Физика горных пород и процессов
内容描述: Физика горных пород и процессов (ФГП) – это учение о физико-технических свойствах и физических процессах в горных породах, закономерностях изменения свойств и принципах использования при решении различных технологических задач горного производства. Курс содержит основные физико-технические параметры пород, их зависимости от состава и строения пород, изменчивость при воздействии внешних физических полей; методы их экспериментального определения.
贷款数: 6
Пререквизиты:
- Физика
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 30 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | 30 |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 90 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | Итоговый контроль (экзамен) |
零件: Вузовский компонент
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- Изучение физико-механических свойств, процессов и закономерностей изменения свойств и принципах их использования при решении различных технологических задач горного производства.
Задача
- Дать знания о физических свойствах горных пород и массивов, физических явлениях и процессах в породных массивах; методах их определения, изучение физико-технических параметров горных пород, влияющих на технологию ведения горных работ, добычу и переработку полезных ископаемых; приобретение навыков определения свойств горных пород и породных массивов, обработки полученных экспериментальных данных.
Результат обучения: знание и понимание
- студенты должны знать и понимать: основные понятия и определения физики горных пород; физические свойства горных пород; влияние физических полей на свойства горных пород; физические процессы в породных массивах, базовые физико-технические параметры горных пород. методы их определения.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- уметь исследовать физико-механические свойства горных пород; осуществлять направленное изменение свойств и состояние горных пород и массивов; использовать физико-технические параметры горных пород в расчетах основных процессов горного производства
Результат обучения: формирование суждений
- Уметь делать выводы по результатам эксперимента, использовать результаты
Результат обучения: коммуникативные способности
- научным, инженерным и организационным потенциалом для решения задач горного производства и реализации технологического регламента процессов добычи полезных ископаемых на основе знаний их физической сущности.
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- способность изучать новые методы исследования свойств горных пород, расширить круг решения технологических задач с учетом влияния физика-технических параметров горных пород, интегрировать междисциплинарные подходы.
*TeachingMethods(zh-CN)*
Лекция проводиться с применением традиционных и активных форм обучения: дискуссия, тренинг или беседа; демонстрация слайдов. Вопросы преподавателя нацелены на активацию процессов усвоения материала, а также на развитие логического мышления. Преподаватель заранее намечает список вопросов, стимулирующих ассоциативное мышление и установления связей с ранее освоенным материалом. Практические занятия позволяют преподавателю также индивидуально общаться со студентами и подходят для интерактивных методов обучения.
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | Обсуждение лекции | 0-100 |
| Выполнение практических заданий | ||
| Реферат (презентация) | ||
| Индивидуальное семестровое задание | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Обсуждение лекции | 0-100 |
| Выполнение практических заданий | ||
| Реферат (презентация) | ||
| Индивидуальное семестровое задание | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Работа на практических занятиях | выполнил практическое задание в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новых задачах. | выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью | выполнил задание не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | выполнил задание не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Подготовка и защита заданий по заданным темам в самостоятельной работе обучающегося | В своей работе демонстрирует систематические теоретические знания в подготовке и защите заданий по заданным темам, знает терминологию, последовательно объясняет, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, демонстрирует свободное владение монологической речью и умение быстро отвечать на уточняющие вопросы | В своей работе демонстрирует теоретические знания заданий по заданным темам, знает терминологию, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом допускает незначительные ошибки, которые исправляет преподаватель | Демонстрирует поверхностные теоретические знания в выполнении работы, демонстрирует плохо сформированные навыки анализа явлений и процессов, неспособность делать аргументированные выводы и приводить примеры, и не знает последовательности изложения, допускает ошибки, которые преподаватель может исправить только при исправлении | Демонстрирует незнание теоретических основ дисциплины, не сформированные навыки анализа явлений и процессов, не может делать аргументированных выводов и приводить примеры, демонстрирует плохое владение монологической речью, не знает терминологии, допускает ошибки, отказывается отвечать на занятия |
| Работа с лекционным материалом и ответы на вопросы (устно и письменно) | Демонстрирует системные теоретические знания, знает терминологию, логически и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, демонстрирует свободное владение монологической речью и умение быстро отвечать на уточняющие вопросы | Демонстрирует теоретические знания, знает терминологию, логически и последовательно объясняет сущность, явления и процессы, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом допускает несущественные ошибки, которые учитель исправляет самостоятельно или с небольшой поправкой | Демонстрирует поверхностные теоретические знания, демонстрирует плохо сформированные навыки анализа явлений и процессов, не может делать аргументированные выводы и приводить примеры, не знает монологической речи, терминологии, логики и последовательности изложения, допускает ошибки, которые учитель может исправить только при исправлении | Демонстрирует незнание теоретических основ предмета, не сформированные навыки анализа явлений и процессов, не может делать аргументированных выводов и приводить примеры, демонстрирует плохое владение монологической речью, не знает терминологии, допускает ошибки, которые не может исправить даже учитель, отказывается отвечать на занятия. |
| Итоговый контроль | Демонстрация полного владения материалом путем правильного ответа на 90-100 процентов контрольных тестов или вопросов, составленных по содержанию теоретического материала, оценивалась в количестве баллов, близком к максимальному качеству знаний | Хотя теоретическое содержание курса освоено полностью, без пробелов, некоторые контрольные тесты или вопросы выполнены с ошибками, процент правильных ответов выполнен 70-89 | Содержание теоретического материала частично усвоено, имеются пробелы, выполняется большинство учебных заданий, предусмотренных учебной программой, в выполненных заданиях правильные ответы могут быть в 50-69 процентах | Теоретическое содержание курса не освоено, качество выполнения тестовых заданий или вопросов низкое, процент правильных ответов по данным тестам ниже 49. |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Введение. Цель и задачи физики горных пород. Основные понятия предмета физики горных пород. Место ФГПП среди других наук. Объекты и направленность исследований.
