MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJpliki.koweziu.edu.pl/programy/przedmiotowe/Technik... · 2016. 8....

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ

PROGRAM NAUCZANIA

TECHNIK GORNICTWA PODZIEMNEGO 31 1 [I51

Zatwierdza

Zblgniew Wiodkowski

Minister Edukacji Narodowej

Warszawa 2009

1

Autorzy: mgr inż. Jerzy Honysz inż. Marek Kopka mgr inż. Dariusz Kowalik mgr inż. Jacek Witkowski Recenzenci: dr inż. Józef Parchański mgr inż. Marian Straś Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Janina Dretkiewicz – Więch Opracowanie techniczne: mgr Magdalena Mrozkowiak

2

Spis treści I. Plany nauczania 3 II. Programy nauczania przedmiotów zawodowych 6

1. Konstrukcje i technologie mechaniczne

2. Elektrotechnika i automatyka

3. Pracownia techniczna

4. Eksploatacja złóż

5. Przepisy prawa i bhp w górnictwie

6. Maszyny i urządzenia górnicze

7. Miernictwo górnicze

8. Zajęcia praktyczne

9. Praktyka zawodowa

6

16

25

32

51

62

80

86

96

3

I. PLANY NAUCZANIA PLAN NAUCZANIA Technikum czteroletnie Zawód: technik górnictwa podziemnego 311[15] Podbudowa programowa: gimnazjum

Dla młodzieży Dla dorosłych

Liczba godzin

tygodniowo w czteroletnim

okresie nauczania

Liczba godzin

tygodniowo w

czteroletnim okresie

nauczania

Liczba godzin

w czteroletnim

okresie nauczania

Semestry I-VIII

Lp. Przedmioty nauczania

Klasy I-IV Forma stacjonarna

Forma zaoczna

1. Konstrukcje i technologie mechaniczne 5 4 60

2. Elektrotechnika i automatyka 4 3 50 3. Pracownia techniczna 2 2 30 4. Eksploatacja złóż 11 7 140 5. Przepisy prawa i bhp w górnictwie 3 2 35 6. Maszyny i urządzenia górnicze 5 4 65 7. Miernictwo górnicze 2 2 30 8. Zajęcia praktyczne 11 6 130 9. Zajęcia specjalizacyjne 7 5 90 Razem 50 35 630 Praktyka zawodowa: 4 tygodnie

4

PLAN NAUCZANIA Technikum uzupełniające Zawód: technik górnictwa podziemnego 311[15] Podbudowa programowa: zasadnicza szkoła zawodowa

Dla młodzieży Dla dorosłych Liczba godzin

tygodniowo w trzyletnim

okresie nauczania

Liczba godzin

tygodniowo w trzyletnim

okresie nauczania

Liczba godzin

w trzyletnim okresie

nauczania

Semestry I-VI


Klasy I-III Forma stacjonarna

Forma zaoczna



5

PLAN NAUCZANIA Szkoła policealna Zawód: technik górnictwa podziemnego 311[15] Podbudowa programowa: szkoła dająca wykształcenie średnie

Dla młodzieży Dla dorosłych Liczba godzin

tygodniowo w dwuletnim

okresie nauczania

Liczba godzin

tygodniowo w dwuletnim

okresie nauczania

Liczba godzin

w dwuletnim

okresie nauczania

Semestry I-IV


Klasy I-II Forma stacjonarna

Forma zaoczna



6

II. PROGRAMY NAUCZANIA PRZEDMIOTÓW ZAWODOWYCH

KONSTRUKCJE I TECHNOLOGIE MECHANICZNE

Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: − wykonać rysunki części maszyn w rzutach prostokątnych

i aksonometrycznych, − zwymiarować rysunek, − wykonać szkice typowych części maszyn, − odczytać informację z dokumentacji technicznej oraz zamieszczone

w nich oznaczenia, − wykorzystać technikę komputerową do sporządzania rysunków

technicznych, − scharakteryzować właściwości metali i ich stopów, − rozróżniać gatunki stopów Fe-C i metali nieżelaznych, − rozróżnić rodzaje obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, − określić właściwości i wykorzystanie w górnictwie podziemnym

materiałów niemetalowych, − rozpoznać zjawiska korozyjne i ich skutki, − zastosować zasady mechaniki technicznej, − wykonać podstawowe działania na wektorach, − określić warunki równowagi ciała sztywnego, − obliczyć: prędkość obrotową, pracę mechaniczną, moc, energię,

