Методические указания по изучению

ГЕОЛОГИЯ

 

Методические указания к самостоятельной работе

Рекомендовано учебно-методической комиссией направления подготовки специалистов 130400.65 «Горное дело» Специализаций: 130401 «Подземная разработка пластовых месторождений», 130403 «Открытые горные работы», 130404 «Маркшейдерское дело», 130405 «Шахтное и подземное строительство», 130406 «Обогащение полезных ископаемых», 130412 «Технологическая безопасность и горноспасательное дело» в качестве электронного издания для самостоятельной работы

 

Кемерово 2013

Рецензенты:

 

Недосекина Л. С. ст. преподаватель кафедры «Геологии»

 

Филимонов К. А., председатель учебно-методической комиссии специальности по направлению 130400.65 «Горное дело», зав. кафедрой РМПИПС, к.т.н.

 

Возная Анна Анатольевна. Геология [Электронный ресурс]: методические указания к самостоятельной работе по дисциплине «Геология»: для студентов заочной формы обучения специальности 130400.65 «Горное дело» Специализаций: 130401 «Подземная разработка пластовых месторождений», 130403 «Открытые горные работы», 130404 «Маркшейдерское дело», 130405 «Шахтное и подземное строительство», 130406 «Обогащение полезных ископаемых», 130412 «Технологическая безопасность и горно-спасательное дело» / А. А. Возная. – Электрон. дан. – Кемерово: КузГТУ, 2013. – Систем. требования: Pentium IV; ОЗУ 4,33 Мб; Windows 95; мышь. – Загл. с экрана.

 

В методических указаниях изложены содержание самостоятельной работы, оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы по дисциплине «Геология».

 

 

Ó КузГТУ

Ó Возная А. А.

 

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Геология» входит в базовую часть математического и естественнонаучного цикла ФГОС ВПО по направлению подготовки (специальности) 130400 «Горное дело». На изучение дисциплины отводится 288 часов (трудоёмкость 8 зачётных единиц). Структура и содержание дисциплины «Геология» изложены в рабочей программе. Освоение дисциплины рассчитано на два семестра первого курса и включает лекционные и лабораторные занятия в сессионное время и самостоятельную работу студента в остальное время. В каждом семестре выполняется контрольная работа. Самостоятельная работа студентов по изучению дисциплины «Геология» составляет 222 часа. На осенний семестр отведено 126 часов, из которых 64 часа составляет изучение теоретического материала, 62 часа – выполнение контрольной работы № 1. На весенний семестр отведено 96 часов, из которых 48 часов составляет изучение теоретического материала, 48 часов – выполнение контрольной работы № 2. К началу экзаменационной сессии каждый студент обязан изучить все разделы дисциплины, предусмотренные программой курса, выполнить контрольную работу представить её преподавателю. Работа над ошибками проводится в период сессии. График организации самостоятельной работы студентов в течение семестра по изучению теоретического материала и выполнению заданий контрольной работы представлен в рабочей программе. Выполнение контрольной работы заключается в реферативном изложении двух теоретических вопросов и выполнения практического задания по третьему вопросу. Теоретические вопросы должны излагаться аккуратным почерком с выделением разделов, подразделов, абзацев, выполнением необходимых рисунков, схем, таблиц и т.п. Графические построения должны выполняться в карандаше и сопровождаться пояснениями. Объем работы не регламентируется. Номер варианта контрольной работы соответствует последней цифре шифра зачётной книжки студента. Формой промежуточного контроля знаний при освоении дисциплины в первом семестре является зачёт, во втором – экзамен. Завершающий этап изучения дисциплины «Геология» – прохождение учебной геологической практики.

 

Цели освоения дисциплины

 

Целью освоения дисциплины «Геология» является формирование у студентов представления о составе, строении и закономерностях развития земной коры, как геологической среды горного производства, и подготовка их к восприятию последующих дисциплин математического и естественнонаучного и профессионального циклов.

 

Методические указания по изучению

дисциплины «Геология»

Изучение дисциплины заключается в самостоятельной проработке литературы по основным разделам программы. К сожалению, единого учебника по геологии для горных специальностей, отвечающего содержанию программы и требованиям к уровню подготовки специалистов в современных условиях, в настоящее время нет. Поэтому студенту-заочнику не следует ограничиваться каким-либо одним учебником или пособием из списка рекомендованной литературы. При изучении разных тем и разделов программы ему потребуются различные первоисточники.

