И.Б. Катанов Горное дело и окружающая среда. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 090500 (2)

Министерство образования Российской Федерации Государственное учреждение

Кузбасский государственный технический университет

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом

ГОРНОЕ ДЕЛО И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 090500

(в том числе с сокращенными сроками обучения)

Составитель И.Б.Катанов

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 6 от 15.02.02 Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией специальности 090500 Протокол № 4 от 03.12.01 Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2002

2

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Всоответствии с образовательным стандартом специальности 090500 дисциплина «Горное дело и окружающая среда» (ОПД.Ф.09) предусмотрена для изучения в девятом семестре.

Впроцессе изучения дисциплины необходимы посещение лекций и практических занятий, предусмотренных программой и самостоятельная работа с рекомендуемой учебной литературой и выполнение контрольной работы.

Допуском к экзамену является положительная оценка контрольной работы, состоящей из контрольного задания и контрольных вопросов (см. содержание контрольной работы).

Контрольная работа позволяет установить проработку всего учебного материала дисциплины.

Программа дисциплины

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1.Цель дисциплины состоит в формировании знаний о механизме взаимодействия человека, занятого в процессе добычи и переработки твердых полезных ископаемых, с экосистемами биосферы, о последствиях этого процесса, а также представления о регламентации и стратегическом направлении рационального природопользования в горном деле.

1.2.Задачи изучения дисциплины состоят в том, чтобы показать студентам глобальную проблему развития горной промышленности на фоне антропогенного воздействия на природную среду.

В результате изучения дисциплины студент должен получить представление о единстве технических, технологических решений и природоохранных мероприятий, выполнение которых должно осуществляться на стадии проектирования и строительства горного предприятия, разработки месторождения и стадии его завершения.

1.3.Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения дисциплины «Горное дело и окружающая среда»:

1)геология;

3

2)безопасность жизнедеятельности;

3)технология подземной разработки месторождений полезных ископаемых;

4)технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых;

5)горные машины и оборудование;

6)горное право.

2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах

В соответствии со стандартом (ОПФ.Ф.09) в дисциплине «Горное дело и окружающая среда» изучают воздействия антропогенных факторов горного производства на подсистемы биосферы; сопряженные системы природопользования; урбанизацию и освоение подземного и карьерного пространства, их влияние на природу; основы рационального природопользования; методы оценки ущерба и воздействие горного производства на окружающую среду; охрану недр и земной поверхности при строительстве и эксплуатации подземных сооружений и карьеров; охрану атмосферного воздуха; воздушной среды; поверхностных и подземных вод.

2.2. Методические указания по изучению дисциплины

Введение

Приступая к изучению курса «Горное дело и окружающая среда», необходимо уяснить содержание курса, его значение для общества, связь со смежными дисциплинами, ознакомиться с достижениями отечественных и зарубежных ученых в области разработки научных основ охраны природы; следует обратить внимание на влияние хозяйственной деятельности общества на природу, при этом исходить из положения, что развитие горной промышленности является одной из основных составляющих социального прогресса всего человеческого общества. Современные масштабы потребления природных ресурсов ведут к истощению Земли в целом; необходимо четко себе представить основные нарушения окружающей среды при горных работах и особенности сохранения окружающей среды при этом. Следует уяснить, что природо-

4

охранные мероприятия закладываются в проекты вновь строящихся и реконструируемых предприятий; производственные отношения обусловливают не хищническое отношение к природе, а ее охрану и воспроизводство природных ресурсов.

2.2.1. Антропогенные факторы горного производства

Природный лимит хозяйственной деятельности человека строится на изучении биосферы; экологических систем в природе; компонентов экосистем; основных законов экологии; классификации природных ресурсов; особенностей использования и охраны исчерпаемых и неисчерпаемых ресурсов.

Богатства недр относятся к невозобновимым природным ресурсам, а почвенные, растительные и фауна – к возобновимым. Это определяет основные задачи общества по отношению к данным группам природных ресурсов с точки зрения горного дела.

Студент должен уметь дать характеристику урбанизации и ее влиянию на основные типы экосистем, иметь представление о потоке энергии и обмене веществ в природе, о биологических циклах под воздействием антропогенных факторов горного производства.

Объем лекции – 2 ч. Литература [2, с.10-23].

Вопросы для самопроверки

1.Расскажите о влиянии хозяйственной деятельности общества на природу.

2.Чем определяется уровень загрязнения окружающей среды?

3.В чем заключается воздействие горного производства на природу? 4.Каковы особенности сохранения окружающей среды при произ-

водстве горных работ?

5.Назовите основные негативные изменения в природе в результате горного производства.

6.Назовите составные части экосистемы.

