Михайлов A.M., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М., МГГУ, 1994. 417 с.

25. Томаков П.И., Манкевич В.В. Открытая разработка угольных и рудных месторождений. М., МГТУ, 1995. 611 с.

26. Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В. Проектирование карьеров (2-е изд., перереаб. и доп.). М..:АГН, 2001.

27. Трубецкой К.Н. Технология применения и параметры карьерных погрузчиков. М., Недра, 1985.

28. Трубецкой К.Н., Шапарь А.Г. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии при открытой разработке месторождений. М., Недра, 1993.

29. Шпанский О.В., Буянов Ю.Д. Технология и комплексная механизация добычи нерудного сырья для производства строительных материалов. М., Недра, 1996. 462 с.

30. Экология горного производства / Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М., Проскуряков Н.М. М., Недра, 1991

31. Ялтанец И.М., Кулигин В.И. Гидромеханизация открытых горных работ. М., МГГУ, 1996. 570 с.
Литература к разделу 3
1. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М., Недра, 1994. 382 с.

2. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах. Учеб. пособие. М., Недра. 1989.

3. Голицинский Д.М., Маренный Я.И. Набрызгбетон в транспортном строительстве. М., Транспорт, 1993.

4. Горные науки. Освоение и сохранение недр земли. Под ред. академика РАН К.Н. Трубецкого.-М.: Изд-во АГН, 1997.478с.

5. Картозия Б.А., Котенко Е.А., Петренко Е.В. Строительная геотехнология. М., МГГУ, 1997. 97 с.

6. Корчак А.В. Методология проектирования строительства подземных сооружений. М., «Недра коммюникейшнс ЛТД», 2001. 416 с.

7. Меркин В.Е., Маковский Л.В. Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения. М., ТИМР, 1997. 192 с.

8. Мостков В.М., Дмитриев Н.В., Рахманинов Ю.П. Проектирование и строительство подземных сооружений большого сечения. М., Недра, 1993. 318 с.

9. Насонов И.Д., Шуплик М.Н. Ресин В.И. Технология строительства горных предприятий. Специальные способы строительства. М., Недра, 1990.

10. Пособие по проектированию метрополитенов. ГПИИ Метрогипротранс, М., 1992, 144 с.

11. Правила безопасности при строительстве метрополитенов и подземных сооружений. М., ТИМР, 1992.

12. СНиП 3. 02.03. – 84. Подземные горные выработки. М., Госстрой, 1985.

13. СНиП, Сб. Е-36, Вып.2. Строительство метрополитенов, тоннелей и подземных сооружений специального назначения. М., Стройиздат, 1992, 256 с.

14. Справочник инженера – тоннельщика / Под. ред. В.Е. Меркина, С.Н. Власова, О.Н. Макарова. М., Транспорт, 1993. 389 с.

15. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Механика деформирования и разрушения горных пород. М., Недра, 1992.

16. Строительство горных предприятий: / Учеб. пособие. А.Г. Протосеня, Ю.Н Огородников, В.И. Очкуров; СПб, СПГГИ (ТУ), 1997.

17. Технология строительства вертикальных стволов / П.С. Сыркин, Ф.И. Ягодкин, И.А. Мартыненко, В.И. Нечаенко. М., Недра, 1997. 456 с.

18. Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы строительства / И.Д. Насонов, В.А. Федюкин, М.Н. Шуплик, В.И. Ресин. М., Недра, 1992. 351 с.

19. Технология строительства подземных сооружений. Строительство вертикальных выработок / И.Д. Насонов, В.А. Федюкин, М.Н. Шуплик, В.И. Ресин. М., Недра, 1992. 286 с.

20. Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок / И.Д. Насонов, В.А. Федюкин, М.Н. Шуплик, В.И. Ресин. М., Недра, 1992. 300 с.

21. Трушко В.Л. Протосеня А.Г. и др. Геодинамика массива и динамика выработок глубоких рудников. С.-П., Наука, 2000.

22. Шахтное и подземное строительство: 2-е изд. в 2 т. / Б.А. Картозия, Б.И. Федунец, М.Н. Шуплик, Ю.Н. Малышев и др. М., Академия горных наук, 2001. Т. I.– 607 с. Т. II. – 582 с.

23. Журналы «Метро», «Горный журнал», «Уголь», «Уголь Украины», «Подземное пространство мира».