Изучение курса следует начать с раздела «Основные сведения о Земле». При изучении этого раздела необходимо обратить внимание на строение и основные физические параметры Земли, так как каждая оболочка Земли играет огромную самостоятельную роль в формировании и изменении облика и строения планеты в целом, и в то же время все они находятся в тесной взаимосвязи. Стоит обратить внимание на природу геодинамики недр и современные геотектонические гипотезы, а также влияние геофизических полей на геологоразведочные и горные работы.

Изучая вещественный состав земной коры, студент должен по литературным источникам усвоить основные теоретические моменты, касающиеся структурной организации вещества в земной коре: химические элементы – минералы – горные породы. Особое внимание надо уделить познанию состава, строения, диагностических признаков и классификаций минералов. Описание главнейших породообразующих минералов, является одним из практических заданий контрольной работы осеннего семестра.

При изучении вопросов исторической геологии, студент должен выработать четкие понятия об абсолютном и относительном возрасте горных пород, усвоить основные подразделения геохронологической и стратиграфической шкал. Необходимо обратить особое внимание и усвоить последовательность и связь этих подразделений.

Самым крупным по объему является раздел «Геологические процессы и результаты их деятельности». Это вопросы динамической геологии, которая рассматривает геологические процессы, протекающие в земной коре и на поверхности Земли. Приступая к изучению этих процессов, необходимо иметь четкое представление об их классификации (эндогенные, экзогенные), в основу которой заложены два основных признака: источник энергии и место действия. К эндогенным отнесены магматизм, метаморфизм, тектонические движения и эндогенные землетрясения, к экзогенным – выветривание, работа ветра, текучих вод, льда, морей и океанов, озёр и болот, подземных вод и т.д. В результате деятельности геологических процессов возникают горные породы (магматические, осадочные, метаморфические) в своих формах залегания, происходит изменение положения геологических тел в пространстве, меняется рельеф поверхности Земли, а в итоге общий облик планеты.

Изучая магматизм, необходимо обратить внимание на причины зарождения и движения магматических расплавов, на виды магматизма, состав магм и на основной результат магматизма – образование плутонических, гипабиссальных и вулканических магматических тел, сложенных магматическими горными породами. Студент должен познакомиться с систематикой и классификацией магматических пород, структурно-текстурными особенностями, минеральным и химическим составом, основными их представителями.

Основной результат метаморфизма – возникновение метаморфических горных пород из исходных пород любого генезиса. Факторами метаморфизма являются температура, давление и химически активные растворы. В зависимости от роли и участия этих факторов выделяют виды метаморфизма. Каждому виду соответствует своя группа метаморфических пород. Изучите структурно-текстурные особенности и минеральный состав основных метаморфических пород.

Изучая экзогенные процессы, необходимо, во-первых, в каждом из них выделить стадии по схеме: разрушительная работа – транспортирующая работа (денудация) – аккумулирующая работа. Следует обратить внимание, что у разных экзогенных процессов (работа ветра, текучих вод, моря, болот, ледников) соотношение этих стадий различно (одни больше разрушают, другие больше отлагают). Совместная деятельность всех экзогенных процессов приводит к нивелированию земной поверхности. Экзогенные процессы стоят в начале цепочки событий приводящих к образованию осадочных горных пород. Возникновение осадка, благодаря разрушению пород поверхности Земли, транспортировке и отложению разрушенного материала, это и есть первая стадия литогенеза, то есть процесса образования осадочных пород. На последующих стадиях диагенеза и катагенеза осадок преобразуется в осадочную горную породу на фоне погружения вглубь земной коры и смены термодинамических условий. Изучите обломочные, глинистые, химические и биохимические осадочные породы, их структурно-текстурные особенности и минеральный состав.

Особое внимание следует уделить теории углеобразования, рассмотреть фазы образования угля: торфообразование, углефикацию, процессы, протекающие в торфянике и их влияние на технологические свойства углей. Петрографический состав угля: микрокомпоненты и литотипы. Физические и физико-механические свойства, технический анализ углей, промышленно-генетическую классификацию углей ГОСТ 25543-88.