- Минералы и горные породы. Строение и состав минералов и горных пород. Горные породы как объект разработки. Массив. Горная масса. Классификация свойств пород. Влияние минерального состава и строения пород на их свойства.
- Общие понятия о физико-технических свойствах горных пород и физических процессах. Физико-технических свойства пород. Базовые физико-технические параметры.
- Механические свойства горных пород. Плотность пород. Напряжения и деформация в породах. Упругие свойства пород. Пластические свойства пород.
- Реологические свойства пород. Ползучесть горных пород. Релаксация напряжений.
- Прочность и разрушение горных пород. Теории прочности горных пород. Теория Мора.
- Тепловые свойства пород. Распространение и накопление тепла. Теплоемкость пород. Удельный тепловой поток.Теплопроводность и температуропроводность пород.Тепловое расширение. Термические напряжения в горных породах.
- Упругие колебания и акустические свойства горных пород. Продольные упругие колебания. Поперечные упругие колебания. Скорость распространения упругих волн. Коэффициент отражения.
- Электрические свойства пород. Электрическая поляризация. Диэлектрическая проницаемость. Электрическая проводимость. Диэлектрические потери.
- Магнитные свойства пород. Магнитная индукция. Намагниченность горных пород. Парамагнетики. Диамагнетики. Ферромагнетики.
- Гидравлические свойства горных пород. Содержание жидкостей и газов в породах. Перемещение жидкостей и газов в породах. Физически связанная вода. Молекулярная или пленочная влагоемкость. Свободная вода.
- Обобщенные горно-технологические параметры пород. Крепость горных пород. Хрупкость и пластичность пород. Твердость горных пород. Вязкость, дробимость и абразивность горных пород.
- Физические состояние горных пород в массиве. Трещиноватость пород. Физико-технические свойства разрыхленных пород.
- Процессы подготовки массива пород к выемке. Осушение массивов. Разупрочнение пород. Упрочнение пород. Механическое отделение пород от массива и их экскавируемость.
- Физические процессы горного производства. Механическое бурение пород и их буримость. Взрывание горных пород. Взрываемость горных пород и расчеты процессов взрывания. Дробление и измельчение полезного ископаемого после извлечения. Транспортирование горных пород.
Основная литература
- Шведов И.М. Физика горных пород. Механические свойства горных пород, НИТУ МИСиС, 2019 год
- Букин, В.С. Физика горных пород: учебное пособие / В.С. Букин, А.С. Калганов. – Чита: ЗабГУ, 2019. – 115 с. – [Электронный ресурс]. – URL: https://e.lanbook.com/book/173611.
- Боровков, Ю.А. Основы горного дела: учебник / Ю.А. Боровков, В.П. Дробаденко, Д.Н. Ребриков. – 4-е изд., стер. – Санкт-Петербург: Лань, 2019. – 468 с. – [Электронный ресурс]. – URL: https://e.lanbook.com/book/111398.
- Ольховатенко, В.Е. Исследования физико-механических свойств горных пород золоторудных месторождений Дальнего Востока и оценка устойчивости бортов карьеров: монография / В. Е. Ольховатенко. – Томск: ТГАСУ, 2020. – 156 с. – [Электронный ресурс]. – URL: https://e.lanbook.com/book/170446.
- Якимов, А. А. Физика горных пород. Лабораторный практикум : учебное пособие / Якимов А. А.,Сидорова Г. П. - Чита : ЗабГУ, 2022. - 196 с
Дополнительная литература
- Физика горных пород: учебник для вузов / Л.Я. Ерофеев (и др.); под ред. Л.Я. Ерофеева. – Томск: ТПУ, 2006. – 520 с.
- Физика горных пород. Горное давление. Лабораторный практикум: учебное пособие /С.Ф. Алексеенко, В.П. Мележик. – Киев: Вища шк., 1990. – 183 с.
- Порцевский А.К., Катков Г.А. Основы физики горных пород, геомеханики и управления состоянием массива. – Учебник для вузов, Изд. МГГУ, 2004 г,, 120 С.
- Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород, М., Недра, 2004, 359 с.
- Ильницкая Е.И. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М., Недра, 2009, 392 с.
- Кобранова В.Н., Лепарская Н. Определение физических свойств горных пород. М., Гостоптехиздат, 160с., переизд. 2010 г.