sprawność, − wyznaczyć siłę tarcia tocznego i ślizgowego, − rozróżnić rodzaje odkształceń i naprężeń oraz wyjaśnić pojęcie

naprężenia dopuszczalnego, − rozróżnić proste przypadki obciążenia elementów konstrukcyjnych, − obliczyć naprężenie w elemencie ściskanym i rozciąganym dla

prostych przypadków, − obliczyć naprężenia gnące i skręcające dla prostych przypadków

obciążenia wału, − rozróżnić konstrukcje: połączeń, osi, wałów, łożysk, sprzęgieł,

przekładni mechanicznych i mechanizmów (dźwigniowe, krzywkowe, śrubowe) oraz wskazać ich zastosowanie w maszynach i urządzeniach,

− określić na podstawie dokumentacji technicznej elementy składowe maszyny lub urządzenia,

7

− wyjaśnić istotę tolerancji, pasowania i chropowatości powierzchni, − zastosować układ tolerancji i pasowań, − rozróżnić cechy charakterystyczne oraz wskazać zastosowanie

w przemyśle podstawowych technik wytwarzania, jak: odlewnictwo, obróbka plastyczna, spajanie metali, maszynowa obróbka wiórowa,

− wyjaśnić przebieg procesu technologicznego montażu maszyn i urządzeń,

− scharakteryzować podstawowe procesy eksploatacji maszyn i urządzeń,

− posłużyć się dokumentacją techniczną, normami technicznymi i katalogami,

− dokonać analizy przepisów bhp, ochrony ppoż. i ochrony środowiska dotyczących wytwarzania części maszyn i urządzeń.

Materiał nauczania 1. Rysunek techniczny Wiadomości wstępne. Konstrukcje geometryczne. Rzuty prostokątne. Rzuty aksonometryczne. Widoki i przekroje rysunkowe. Uproszczenia rysunkowe. Oznaczenia tolerancji, pasowań, chropowatości powierzchni i rodzaju obróbki na rysunkach. Uproszczenia rysunkowe. Wymiarowanie. Rysunki wykonawcze i złożeniowe. Schematy mechaniczne, hydrauliczne, pneumatyczne. Menu programu typu CAD. Komputerowe wspomaganie rysowania figur geometrycznych. Komputerowe wspomaganie opracowywania rysunków wykonawczych, złożeniowych i schematycznych. Ćwiczenia: • Szkicowanie płaskich figur geometrycznych z uwzględnieniem

poprawności kształtu, proporcji i wymiarów. • Wykonywanie szkicu bryły geometrycznej lub części maszyny

w rzutach aksonometrycznych dimetrii ukośnej. • Szkicowanie i oznaczanie przekrojów niezbędnych do odwzorowania

kształtów wewnętrznych części maszyny. • Wymiarowanie szkiców części maszyn z oznaczeniem tolerancji,

pasowań, chropowatości powierzchni, rodzaju obróbki. • Czytanie rysunków wykonawczych części maszyn. • Czytanie rysunków złożeniowych prostych urządzeń. • Czytanie schematów kinematycznych maszyn.

8

• Czytanie Dokumentacji Techniczno-Ruchowej, dokumentacji technologicznej, warsztatowej oraz instrukcji obsługi maszyn i urządzeń.

• Sporządzanie rysunku z wykorzystaniem programu komputerowego do wspomagania projektowania.

2. Materiałoznawstwo Materiały konstrukcyjne. Zasady doboru materiałów. Właściwości metali i ich stopów: mechaniczne, fizyczne, technologiczne. Uproszczony układ żelazo-węgiel. Stopy techniczne. Korozja metali i ochrona przed korozją. Cel obróbki cieplnej. Proces obróbki cieplnej. Przemiany podczas obróbki cieplnej. Hartowanie, odpuszczanie, wyżarzanie. Cel obróbki cieplno-chemicznej. Rodzaje i zastosowanie obróbki cieplno-chemicznej. Drewno. Tworzywa sztuczne. Guma.

