Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федерального государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ:
Ректор
____________ А.А. Ташкинов
«___» _____________ 2015 г.
ПРОГРАММА
вступительного испытания по специальной дисциплине, соответствующей
направленности программы аспирантуры
05.06.01
Науки о земле
шифр направления
подготовки
наименование направления подготовки, утвержденное приказом
Минобрнауки России от 12.09.2013г. № 1061
Направленность
программы
аспирантуры:
Горно-промышленная и нефтегазопромысловая
геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия
недр
25.00.16
Горно-промышленная
и
нефтегазопромысловая
геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия
недр
шифр научной
специальности
наименование научной специальности и отрасль науки, предусмотренные
номенклатурой специальностей научных работников,
утвержденной приказом Минобрнауки России от 25.02.2009 № 59
Обеспечивающая (ие)
Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные
кафедра (ы)
системы
Согласовано:
Зав. отделом аспирантуры и докторантуры
Пермь, 2015
/Л.А. Свисткова/
Программа сформирована на основе федеральных государственных
стандартов высшего образования по программам специалитета направления
21.00.00 «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия»
специальности 21.05.04 «Горное дело» и 21.05.05 «Физические процессы горного
или нефтегазового производства»
_____________________________________________________________________
(код и наименование направления, специальности)
Составители:
Зав. кафедрой МДГиГИС, д.т.н., проф.
Ю.А. Кашников
_____________________________________________________________________
(должность, ученая степень, фамилия и.о.)
Программа рассмотрена и рекомендована к изданию методическим семинаром
кафедры:
Маркшейдерского дела, геодезии и геоинформационных систем
(название кафедры)
протокол № _______ от «____»___________20__г.
Маркшейдерское дело, геодезия и геоинформационные системы,
(название кафедры)
протокол № _______ от «____»___________20__г.
Заведующий кафедрой МДГиГИС
/Кашников Ю.А./
2
1. Дисциплины, включенные в программу вступительных испытаний в
аспирантуру:
1.1. Физика горных пород.
1.2. Решение специальных задач на ЭВМ.
1.3. Математическая обработка результатов измерений.
1.4. Основы горного дела.
1.5. Прикладная геодезия.
1.6. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело 1.
1.7. Маркшейдерское обеспечение безопасности горных работ.
1.8. Аэрология предприятий горнопромышленного или нефтегазового
комплекса.
1.9. Горная геометрия.
1.10. Геомеханика.
1.11. Подземная геотехнология 1.
1.12. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках.
1.13. Физические процессы при добыче полезных ископаемых.
1.14. Физико-технический контроль и мониторинг процессов горного или
нефтегазового производства.
1.15. Геодезия и маркшейдерия 1.
1.16. Геодезия и маркшейдерия 2.
1.17. Геомеханическое обеспечение горных и горностроительных работ.
1.18. Создание цифровых планов и карт.
1.19. Геоинформационные системы.
1.20. Методы научных исследований.
1.21. Дистанционное зондирование земли и фотограмметрия.
1.22. Методы расчета напряженно-деформированного состояния
подработанного массива.
1.23. Горная геофизика.
3
2. Содержание учебных дисциплин.
2.1. Физика горных пород, Решение специальных задач на ЭВМ,
Математическая обработка результатов измерений, Основы горного
дела, Строительная геотехнология, Безопасность ведения горных работ
и горноспасательное дело 1, Геомеханика, Подземная геотехнология 1,
Физические процессы при добыче полезных ископаемых, Физикотехнический
контроль
и
мониторинг
процессов
горного
или
нефтегазового производства, Геомеханическое обеспечение горных и
горностроительных
деформированного
работ,
состояния
Методы
расчета
подработанного
напряженно-
массива,
Горная
геофизика, Методы научных исследований
Вопросы:
1. Основные представления о науке геомеханике.
2. Механические явления и процессы в земной коре, вызываемые воздействием горных
работ.
3. Представления об объекте геомеханики – массиве горных пород, являющемся частью
земной коры.
4. Понятие о массивах горных пород, их физических состояниях и важнейших физикомеханических свойствах.
5. Причины различия свойств массива и образцов горных пород.
6. Масштабный эффект и масштабные уровни.
7. Геологическое и тектоническое строение массивов горных пород.
8. Классификация массивов по прочности, слоистости, трещиноватости и склонности к
разрушению.
9. Методы изучения и прогнозирования состава, строения, состояния и свойств горных
массивов.
10. Деформируемость, прочность и разрушение горных пород и массивов.
11. Механические модели пород: упругие, жесткопластические, упругопластические,
реологические.
12. Теории прочности и критерии разрушения пород.
13. Полные диаграммы прочности.
14. Деформационные характеристики горных пород, их физический смысл и размерность.