При изучении геологических и инженерно-геологических процессов следует обратить внимание на деятельность человека как геологического фактора. При этом ограничиваться знакомством только с рекомендованными литературными источниками по этой теме не следует. Студентам, работающим в горнодобывающей промышленности, рекомендуется пополнить свои знания по этой теме путем анализа конкретных фактов взаимодействия техногенных процессов с геологической средой.

При знакомстве с тектоническими движениями, сравните проявления и результаты колебательных и дислокационных движений. Изучите первичное и тектонически нарушенное залегание тел осадочных горных пород, пликативные и дизъюнктивные виды нарушенности, элементы строения складок и разломов, генетические и морфологические классификации.

Для более глубокого изучения и прочного усвоения знаний по структурной геологии, а также приобретения навыков работы с геологической документацией рекомендуется выполнить графические работы и решить задачи, включенные в третий вопрос контрольной работы осеннего семестра. Знакомясь по литературным источникам со структурными элементами пласта, элементами залегания пласта, видами и типами тектонических нарушений, необходимо делать зарисовки тех или иных элементов в различных плоскостях. Студентам, работающим на горных предприятиях, поможет знакомство с геологической документацией этих предприятий. Студент должен не только уметь разбираться в геологической документации, но и выполнять определенные графические построения.

Знакомство с землетрясениями как с особым видом современных тектонических движений, позволит понять особенности ведения горных работ в сейсмически опасных зонах.

При изучении раздела «Геология месторождений полезных ископаемых» необходимо четко усвоить понятия: полезное ископаемое, месторождение полезного ископаемого. Познакомиться с генетической классификацией МПИ и промышленной классификацией полезных ископаемых, формами и условиями залегания тел полезных ископаемых. Особое внимание следует уделить образованию угольных месторождений.

Изучая раздел «Разведка и геолого-промышленная оценка месторождений», необходимо сначала познакомиться с системой геологического изучения недр и четко различить цели и задачи каждой стадии, особенности эксплуатационной разведки. Особое внимание обратить на подсчет запасов полезного ископаемого, при этом четко установить связь достоверности геологической информации с категориями запасов. При выполнении практического задания третьего вопроса контрольной работы весеннего семестра необходимо познакомиться с морфологией угольных пластов, как основой геолого-промышленной оценки угольных месторождений.

В разделе «Гидрогеология» студент должен, прежде всего, усвоить основные гидрогеологические понятия: водоносный горизонт, водоупорная кровля, водоупорное ложе, зеркало грунтовых вод, область питания, область разгрузки.

Необходимо познакомиться с общими вопросами гидрогеологии (круговорот воды в природе, водные ресурсы Земли). Типы подземных вод по генезису, форме нахождения в горной породе, условиям залегания в горном массиве, химическому составу и минерализации необходимо изучить более тщательно. Студент должен знать условия формирования естественного и искусственного режима подземных вод, их балансовые параметры.

С особым вниманием необходимо отнестись к изучению вопросов динамики подземных вод, так как именно движение подземных вод обуславливает гидрогеологические условия шахтных и карьерных полей. Необходимо научиться строить и читать планы гидроизогипс и гидроизопьез, а также рассчитывать приток воды в горную выработку, знать естественные и искусственные причины обводненности шахтных полей, методы определения водопритоков в горные выработки, меры по борьбе с обводнённостью.

Раздел «Инженерная геология» необходимо изучить, начиная с основ инженерной петрографии. Понять принцип инженерно-геологической классификации горных пород (грунтов). Познакомиться с инженерно-геологическими свойствами скальных, дисперсных, мёрзлых и техногенных грунтов, и показателями, количественно оценивающими эти свойства. Поупражняться в определении этих свойств при выполнении третьего задания контрольной работы весеннего семестра.

Геодинамическая обстановка производства горных работ обусловлена взаимодействием инженерной деятельности человека и геологической среды. Надо четко представлять, что геологическая среда представлена двумя геологическими компонентами: горные породы массива и геологические процессы (экзогенные и эндогенные), протекающие в регионе. Оба эти компонента обусловливают инженерные решения в горном производстве. В свою очередь горное производство оказывает существенное влияние на компоненты геологической среды. Оно изменяет естественное залегание горных пород в массиве, влияет на весь комплекс физико-механических свойств горных пород, особо изменяя их водные свойства, деформируемость и прочность. Изучая опасные горно-геологические явления при разработке месторождений подземным и открытым способом, следует четко понимать причины их возникновения и знать меры по их предупреждению.