Ćwiczenia: • Rozpoznawanie materiałów konstrukcyjnych na podstawie próbek

oraz określanie ich zastosowania. • Określanie gatunku stali i żeliwa na podstawie podanego oznaczenia. • Dobieranie z katalogu oraz obowiązujących norm stali na określone

elementy maszyn i urządzeń. • Dobieranie z katalogu oraz obowiązujących norm stopów metali

nieżelaznych na określone elementy maszyn i urządzeń. • Planowanie sposobu zabezpieczenia elementów maszyn przed

korozją. • Wyznaczanie temperatury hartowania stali węglowych na podstawie

wykresu żelazo-węgiel. • Dobieranie rodzaju obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej w celu

otrzymania stali o określonych właściwościach. 3. Elementy mechaniki i wytrzymałości materiałów Podstawy statyki. Płaski układ sił zbieżnych. Dowolny płaski układ sił. Środek ciężkości ciała. Tarcie. Kinematyka punktu materialnego. Dynamika punktu. Praca, moc, sprawność. Naprężenia i odkształcenia. Rozciąganie, ściskanie, ścinanie. Zginanie. Skręcanie. Wytrzymałość złożona. Wytrzymałość zmęczeniowa. Wyboczenie. Ćwiczenia: • Wyznaczanie metodą analityczną reakcji w podporach dowolnie

obciążonej belki. • Wyznaczanie warunków równowagi przestrzennego układu sił.

9

• Składanie sił metodą wieloboku sznurowego. • Rozróżnianie rodzajów ruchu na podstawie jego parametrów oraz

obliczanie prędkości: obwodowej, kątowej i obrotowej. • Obliczanie pracy, mocy, energii, sprawności. • Analizowanie próby rozciągania i ściskania stali. • Wykonywanie obliczeń wytrzymałościowych elementów rozciąganych

i ściskanych. • Obliczanie elementów konstrukcyjnych narażonych na zginanie oraz

skręcanie. • Wykonywanie wykresu sił tnących i momentów gnących. • Określanie naprężeń dopuszczalnych materiałów konstrukcyjnych na

podstawie norm.

4. Zarys części maszyn Klasyfikacja i cechy użytkowe części maszyn. Normalizacja części maszyn. Połączenia nitowe. Połączenia spawane, zgrzewane, lutowane i klejone. Połączenia wciskowe. Połączenia kształtowe. Połączenia gwintowe. Połączenia rurowe i zawory. Charakterystyka i klasyfikacja osi i wałów. Obciążenia osi i wałów. Konstrukcja osi i wałów. Klasyfikacja łożysk. Łożyska ślizgowe: konstrukcja łożyska, tarcie i smarowanie łożysk ślizgowych, zastosowanie. Łożyska toczne: podział, budowa łożysk, normalizacja łożysk tocznych i ich oznaczanie, obciążenia łożysk tocznych, zastosowanie, podstawy doboru łożysk tocznych. Przekładnie mechaniczne: rodzaje, cechy użytkowe, przełożenie, moment obrotowy, moc i sprawność. Przekładnie zębate. Rodzaje kół i przekładni zębatych. Parametry koła zębatego. Przekładnie cierne Przekładnie cięgnowe. Mechanizm korbowy, śrubowy, krzywkowy, zapadkowy. Rodzaje i budowa sprzęgieł. Zasady dobierania sprzęgieł. Rodzaje i budowa hamulców. Zasady dobierania hamulców.

Ćwiczenia: • Identyfikowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych. • Rozpoznawanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych na podstawie

dokumentacji konstrukcyjnej. • Konstruowanie połączenia nitowego. • Konstruowanie połączenia spawanego. • Identyfikowanie osi, wałów i łożysk. • Dobieranie łożysk tocznych do określonych warunków pracy. • Identyfikowanie przekładni i mechanizmów w zespołach maszyn

górniczych.

10

• Obliczanie przekładni zębatych. • Analizowanie budowy i działania mechanizmu korbowego. • Dobieranie z katalogu sprzęgła do zadanych warunków pracy. • Dobieranie z katalogu hamulca do zadanych warunków pracy. • Projektowanie elementów maszyn. 5. Metrologia warsztatowa Pomiar, sprawdzanie. Metody pomiaru. Błędy pomiaru. Zamienność części maszyn. Rodzaje wymiarów. Wymiary graniczne, wymiar nominalny, odchyłki graniczne. Tolerancja wymiaru. Pasowanie. Układ tolerancji i pasowań. Chropowatość powierzchni. Klasyfikacja przyrządów pomiarowych. Właściwości metrologiczne przyrządów pomiarowych. Wzorce miar. Sprawdziany. Przyrządy suwmiarkowe i mikrometryczne. Przyrządy do pomiaru kątów. Dobór przyrządów pomiarowych. Pomiar wielkości geometrycznych. Użytkowanie i konserwacja przyrządów pomiarowych. Przyrządy pomiarowe z odczytem cyfrowym. Ćwiczenia: • Obliczanie wymiarów granicznych, odchyłek, tolerancji. • Obliczanie luzów i wcisków. • Odczytywanie z PN odchyłek dla zadanych pasowań. • Wykonywanie pomiarów części maszyn o różnych kształtach za