4
15. Прочностные характеристики горных пород, их физический смысл и размерность.
16. Реологические характеристики горных пород, их физический смысл и размерность.
17. Паспорт прочности горных пород, методы и технические средства его построения.
18. Методы и средства испытаний пород в лабораторных условиях.
19. Методы и средства испытаний пород в натурных условиях.
20. Начальные гравитационные и тектонические поля напряжений в массивах горных
пород.
21. Связь начальных гравитационных и тектонических полей напряжений в массивах
горных пород с геодинамическим полем напряжений.
22. Характер напряженно – деформированного состояния массива при начальных
гравитационных и тектонических полях напряжений.
23. Оценка компонент тензора напряжений в его заданных точках.
24. Геомеханические процессы, происходящие в геологической среде под влиянием
горных работ.
25. Управление геомеханическими процессами при подземных и открытых работах, а
также подземном и гражданском строительстве.
26. Методы и средства исследований напряженно-деформированного состояния массива
горных пород.
27. Особенности деформирования и разрушения горных пород и массивов в условиях
трехмерного напряженно-деформированного состояния, включая область запредельного
деформирования.
28. Процессы разупрочнения и предразрушения горных пород при добыче полезных
ископаемых.
29. Особенности деформирования и разрушения породных массивов вблизи забоя, устья и
сопряжений выработок.
30. Деформирование и разрушение кровли, почвы и породных целиков очистных
выработок.
31. Зоны опорного давления в окрестности выработок.
32. Физическая природа концентрации напряжений в зонах опорного давления.
33. Характер распределения напряжений в зависимости от ряда определяющих природных
и производственных факторов.
34. Сдвижение породных массивов под влиянием подземных и открытых горных работ.
35. Особенности геомеханических процессов при разработке месторождений калийных
солей.
5
36. Связь сдвижения горных пород и газовыделения в горные выработки и на
поверхность.
37. Определение параметров сдвижения породных массивов и земной поверхности.
38. Защита зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных
разработок.
39. Динамические проявления геомеханических процессов в виде горных ударов и
внезапных выбросов породы и газа.
40. Прогнозирование и предотвращение горных ударов и внезапных выбросов.
41. Основные признаки удароопасности пород.
42. Механизм внезапных выбросов породы и газа.
43. Газодинамические явления в калийных рудниках.
44. Методы прогнозирования газодинамических явлений в калийных рудниках.
45. Способы предотвращения газодинамических явлений в калийных рудниках.
46. Геодинамическое районирование.
47. Раскройка шахтных полей в условиях блочного строения массива, рациональное
расположение выработок в активных геодинамических зонах. 48. Методы и средства
(включая геофизические) изучения и контроля геомеханических процессов в массиве.
49. Устойчивость горных выработок и подземных сооружений.
50. Взаимодействие массива горных пород с инженерными конструкциями подземных
сооружений.
51. Основные положения механики подземных сооружений.
52. Крепи горных выработок и их роль в управлении напряженно-деформированным
состоянием массива.
53. Крепление капитальных, подготовительных и очистных выработок.
54. Требования к выбору типа и параметров крепи.
55. Геомониторинг при строительстве подземных сооружений.
56. Обработка и интерпретация результатов измерений.
57. Понятие о сейсмических волнах, их параметры и воздействие сейсмических сигналов
на строящиеся и эксплуатируемые подземные сооружения.
58. Принципы и приемы геомеханического воздействия на массив для повышения
интенсивности и продолжительности нефте- и газоотдачи скважин.
59. Методы контроля интенсивности и продолжительности нефте- и газоотдачи скважин.
Связь между геомеханическими и геодинамическими процессами.
60. Методы исследований геомеханических процессов в лабораторных и натурных
условиях.
6
61. Предметное и аналоговое моделирование.
62. Критерии подобия.
63. Методы: эквивалентных материалов, фотоупругости, центробежного моделирования.
2.2. Маркшейдерские работы при подземной разработке угольных рудных
и нерудных месторождений,
Маркшейдерские работы на карьерах и
приисках. Маркшейдерские работы при разработке месторождений
углеводородного
сырья,
Геометрия
маркшейдерских
работ,
Создание
недр,
цифровых
Анализ
планов
точности
и
карт,
Геоинформационные системы Методы научных исследований
Вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Классификация геодезических сетей. Методы построения плановых
сетей.
Государственная нивелирная сеть. Задачи и методы нивелирования.
Точность определения превышений и высот. Уравнивание хода
геометрического нивелирования.
Проект создания плановой опорной маркшейдерской сети в шахте.
Ориентирно-соединительные горизонтальные съемки.
Маркшейдерские работы при проведении горных выработок (задание
направлений в горизонтальной и вертикальной плоскостях, съемка
сечений).
