Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Geomechanika
Course of study:
2019/2020
Code:
GIGR-1-506-n
Faculty of:
Mining and Geoengineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mining Engineering
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Małkowski Piotr (malkgeom@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach przedmiotu student poznaje uwarunkowania geomechaniczne wpływające na możliwości prowadzenia wyrobisk górniczych, prowadzenia eksploatacji oraz jej wpływu na powierzchnię. Poznaje właściwości skał oraz metody określania stanu naprężenia i odkształcenia w górotworze wokół wyrobisk podziemnych, w tym szybów i filarów. Poznaje zasady dotyczące współpracy obudowy z górotworem. Poznaje istotę zjawisk dynamicznych w górotworze i zasady oceny wpływu robót górniczych na powierzchnię.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Ma świadomość roli badań naukowych w pozyskiwaniu wiedzy na temat właściwości górotworu i wpływu robót górniczych na górotwór. IGR1A_K03, IGR1A_K05, IGR1A_K04 Report,
Project,
Examination
M_K002 Ma świadomość znaczenia geomechaniki dla właściwego planowania i realizacji procesów górniczych IGR1A_K03, IGR1A_K01, IGR1A_K05, IGR1A_K04 Report,
Project,
Examination
Skills: he can
M_U001 Potrafi obliczyć naprężenia w górotworze oraz obciążenie wyrobisk podziemnych. IGR1A_U05, IGR1A_U04, IGR1A_U06, IGR1A_U03 Project,
Examination
M_U002 Potrafi scharakteryzować własności masywu skalnego. IGR1A_U04 Examination,
Test,
Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes
M_U003 Potrafi scharakteryzować własności skał i masywu skalnego. IGR1A_U05, IGR1A_U04, IGR1A_U06 Report,
Project,
Examination
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna podstawowe uwarunkowania geomechaniczne prowadzenia działalnosci górniczej. IGR1A_W02, IGR1A_W03, IGR1A_W06, IGR1A_W05, IGR1A_W01, IGR1A_W04 Report,
Project,
Examination
M_W002 Zna właściwości fizyczne skał IGR1A_W02, IGR1A_W03 Report,
Project,
Examination
M_W003 Zna zasady współpracy obudowy z górotworem IGR1A_W02, IGR1A_W03, IGR1A_W06, IGR1A_W05 Project,
Examination
M_W004 Zna zasady kształtowania się stanu naprężeń w rejonie wyrobisk korytarzowych, eksploatacyjnych, szybów i filarów IGR1A_W02, IGR1A_W03, IGR1A_W06, IGR1A_W05, IGR1A_W01, IGR1A_W04 Project,
Examination
M_W005 Zna przyczyny i skutki zjawisk dynamicznych w górotworze oraz metody ich ograniczania IGR1A_W02, IGR1A_W03, IGR1A_W06, IGR1A_W05, IGR1A_W04 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 18 0 18 9 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Ma świadomość roli badań naukowych w pozyskiwaniu wiedzy na temat właściwości górotworu i wpływu robót górniczych na górotwór. + - + + - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość znaczenia geomechaniki dla właściwego planowania i realizacji procesów górniczych + - + + - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi obliczyć naprężenia w górotworze oraz obciążenie wyrobisk podziemnych. + - + + - - - - - - -
M_U002 Potrafi scharakteryzować własności masywu skalnego. + - - + - - - - - - -
M_U003 Potrafi scharakteryzować własności skał i masywu skalnego. + - - - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna podstawowe uwarunkowania geomechaniczne prowadzenia działalnosci górniczej. + - + + - - - - - - -
M_W002 Zna właściwości fizyczne skał + - + + - - - - - - -
M_W003 Zna zasady współpracy obudowy z górotworem + - - + - - - - - - -
M_W004 Zna zasady kształtowania się stanu naprężeń w rejonie wyrobisk korytarzowych, eksploatacyjnych, szybów i filarów + - - + - - - - - - -
M_W005 Zna przyczyny i skutki zjawisk dynamicznych w górotworze oraz metody ich ograniczania + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 142 h
Module ECTS credits 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 40 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 h
Realization of independently performed tasks 25 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (18h):
  1. Właściwości fizyczne skał

    Określenie przedmiotu mechaniki górotworu. Elementy i cechy strukturalne górotworu. Właściwości fizyczne skał. Górotwór jako ośrodek reologiczny.

  2. Klasyfikacje geotechniczne

    Systemy ISRM, RMR, Q, GSI i inne. Jakość górotworu. Określanie właściwości skał na podstawie wskaźników jakości górotworu.

  3. Mechanika zniszczenia skał

    Mechanizm niszczenia skały. Charakterystyka napręzeniowo-odkształceniowa. czynniki wpływające na wytrzymałość i odkształcalność skał. Wytężenie skał i hipotezy wytężeniowe.

  4. Współpraca obudowy z górotworem

    Typy obudowy i ich współpraca z górotworem: podporowa, kotwowa, murowa i powłokowa.

  5. Zjawiska dynamiczne w górotworze

    Zasięg zagrożenia tąpaniami w górnictwie polskim. Warunki geologiczno-górnicze ich powstawania. Geomechaniczne metody oceny zagrożenia.

  6. Deformacje powierzchni na skutek działności górniczej

    Deformacje ciągłe i nieciągłe. Wskaźniki deformacji i kategorie terenu górniczego.