pomocą przyrządów suwmiarkowych i mikrometrycznych. • Sprawdzanie otworów i wałków sprawdzianami jednogranicznymi

i dwugranicznymi. • Wykonywanie pomiarów kątów. 6. Wytwarzanie części maszyn Obróbka skrawaniem. Odlewnictwo. Obróbka plastyczna. Spajanie metali. Technologia proszków. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie narzędzi skrawających. • Analizowanie budowy tokarki, frezarki, wiertarki. • Dobieranie metody lutowania, lutu i topnika do łączenia określonych

elementów. • Ustalanie kolejności czynności w procesie wytwarzania formy

odlewniczej piaskowej. • Rozróżnianie części maszyn wykonywanych różnymi rodzajami

obróbki plastycznej.

11

7. Montaż maszyn Montaż i demontaż typowych części maszyn i zespołów. Narzędzia, przyrządy i urządzenia specjalne montażowe i demontażowe. Dokumentacja technologiczna montażu. Odbiór techniczny po montażu.

Ćwiczenia: • Analizowanie przykładowej dokumentacji montażu określonej

maszyny. • Planowanie montażu łożyska tocznego stożkowego. • Rozróżnianie urządzeń i przyrządów montażowych.

8. Eksploatacja maszyn Podstawowe pojęcia dotyczące eksploatacji obiektów technicznych: obiekt eksploatacji, użytkowanie, niezawodność eksploatacyjna, trwałość eksploatacyjna, obsługiwanie, system eksploatacji, proces eksploatacji. Eksploatacyjna klasyfikacja maszyn i urządzeń. Materiały eksploatacyjne. Technika smarowania. Zużycie maszyn i urządzeń. Diagnostyka techniczna. Użytkowanie maszyn i urządzeń. Obsługa techniczna. Technologia i organizacja napraw. Bhp, ochrona ppoż. i ochrona środowiska w procesie użytkowania i obsługiwania maszyn i urządzeń. Ćwiczenia: • Analizowanie zależności między zużyciem mechanicznym

a smarowaniem. • Dobieranie środków do smarowania maszyn i urządzeń stosowanych

w górnictwie. • Rozpoznawanie procesów eksploatacyjnych maszyn i urządzeń. • Rozróżnianie rodzajów zużycia elementów maszyn w wyniku tarcia. • Rozróżniane na podstawie oznaczenia podstawowych rodzajów

olejów, smarów i paliw. • Diagnozowanie stanu technicznego maszyn i urządzeń na podstawie

oględzin. • Ustalanie czynności wchodzących w zakres obsługi operatorskiej

urządzenia lub maszyny górniczej. • Planowanie zakresu prac wykonywanych podczas przeglądu

technicznego i naprawy bieżącej. • Opracowywanie planu remontów dla urządzenia lub maszyny

górniczej.

12

Środki dydaktyczne Komplet materiałów rysunkowych. Komplet przyborów kreślarskich. Wzory pisma znormalizowanego. Przykładowe rysunki: wykonawcze, złożeniowe, schematyczne. Model rzutni. Modele brył geometrycznych. Modele części maszyn z przekrojami. Próbki metali i ich stopów. Wykres żelazo-węgiel. Eksponaty gatunków drewna, tworzyw sztucznych, gumy. Modele połączeń nierozłącznych. Modele połączeń kształtowych. Modele i eksponaty łożysk tocznych i ślizgowych. Modele i eksponaty osi i wałów. Modele zaworów. Modele sprzęgieł i hamulców. Modele kół zębatych. Modele przekładni mechanicznych. Modele mechanizmów. Foliogramy oraz prezentacje multimedialne z zakresu rysunku technicznego, mechaniki technicznej, części maszyn, mechanicznych technik wytwarzania, montażu, eksploatacji maszyn i urządzeń. Program do wspomagania projektowania CAD. Polskie Normy. Tablice wytrzymałościowe. Poradnik mechanika. Uwagi o realizacji

Program nauczania przedmiotu „Konstrukcje i technologie mechaniczne” obejmuje zintegrowane treści kształcenia z zakresu: rysunku technicznego, materiałoznawstwa, mechaniki technicznej, wytwarzania i eksploatacji maszyn. Powinien być realizowany w korelacji z przedmiotami: zajęcia praktyczne oraz maszyny i urządzenia górnicze.