Маркшейдерский учёт объёмов вскрыши и объёмов добычи полезного
ископаемого на карьерах.
Способы определения объёмов вынутой горной массы на карьерах.
Маркшейдерское обеспечение на карьерах. (Опорная плановая и
высотная сети, съёмочное обоснование, съёмка подробностей).
Маркшейдерский учет потерь и разубоживания при ведении горных
работ открытым способом.
Маркшейдерские работы на промышленной площадке шахты:
требования к разбивке и закреплению центра и осей шахты: разбивка
зданий и сооружений.
Создание наземного и подземного маркшейдерско-геодезического
обоснования при строительстве метрополитенов.
Геометрические параметры залежи. Их виды и методы определения
значений параметров.
Геометризация тектонической нарушенности залежей. Цели и задачи
геометризации.
Геометризация трещиноватости массива горных пород, цели и задачи
геометризации.
7
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
Учет состояния и движения запасов на горном предприятии.
Нормирование и учет состояния вскрытых, подготовленных и готовых
к выемке запасов.
Недра. Виды пользования недрами. Государственное регулирование
недропользования.
Лицензия на отработку месторождения полезного ископаемого:
определение, содержание, порядок и условия предоставления.
Основные задачи государственной систем лицензирования лицензии на
отработку месторождения полезного ископаемого.
Система платежей при пользовании недрами. Содержание, размер
платежей и порядок их распределения.
Основные этапы освоения месторождения полезных ископаемых.
Основные условия, соблюдение которых необходимо для начала
промышленной отработки месторождения.
Горный отвод. Содержание, условия и порядок предоставления горного
отвода.
Векторные топологические модели данных, используемые в
современных ГИС-технологиях.
Модели данных, используемые в современных ГИС-технологиях
(вектор + растр).
Формы представления пространственных объектов. Общие принципы
создания слоевой
Характеристика и возможности ввода и редактирования графической
информации в ГИС MapInfo.
Вывод уравнения множественной линейной зависимости.
Построение поверхностей, отражающих структуру залежи и качество
полезного ископаемого средствами ГИС MapInfo.
Построение поверхностей, отражающих структуру залежи и качество
полезного ископаемого средствами ПО Surfer.
Сущность аэрофотосъемок и космосъемок, типы съемочных систем,
виды съемок;
Понятия о дешифрировании снимков. Дешифровочные признаки
объектов;
Фотограмметрические
решения
(прямая
и
обратная
фотограмметрическая засечка);
Построение цифровой модели местности;
Комплексный (территориальный) природоресурсный кадастр как
основа рационального природопользования;
3. Рекомендуемая литература, информационные ресурсы.
Литература к разделу 2.1.
1. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. – М.: Недра.–1992.
8
2. Баклашов И.В. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. – М.: Недра.–
1992.
3. Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. – М., Недра, 1989, 360 с.
4. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. Учеб. для Вузов, - 2-е
изд. – М.: Недра.–1994.–270 с.
5. Маркшейдерия/М.Е. Певзнер [и др.]. – М.: Изд-во МГГУ.–2003.
6. Геодезия и маркшейдерия/В.Н. Попов [и др.]. – М.: Изд-во МГГУ.–2004.
7. Сученко В.Н. Анализ исходных данных и прогнозирование в геометрии
недр: учебное пособие. – М.: Изд-во «Горная книга».–2009.
8. Горные науки. Освоение и сохранение недр земли. Под ред. академика
РАН К.Н. Трубецкого. – М.: Изд-во АГН.–1997.–478с.
9. Курленя М.В., Опарин В.Н. Скважинные геофизические методы диагностики и
контроля
напряженно-деформированного
состояния
массивов
горных
пород.
–
Новосибирск: Наука.–1999.–335 с.
10. Малышев Ю.Н., Трубецкой К.Н., Айруни А.Т. Фундаментально прикладные методы
решения проблемы метана угольных пластов. – М.: Изд-во АГН.–2000.–519 с.
11. Методы и средства контроля состояния и свойств
горных пород в массиве/Е.С.
Ватолин [и др.]. – М.: Недра.–1989.–179 с.
12. Проскуряков Н.М. Управление состоянием массива горных пород.
Учебник для Вузов. – М.: Недра. – 1991.–368 с.
13. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В. М. Основы геомеханики. – М.:
Недра, 1986.–302 с.
11. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Механика деформирования и разрушения
горных пород. – М.: Недра.– 1992.
14. Кашников Ю.А., Ашихмин С.Г. Механика горных пород при разработке
месторождений углеводородного сырья. – М.: Недра.–2007.–467 с.
15. Андрейко С.С. Газодинамические явления в калийных рудниках: методы
прогноза и способы предотвращения: учеб. Пособие. – Пермь: Изд-во Перм.