7.Дайте характеристику основных антропогенных факторов.

8.Назовите основные экосистемы мира.

9.Каковы основные законы экологии?

10.Что такое природные ресурсы?

11.Назовите основные группы природных ресурсов.

5

2.2.2. Урбанизация литосферы и основы рационального природопользования

Топливно-энергетический комплекс является наиболее вредным для окружающей среды, но вместе с тем объемы добычи энергетического сырья имеют опережающий рост по отношению к другим видам минерального сырья. Студент должен познакомиться с уровнем добычи основных энергетических полезных ископаемых, с их запасами в недрах Земли. Следует обратить внимание на то, что увеличение объемов добычи твердых полезных ископаемых порождает проблему загрязнения окружающей среды твердыми отходами и сохранения равновесия в гидродинамических и аэродинамических процессах.

Изучив данную тему, студент должен иметь представление о реальных запасах полезных ископаемых, о потерях на различных стадиях, о выходе отходов.

Необходимо усвоить основные мероприятия по охране недр. Знать классификацию потерь полезных ископаемых и иметь представление об оценке экономических последствий потерь полезных ископаемых при разработке месторождений.

Рекомендуется детально познакомиться с вопросами рационального использования каменных углей, комплексной переработкой и использованием отходов угледобычи.

Объем лекции – 2 часа.

Литература [1, с.128-139; 2, с.313-345].

Вопросы для самопроверки

1.Что понимают под охраной недр?

2.В чем заключаются основные мероприятия по охране недр?

3.Расскажите классификацию потерь полезных ископаемых.

4.В чем состоит оценка экономических последствий потерь полезных ископаемых при разработке месторождений?

5.Каковы сущность и перспективы строительства углепроводов, газификации и гидрогенезации углей?

6.Расскажите о комплексной переработке и использовании отходов добычи угля.

7.Какое место занимает энергетическое сырье в общем объеме добычи полезных ископаемых?

6

8.Какой уровень добычи твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых в настоящее время?

9.Какие дополнительные факторы требуют увеличения объемов добычи полезных ископаемых?

2.2.3. Охрана земной поверхности

При изучении данного раздела студент должен познакомиться с влиянием технологических схем горных работ, процессов сдвижения горных пород при разработке пологих, наклонных и крутых пластов на нарушения земной поверхности. Изучить основные схемы и способы восстановления нарушенных земель при подработке.

Одним из важных направлений в области охраны природы является рекультивация территорий, нарушенных в результате горных выработок.

Необходимо изучить состояние нарушенных земель и уяснить составляющие ущерба, нанесенного горными работами земной поверхности. Обратить внимание на то, что для последующей рекультивации важную роль играют виды и способы отвалообразования, поэтому проблема формирования отвалов, восстановления их технического состояния и биологической продуктивности тесно связана с экономической эффективностью природоохранных мероприятий.

Объем лекций – 2 часа Литература: [1, с.160-187; 2, с.98-186].

Вопросы для самопроверки

1.В чем заключается суть земельного законодательства?

2.Сделайте анализ состояния нарушенных земель.

3.Расскажите о требованиях, предъявляемых к рекультивации.

4.В чем заключаются горнотехническая и биологическая рекультивация?

5.Какие существуют виды отвалообразования?

6.Назовите способы отвалообразования.

7.Назовите основные требования к горнотехнической рекультивации земель, нарушенных открытыми горными работами.

8.От чего зависит уровень затрат на рекультивацию земель?

9.Как влияет рекультивация нарушенных земель на технологические схемы организации горных работ?

7

10.Как осуществляется складирование пустых пород?

11.В чем заключается горнотехническая рекультивация террико-

нов?

12.Расскажите об опыте рекультивации на шахтах и разрезах Куз-

басса.

13.Как осуществляется горнотехническая рекультивация под водоемы и водохранилища?

14.Как осуществляется процесс сдвижения горных пород при выемке пологих, наклонных и крутых пластов?

15.Как производят восстановление нарушенных земель при подра-

ботке?

2.2.4. Охрана атмосферного воздуха и воздушной среды

При изучении студент должен узнать состав атмосферного воздуха и его физические свойства, основные вредности, способы определения, их содержание в атмосфере, предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе. Нужно представлять источники загрязнения воздушной среды и разделение их по группам. Следует обратить внимание на то, что факторами, определяющими характер загрязнения, являются климатические условия работы загрязнителя, качество и вид используемого сырья, применяемая технология. Следует хорошо разобраться в процессах загрязнения атмосферы при открытых и подземных горных работах, при обогащении полезных ископаемых и складировании отходов. Необходимо изучить способы и средства защиты воздушного бассейна от загрязнения, принцип действия и конструкции обеспыливающих устройств, используемых на горных предприятиях.