W procesie nauczania-ucznia się szczególną uwagę należy poświęcić kształtowaniu umiejętności wykonywania szkiców części maszyn, czytania rysunków złożeniowych oraz schematów.

Podczas realizacji programu należy wiązać teorię z praktyką poprzez odpowiedni dobór ćwiczeń obliczeniowych i konstrukcyjnych oraz rozwijać u uczniów umiejętność samokształcenia i korzystania z różnych źródeł informacji.

13

Efektywność kształcenia w znacznym stopniu zależy od zastosowanych metod nauczania. Wskazane jest, aby program nauczania realizować następującymi metodami: − metodą ćwiczeń – treści z zakresu rysunku technicznego, statyki,

kinematyki i dynamiki, − metodą przewodniego tekstu – treści dotyczące odczytywania

rysunków i schematów oraz wykonywania ćwiczeń praktycznych, − metodą projektów – treści dotyczące wykonywania zadań

projektowych, wykonywanych jako prace domowe. Do podsumowania ćwiczeń i prezentacji wyników można zastosować

metodę dyskusji. Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres i temat ćwiczeń może zostać rozszerzony w miarę potrzeb edukacyjnych i bazy szkoły.

W procesie dydaktycznym zaleca się wykorzystywać filmy dydaktyczne oraz prezentacje multimedialne, które uatrakcyjniają zajęcia dydaktyczne oraz zwiększą zainteresowanie przedmiotem. Dla właściwej realizacji programu nauczania konieczne jest korzystanie z wyposażonej w środki dydaktyczne pracowni oraz podręcznej biblioteczki zaopatrzonej w literaturę naukową, zbiory norm, przykładowe dokumentacje techniczne, katalogi i czasopisma techniczne.

Treści programowe powinny być realizowane w różnych formach organizacyjnych. Zajęcia teoretyczne należy uzupełniać ćwiczeniami wykonywanymi w grupach 2-3 osobowych lub indywidualnie. Praca w grupach pozwoli na kształtowanie umiejętności komunikowania się, dyskusji, podejmowania decyzji oraz prezentacji wyników. Część zajęć powinna się odbywać w pracowni komputerowej z grupą maksimum 15 uczniów, każdy uczeń powinien mieć zapewnione indywidualne stanowisko komputerowe.

Proponuje się następujący podział godzin na realizację poszczególnych działów tematycznych:

Lp. Działy tematyczne

Orientacyjna liczba godzin

1. Rysunek techniczny 40 2. Materiałoznawstwo 30 3. Elementy mechaniki i wytrzymałości materiałów 25 4. Zarys części maszyn 35 5. Metrologia warsztatowa 10 6. Wytwarzanie części maszyn 20 7. Montaż maszyn 10 8. Eksploatacja maszyn 10

Razem 180

14

Podana w tabeli liczba godzin na realizację poszczególnych działów ma charakter orientacyjny. Nauczyciel może dokonywać zmian w zależności od aktualnych potrzeb edukacyjnych, bazy i specyfiki szkoły.

Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów należy prowadzić systematycznie podczas realizacji programu nauczania przedmiotu, na podstawie wymagań edukacyjnych przedstawionych na początku zajęć.

Podstawą określania wymagań powinny być szczegółowe cele kształcenia zamieszczone w programie nauczania. Kontrola i ocena osiągnięć uczniów może być dokonywana za pomocą: − sprawdzianów ustnych i pisemnych, − testów osiągnięć szkolnych, − wykonanych ćwiczeń, − ukierunkowanej obserwacji czynności ucznia podczas wykonywania

ćwiczeń i projektów, − wykonanego projektu, − prezentacji projektu.

Podczas oceny dokonywanej w formie ustnej należy zwracać uwagę na poprawne posługiwanie się terminologią techniczną, merytoryczną jakość wypowiedzi, właściwe stosowanie pojęć technicznych, poprawność wnioskowania.

Do oceny wykonywanych ćwiczeń zaleca się opracować kartę obserwacji, która powinna uwzględniać: − aktywność ucznia podczas wykonywania ćwiczenia, − wykorzystywanie różnych źródeł informacji, − współpracę w zespole, − poprawność merytoryczną wykonywanego ćwiczenia.

