Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Geomechanika
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GIGR-1-506-n
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Górnicza
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Niestacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Małkowski Piotr (malkgeom@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna podstawowe uwarunkowania geomechaniczne prowadzenia działalnosci górniczej. IGR1A_W02, IGR1A_W03, IGR1A_W06, IGR1A_W05, IGR1A_W01, IGR1A_W04 Sprawozdanie,
Projekt,
Egzamin
M_W002 Zna właściwości fizyczne skał IGR1A_W02, IGR1A_W03 Sprawozdanie,
Projekt,
Egzamin
M_W003 Zna zasady współpracy obudowy z górotworem IGR1A_W02, IGR1A_W03, IGR1A_W06, IGR1A_W05 Projekt,
Egzamin
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 Projekt,
Egzamin
M_W005 Zna przyczyny i skutki zjawisk dynamicznych w górotworze oraz metody ich ograniczania IGR1A_W02, IGR1A_W03, IGR1A_W06, IGR1A_W05, IGR1A_W04 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi obliczyć naprężenia w górotworze oraz obciążenie wyrobisk podziemnych. IGR1A_U05, IGR1A_U04, IGR1A_U06, IGR1A_U03 Projekt,
Egzamin
M_U002 Potrafi scharakteryzować własności masywu skalnego. IGR1A_U04 Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Zaliczenie laboratorium
M_U003 Potrafi scharakteryzować własności skał i masywu skalnego. IGR1A_U05, IGR1A_U04, IGR1A_U06 Sprawozdanie,
Projekt,
Egzamin
Kompetencje społeczne: jest gotów do
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 Sprawozdanie,
Projekt,
Egzamin
M_K002 Ma świadomość znaczenia geomechaniki dla właściwego planowania i realizacji procesów górniczych IGR1A_K03, IGR1A_K01, IGR1A_K05, IGR1A_K04 Sprawozdanie,
Projekt,
Egzamin
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 18 0 18 9 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
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 + - - - - - - - - - -
Umiejętności
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. + - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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 + - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 142 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 40 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 25 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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.

Ćwiczenia laboratoryjne (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

Ćwiczenia projektowe (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.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym. Zakres materiału udostępniany jest w formie plików pdf na WD.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie wykonują testy laboratoryjne na skałach i gruntach, według obowiązujących norm i rekomendacji ISRM. Prowadzący oraz technik pomagają w wykonaniu ćwiczeń, tak aby zostały one wykonane prawidłowo.
  • Ćwiczenia projektowe: Podczas zajęć prowadzący na bieżąco objaśnia kolejne etapy projektu. Wykonuje przykładowe obliczenia i na bieżąco moderuje dyskusję z grupą nad otrzymanymi wynikami. Studenci otrzymują indywidualne zestawy danych do wykonania projektu. Na ostatnich zajęciach konsultują postępy pracy.
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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia i zdaje teorię dotyczącą zjawiska w trakcie ćwiczeń. Po ćwiczeniach przygotowuje sprawozdanie. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie uczestnictwa w ćwiczeniach, zdaniu teorii i opracowaniu sprawozdania. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci są zobowiązani do obecności na zajęciach, na których sukcesywnie poznają kolejne kroki realizacji projektu. Podstawą zaliczenia tej formy zajęć jest wykonanie projektu.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

brak