гос. техн. ун-та, 2007.–219 с.
9
16. Барях А.А., Асанов В.А., Паньков И.Л. Физико-механические свойства
соляных пород Верхнекамского месторождения калийных солей. – Пермь:
Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008.–199 с.
17. Порциевский А.К., Катков Г.А. Основы физики горных пород,
геомеханики и управления состоянием массива: учебное пособие. – М.: Издво МГОУ.–2004.–120 с.
15.
Интернет-ресурсы:
basemine.ru;
spmi.ru›sites/default/files/lib/sci/aspirant;
mgri-rggru.ru;
portal.kuzstu.ru;
dslib.net;
dissers.ru;
geokniga.org; gorny-ins.ru; rudmet.ru; info.dgtu.donetsk.ua; mining-media.ru;
научная
библиотека
диссертаций
и
авторефератов
disserCat
http://www.dissercat.com
Литература к разделу 2.2. :
1. РД-07-603-03 Инструкция по производству маркшейдерских работ. - М.:
Недра, 2004. -117с.
2. Поклад Г.Г.Геодезия: Учебник. - М.: Недра. 2007 - 276с.
3. Николаенко В.Г., Соловьев В.Н. Маркшейдерские работы при сооружении
вертикальных шахтных стволов.- М.: Недра,1977.
4. Оглоблин Д.Н. и др. Маркшейдерское дело. - М.: Недра,1981.- 704с.
5. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках /М.А.Перегудов,
И.И.Падев, В.И.Борщ- Компаниец и др., - М.: Недра, 1980, - 336с.
6. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках: Справочник /В.Н.Попов,
К.С.Ворковастов, В.Г.Столчнев и др. – М.: Недра, 1989, - 424с.
7. В.А.Букринский Геометрия недр.
8. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование. - М.: МГУ, 1997. 63 с.
9. Борщ-Компаниец, А.Н. Навидный. «Маркшейдерское дело».- М.: Недра,
1985.
10. Назаров А.С. Фотограмметрия.- Мн.:ТетраСистемс,2006г. - 368 с.
10
11. Новаковский Б.А. Фотограмметрия и дистанционные методы изучения
Земли. – М.: Изд. МГУ, 1997, - 208с.
12. Горное право: Учебник для Вузов/ М.Е.Певзнер. МГГУ. – М.: Изд-во
МГГУ, 2001, - 375 с.
13. Инструкция по наблюдениям за сдвижением земной поверхности и за
подрабатываемыми сооружениями на калийных месторождениях - Л., 1996, 109с.
14. Кутовой С.Н. «Методические указания к выполнению лабораторных
работ по курсу «Маркшейдерские работы при строительстве подземных
сооружений», Пермь, 2007.
15. Асаченков Л.М. «Маркшейдерские работы при строительстве и
реконструкции шахт», М., 1987г., 198с.
16. Математическая статистика в горном деле: Учебно-методические
указания для студентов четвертого курса специальности «Маркшейдерское
дело», сост./ А.В. Катаев, С.Н. Кутовой, С.Г. Ашихмин. – Пермь: Изд-во
Перм.гос.техн.университет. 2009. - 80с.
17. Катаев А.В., Кутовой С.Н., Киселев А.О., Кислухина С.А. Элементы
геоинформационных систем и технология создания цифровых
маркшейдерских планов средствами MapInfo. Перм. гос. техн. университет.
2000. - 122с.
18. Закон Российской Федерации «О недрах». - М., № 2395-1.
19. Инструкция по оформлению горных отводов для разработки полезных
ископаемых МПР РФ, Госгортехнадзор РФ, 1998г.
20. Классификация запасов месторождений и прогнозных твёрдых полезных
ископаемых, ГКЗ МПР, 1997г.
21. Аковецкий, Виктор Геннадьевич. Топогеодезическое обеспечение
месторождений нефти и газа : учебное пособие для вузов : в 2 кн. /
22. Маркшейдерско-геодезические работы на месторождениях нефти и газа /
А. С. Мазницкий, В. Г. Сова .— М. : Недра, 1979 .— 325 с
11
4. Пример экзаменационного билета
ПЕРМСКИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Вступительные испытания по специальной
дисциплине, соответствующей программе
аспирантуры
Горно-промышленная и нефтегазопромысловая
геология, геофизика, маркшейдерское дело и
геометрия недр
(наименование программы аспирантуры)
05.06.001.
Науки о земле
(шифр и наименование направления)
УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой МДГиГИС
__________________Кашников Ю.А.
«___» ______________ 2015 г.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1
1. Основные представления о науке геомеханике.
2. Методы: эквивалентных материалов, фотоупругости, центробежного моделирования.
3. Зоны опорного давления в окрестности выработок.
12