Podczas sprawdzania i oceny projektów należy zwrócić uwagę na: − planowanie pracy, − korzystanie z rożnych źródeł informacji, − współpracę w zespole, − poprawność merytoryczną projektu, − prezentację projektu, − systematyczność w pracy oraz terminowość.

Po zakończeniu realizacji programu poszczególnych działów tematycznych proponuje się zastosowanie testu pisemnego dwustopniowego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

15

Ocena końcowa osiągnięć uczniów powinna uwzględniać wyniki wszystkich stosowanych przez nauczyciela sposobów sprawdzania osiągnięć uczniów. Literatura Dobrzański T.: Rysunek techniczny maszynowy. WNT, Warszawa 2004 Dretkiewicz-Więch J.: Technologia mechaniczna. Techniki wytwarzania. WSiP, Warszawa 2000 Górecki A.: Technologia ogólna. Podstawy technologii mechanicznych. WSiP, Warszawa 2000 Jakubiec W., Malinowski J.: Metrologia wielkości geometrycznych. ISBN, Warszawa 1999 Jaskulski A.: AutoCAD 2004 / LT 2004. Wydawnictwo Informatyczne MIKOM, Warszawa 2003 Kozak B.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 2004 Lewandowski T.: Rysunek techniczny dla mechaników. WSiP, Warszawa 2005 Lewandowski T.: Zbiór zadań z rysunku technicznego. WSiP, Warszawa 1998 Malinowski J.: Pasowania i pomiary. WSiP, Warszawa 1991 Mały poradnik mechanika. Praca zbiorowa: WNT, Warszawa 1999 Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP, Warszawa 1995 Paprocki K. Rysunek techniczny. WSiP, Warszawa 1999 Potyński A.: Podstawy technologii i konstrukcji mechanicznych. WSiP, Warszawa 1999 Rutkowski A.: Części maszyn. WSiP, Warszawa 2003 Rutkowski A., Stępniewska A.: Zbiór zadań z części maszyn. WSiP, Warszawa 2005 Siuta W.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 2000 Siuta W., Rososiński S., Kozak B.: Zbiór zadań z mechaniki technicznej. WSiP, Warszawa 2005 Wojtkun F., Bukała W.: Materiałoznawstwo. Część 1 i 2. WSiP, Warszawa 1999

Wykaz literatury należy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

16

ELEKTROTECHNIKA I AUTOMATYKA Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: − rozróżnić wielkości określające energię elektryczną oraz określić ich

podstawowe jednostki, − odczytać schematy elektryczne i elektroniczne, − dobrać przyrządy pomiarowe do pomiaru podstawowych wielkości

elektrycznych, − dokonać pomiaru napięcia i natężenia prądu, rezystancji, oraz mocy, − zastosować prawo Ohma i prawa Kirchhoffa do obliczania prostych

obwodów elektrycznych, − scharakteryzować maszyny i urządzenia elektryczne, − wyjaśnić zasadę działania transformatora, prądnicy, silnika

elektrycznego, − określić parametry maszyn i urządzeń elektrycznych na podstawie

tabliczki znamionowej, − rozróżnić elementy układów elektronicznych, − zidentyfikować elementy zabezpieczające obwody elektryczne, − scharakteryzować elementy układów sterowania, sygnalizacji

i zabezpieczeń, − scharakteryzować układy i elementy automatycznej regulacji, − określić zasady doboru maszyn i urządzeń elektrycznych

stosowanych w górnictwie, − określić zasady rozdziału energii elektrycznej na terenie zakładu

górniczego, − rozróżnić rodzaje napięć stosowanych w zakładzie górniczym, − scharakteryzować urządzenia i maszyny elektryczne stosowane w przewozie kopalnianym, − scharakteryzować łączność ogólnokopalnianą i dyspozytorską, − wskazać miejsce zastosowania urządzenia sygnalizacyjnego lub

łączności w zakładzie górniczym, − rozróżnić systemy metanometryczne stosowane w górnictwie, − skorzystać z katalogów, norm technicznych, poradników, − zastosować przepisy bhp, ochrony od porażeń prądem elektrycznym

oraz ochrony przeciwpożarowej.