Laboratory classes (18h):
Określanie właściwości fizycznych skał i gruntów

  • gęstości objętościowej, ciężaru objętościowego, porowatości otwartej i wilgotności
  • gazoprzepuszczalności
  • wytrzymałości na ściskanie
  • wytrzymałości na rozciąganie
  • modułu Younga i wsp. Poissona
  • współczynnik filtracji
  • wytrzymałość na ścinanie – próba bezpośredniego ścinania
  • wytrzymałość na ścinanie – próba trójosiowego ściskania

Project classes (9h):
Projekt obudowy wyrobiska korytarzowego

Na podstawie oceny własności górotworu, jego jakości, obliczenia naprężeń wtórnych i obciążeń czynnych student wykonuje projekt obudowy wyrobiska korytarzowego. Dane do projektu są przygotowywane indywidualnie.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

1. Ćwiczenia laboratoryjne – Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie uczestnictwa w ćwiczeniach, zdaniu teorii i opracowaniu sprawozdania. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych. Ocena liczona jest jako ocena z odpowiedzi – waga 0,6 i ocena ze sprawozdania – waga 0,4.
2. Ćwiczenia projektowe – wykonanie i zaliczenie projektu
3. Całość przedmiotu – egzamin.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest wcześniejsze zaliczenie obu form zajęć.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

Na podstawie egzaminu (waga 0,6), ćwiczeń projektowych (0,2) i ćwiczeń laboratoryjnych (waga 0,2).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

1. Laboratoria – pod koniec semestru JEDNE dodatkowe ćwiczenia dla uzupełnienia JEDNEJ nieobecności.
2. Projekt – możliwa 1 nieobecność

Prerequisites and additional requirements:

Możliwość przystąpienia do egzaminu po uzyskaniu zaliczenia z ćwiczeń projektowych i laboratoryjnych.

Recommended literature and teaching resources:

1. Chudek M.: Geomechanika z podstawami ochrony środowiska i powierzchni terenu. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.
2. Kidybiński, A.: Podstawy geotechniki kopalnianej. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1982.
3. Kłeczek Z.: Geomechanika górnicza. Sląskie Wydawnictwo techniczne. Katowice 1994.
4. Majcherczyk. T., Szaszenko A., Sdwiżkowa E.: Podstawy geomechaniki. Uczelniane
Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH. Kraków 2006.
5. Sałustowicz A.: Zarys mechaniki górotworu. Wydawnictwo Śląsk. Katowice 1968.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Machowski G., Małkowski P., Ostrowski Ł.: Geomechanical and mineralogical characterization of Krosno sandstones. Proceeidngs of international multidisciplinary scientific geoconference: Science and technologies in geology, exploration and mining : 29 June–5 July, 2017, Albena, Bulgaria, Vol. 17 iss. 14, 2017, s. 677–685.
2. Majcherczyk T., Małkowski P., Niedbalski Z.: Ruchy górotworu i reakcje obudowy w procesie niszczenia skał wokół wyrobisk korytarzowych na podstawie badań in situ. Wydział Górnictwa i Geoinżynierii AGH, 2006.
3. Majcherczyk T., Małkowski P., Niedbalski Z.: Badania nowych rozwiązań technologicznych w celu rozrzedzania obudowy podporowej w wyrobiskach korytarzowych. Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2008.
4. Majcherczyk T., Niedbalski Z., Małkowski P.: Wpływ szerokości filara oporowego dla chodnika przyścianowego na stan naprężenia w jego otoczeniu. Kwartalnik AGH Górnictwo i Geoinżynieria, R. 35 z. 2 2011, s. 415–424.
4. Małkowski P.: Porównanie zmodyfikowanego endoskopowego wskaźnika jakości górotworu z parametrami rdzenia wiertniczego. Przegląd Górniczy, nr 7-8, 2009, s. 38–45.
5. Małkowski P.: Wpływ uwarstwienia górotworu na zasięg stref spękań wokół wyrobisk korytarzowych. Wiadomości Górnicze, r. 65 nr 5, 2014, s. 259–269.
6. Małkowski P., Juszyński D.: Ocena zagrożenia zawałowego w zakładach górniczych LGOM. Przegląd Górniczy, t. 75, nr 1, 2019, s. 16–26.
7. Małkowski P., Majcherczyk T., Niedbalski Z.: Wpływ eksploatacji ścianowej na wyrobisko chodnikowe w niżej leżącym pokładzie. Przegląd Górniczy, nr 1-2, 2010, s. 17–24.
8. Małkowski P., Ostrowski Ł., Bachanek P.: Stateczność wyrobiska korytarzowego drążonego w strefie uskokowej w świetle badań kopalnianych i numerycznych. Przegląd Górniczy, t. 74 nr 2, 2018, s. 17–27.
9. Małkowski P., Ostrowski Ł., Brodny J.: Analysis of Young’s modulus for Carboniferous sedimentary rocks and its relationship with uniaxial compressive strength using different methods of modulus determination. Journal of Sustainable Mining, vol. 17 iss. 3, 2018, s. 145–157.
10. Małkowski P., Ostrowski Ł.: The methodology for the Young modulus derivation for rocks and its value. Procedia Engineering, vol. 191, 2017, s. 134–141.
11. Małkowski P., Rak Z.: Wpływ wykładki mechanicznej na stan naprężenia i wytężenia górotworu w otoczeniu chodnika przyścianowego wykonanego w słabych skałach karbońskich.Prace Naukowe GIG Górnictwo i Środowisko, nr 1/1, 2011, s. 251–262.
12. Ostrowski Ł., Małkowski P.: Wpływ zawodnienia na wypiętrzanie skał spągowych wyrobiska korytarzowego. Przegląd Górniczy, nr 3, 2016, s. 28–38.

Additional information:

brak