Студент должен ознакомиться с природой шума и вибраций, их физическими параметрами, допустимыми нормами, исключающими вредное воздействие на организм человека.

Необходимо изучить основные источники шумовых загрязнений при горных работах, разобраться в их классификации, а также знать основные мероприятия по защите от вредного шума и вибрации, ознакомиться с методиками, с устройством и принципом действия приборов для измерения шума и вибраций.

Объем лекций – 2 часа.

Литература: [1, с.253-274, 2, с.26-95].

8

Вопросы для самопроверки

1.Назовите источники загрязнения атмосферы.

2.Какие существуют основные группы загрязнителей?

3.Какие источники определяют загрязнения атмосферы при производственных процессах?

4.Расскажите о загрязнении атмосферы при открытых горных рабо-

тах.

5.Какие существуют способы защиты воздушного бассейна от загрязнений?

6.По каким основным направлениям осуществляется снижение загрязнения воздушной среды при взрывах и открытых работах?

7.Как осуществляется борьба с запыленностью воздуха при подземных горных работах?

8.Расскажите принцип действия и конструкции основных обеспыливающих устройств.

9.Как осуществляется очистка промышленных газов?

10.В чем заключается адсорбционный метод очистки газов?

11.Какими физическими параметрами характеризуются шум и виб-

рация?

12.Какое воздействие на организм человека оказывают шум и виб-

рация?

13.Дайте характеристику источников шума и вибраций при горных работах.

14.Расскажите о принципе действия, устройстве и способах измерения шума и вибраций и их частотных характеристиках.

15.Какие основные мероприятия применяются для снижения вредного влияния шумовых и сейсмических загрязнений на окружающую среду?

2.2.5.Охрана поверхностных и подземных вод

Врезультате изучения этой темы студент должен иметь представление об уровне водопотребления при различных производственных и бытовых процессах, уяснить сущность процесса загрязнения гидросферы, выделить основные группы загрязняющих веществ. Необходимо детально разобраться с источниками и характером загрязнения вод при разработке месторождений открытым и подземным способом.

9

Студент должен иметь представление о составе и свойствах шахтных вод, о предельно допустимых концентрациях вредных веществ в воде. Знать основные способы охраны подземных и поверхностных вод на прилегающих к карьеру территориях.

Изучить способы очистки шахтных вод от взвешенных веществ, а также принципы организации очистки шахтных вод от мелкодисперсных, коллоидных и бактериальных загрязнений.

Объем лекций – 2 часа Литература: [1, с. 229-248; 2, с.205-307].

Вопросы для самопроверки

1.Расскажите о роли воды на Земле.

2.Назовите основные группы загрязняющих веществ.

3.Как происходит загрязнение вод при горных разработках?

4.Назовите основные источники загрязнения вод при открытых горных работах.

5.Как устраиваются гидрозащитные завесы?

6.Назовите основные источники загрязнения вод при подземной разработке.

7.Какими свойствами обладают шахтные воды?

8.Каково назначение специализированных участков?

9.Как осуществляется очистка шахтных вод от взвешенных веществ?

10.Назовите типы коагулянтов и флокулянтов.

11.Расскажите технологическую схему очистки шахтных вод.

12.В чем заключается биохимическая очистка сточных вод?

2.3. Методические указания по выполнению контрольной работы

Контрольная работа по курсу «Горное дело и окружающая среда» состоит из выполнения одного контрольного задания и ответов на 2 вопроса. Контрольная работа выполняется по варианту, номер которого в табл. 1 определяется в соответствии с последней цифрой (от 0 до 29)

учебного шифра (номера зачетной книжки) студента без учета года.
Например: № 743-99	Студент выполняет вариант №	3
№ 721-99	№	21
№ 750-99	№	0

10

Таблица 1

Варианты для выполнения контрольной работы

№ варианта	№ задания		№ вопроса
1	1	1		31
2	2	2		32
3	3	3		33
4	4	4		34
5	5	5		35
6	6	6		36
7	7	7		37
8	8	8		38
9	9	9		39
10	10	10		40
11	11	11		41
12	12	12		42
13	13	13		43
14	14	14		44
15	15	15		45
16	16	16		46
17	17	17		47
18	18	18		48
19	19	19		49
20	20	20		50
21	21	21		51
22	22	22		52
23	23	23		53
24	24	24		54
25	25	25		55
26	26	26		56
27	27	27		57
28	28	28		58
29	29	29		59
0	30	30		60

Работу выполнять в тетради, в которую полностью переписать задание.

Текстовую часть работы (ответы на вопросы) сопровождать ссылками на литературные источники, а также эскизами, схемами.