17

Materiał nauczania 1. Podstawowe pojęcia z elektrotechniki Rodzaje i źródła energii. Podstawowe wielkości w układzie SI. Rodzaje prądu elektrycznego. Siła elektromotoryczna i napięcie. Rezystancja i konduktancja elektryczna. Rezystywność i konduktywność. Straty mocy i sprawność. Obwód elektryczny. Materiały przewodzące, izolacyjne i magnetyczne. Ćwiczenia: • Wykonywanie połączeń źródeł prądu. • Wykonywanie połączeń rezystorów. • Obliczanie rezystancji, natężenia prądu, napięcia, mocy, energii. • Rozróżnianie materiałów przewodzących i izolacyjnych. • Rozpoznawanie przyrządów pomiarowych na podstawie symboli do

pomiaru rezystancji, napięcia i natężenia prądu oraz mocy. • Wykonywanie pomiaru rezystancji, napięcia i natężenia prądu oraz

mocy. • Łączenie elementów układu na podstawie schematu ideowego

i montażowego. 2. Obwody elektryczne i magnetyczne Zjawisko powstawania prądu elektrycznego. Klasyfikacja prądów. Prąd stały. Prąd przemienny. Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa. Obwody prądu stałego. Praca i moc prądu elektrycznego. Kondensatory, budowa i rodzaje. Łączenie kondensatorów. Pole magnetyczne. Indukcja magnetyczna i elektromagnetyczna. Prąd przemienny jednofazowy i trójfazowy. Obwody prądu przemiennego. Ćwiczenia: • Obliczanie wielkości prądu i napięcia w obwodach prądu stałego. • Obliczanie rezystancji zastępczej dla połączeń szeregowych

i równoległych. • Dobieranie oraz włączanie przyrządów pomiarowych w obwód

elektryczny. • Wykonywanie połączeń kondensatorów. • Łączenie elementów układu elektrycznego i magnetycznego na

podstawie schematu ideowego. • Wykonywanie pomiaru wielkości elektrycznych w obwodach prądu

przemiennego. • Obliczanie pojemności zastępczej kondensatorów połączonych

szeregowo i równolegle.

18

• Obliczanie prostego obwodu magnetycznego. • Obliczanie impedancji zastępczej obwodów RLC. • Obliczanie spadków napięć na poszczególnych elementach obwodów

RLC. • Obliczanie mocy i energii w obwodzie elektrycznym. 3. Układy elektroniczne Podstawowe pojęcia z zakresu elektroniki. Podstawowe elementy elektroniczne, właściwości, budowa, zastosowanie, symbole graficzne. Półprzewodniki. Układy prostownicze, wzmacniające. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie elementów elektronicznych na podstawie wyglądu

i oznaczeń. • Wyznaczanie charakterystyk elementów przy pomocy lampy

oscyloskopowej. • Projektowanie i wykonanie prostego układu elektronicznego. 4. Automatyka i sterowanie Układy automatyki i regulacji. Elementy układów automatyki i regulacji oraz ich przeznaczenie. Styczniki i przekaźniki, budowa i zastosowanie w układach sterowania. Układy automatycznej regulacji stosowane w górnictwie. Instalacje sygnalizacyjne, alarmowe, sterujące. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie rodzajów układów automatycznej regulacji. • Rysowanie schematów blokowych układów sterowania i sygnalizacji. • Analizowanie działania układów automatycznej regulacji. • Rozpoznawanie rodzajów sterowania. 5. Elektryfikacja górnictwa Warunki środowiskowe pracy maszyn i urządzeń elektrycznych. Badania atestacyjne elektrycznych maszyn i urządzeń górniczych. Zasady dopuszczania maszyn i urządzeń do stosowania w podziemiach kopalń. Cechy dopuszczeniowe maszyn i urządzeń elektrycznych oraz ich obudów. Obwody iskrobezpieczne. Elektryczne urządzenia przeciwwybuchowe. Ćwiczenia: • Rozróżnianie maszyn i urządzeń elektrycznych dopuszczonych do

stosowania w podziemiach kopalń.

19

• Rozróżnianie obwodów iskrobezpiecznych i ich elementów. • Rozróżnianie urządzeń przeciwwybuchowych. 6. Maszyny elektryczne stosowane w górnictwie Budowa i zastosowanie: transformatorów, maszyn komutatorowych, maszyn synchronicznych, silników asynchronicznych. Zasady użytkowania maszyn i urządzeń elektrycznych w górnictwie. Bhp podczas użytkowania maszyn i urządzeń elektrycznych. Elementy instalacji. Osprzęt elektryczny. Ćwiczenia: • Rozróżnianie transformatorów stosowanych w górnictwie. • Obliczanie przekładni transformatora. • Rozróżnianie silników i prądnic stosowanych w górnictwie. • Określanie zasad użytkowania maszyn elektrycznych stosownych

w górnictwie podziemnym. • Analizowanie schematów elektrycznych maszyn i urządzeń

stosowanych w górnictwie podziemnym. • Rozróżnianie osprzętu elektrycznego. 7. Urządzenia i sieci na napięcie powyżej 1 kV stosowane

w podziemiach kopalń Pojęcie systemu energetycznego. Zasilanie kopalń. Układy wysokiego napięcia na terenie zakładu górniczego. Kable i przewody wysokich napięć. Wyłączniki i odłączniki. Rozdzielnie wysokich napięć. Stacje transformatorowe i prostownikowe. System uziemiających przewodów ochronnych. Ćwiczenia: • Analizowanie schematu zasilania zakładu górniczego. • Rozróżnianie kabli i przewodów wysokich napięć. • Dobieranie kabli i przewodów do instalacji, maszyn i urządzeń. • Rozpoznawanie rozdzielni i pól rozdzielczych wysokich napięć. • Dobieranie zabezpieczeń przed przeciążeniami i zwarciami. • Charakteryzowanie pojazdowych stacji transformatorowych

i prostownikowych. • Analizowanie systemu zabezpieczeń przed porażeniem prądem

elektrycznym. • Rozróżnianie elementów systemów uziemiających przewodów

ochronnych.

20

8. Urządzenia i sieci na napięcie do 1 kV stosowane w podziemiach kopalń

Kablowa sieć niskiego napięcia. Rodzaje zabezpieczeń w sieci niskiego napięcia. Wyłączniki i zespoły transformatorowe niskiego napięcia. Oświetlenie wyrobisk górniczych. Ćwiczenia: • Analizowanie układów zasilania niskiego napięcia. • Rozróżnianie kabli i przewodów niskiego napięcia. • Obliczanie nastaw zabezpieczeń. • Dobieranie kabli i przewodów do instalacji maszyn i urządzeń. • Rozróżnianie wyłączników i zespołów transformatorowych. • Analizowanie schematów instalacji oświetleniowej. 9. Trakcja elektryczna w podziemiach kopalń Sieć trakcyjna. Prądy błądzące. Lokomotywy kopalniane. Oddziałowe stacje załadowcze. Sygnalizacja i łączność w przewozie kopalnianym. Ćwiczenia: • Analizowanie schematu układu elektrycznego lokomotywy

kopalnianej. • Analizowanie układu zasilania sieci trakcyjnej. • Określanie zasad ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym

w trakcji kopalnianej. • Rozróżnianie sprzętu stosowanego podczas pomiarów prądów

błądzących. • Określanie sposobów likwidacji prądów błądzących w wyrobiskach

kopalnianych. 10. Łączność kopalniana i dyspozytorska Systemy łączności ogólnokopalnianej. Aparaty telefoniczne. Łączność dyspozytorska. Systemy alarmowania w górnictwie. Ćwiczenia: • Rozróżnianie systemów łączności ogólnokopalnianej. • Analizowanie schematów łączności dyspozytorskiej. • Planowanie rozmieszczenia urządzeń łączności i alarmowania na

planie kopalni. • Analizowanie systemów alarmowania.

21

11. Metanometria kopalniana Systemy metanometrii ciągłej. Systemy metanometrii cyklicznej. Czujniki tam, wentylatorów i ciągów technologicznych. Ćwiczenia: • Planowanie rozmieszczenia czujników metanometrii w podziemiach

kopalń. • Rozróżnianie systemów metanometrii stosowanych w górnictwie. • Określanie zasady działania czujników stosowanych w metanometrii

kopalnianej. Środki dydaktyczne Elementy elektryczne i elektroniczne. Elementy układów automatyki przemysłowej. Elementy instalacji elektrycznej. Oscyloskop. Przyrządy pomiarowe analogowe i cyfrowe. Zasilacze, generatory, prostowniki. Silniki, prądnice, transformatory. Rozruszniki, nastawniki wzbudzenia. Kable i przewody elektryczne. Osprzęt elektryczny obudowy przeciwwybuchowej. Metanomierze. Urządzenia łączności, transmisji danych, czujniki gazów. Zestaw do pokazów i ćwiczeń z zakresu: łączenia i uruchamiania typowych obwodów elektrycznych prądu stałego, pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych. Schematy układów elektrycznych i elektronicznych. Schematy układów automatycznego sterowania i regulacji. Plany wyrobisk kopalni. Programy komputerowe do symulacji zjawisk zachodzących w obwodach prądu stałego i przemiennego, działania maszyn i urządzeń elektrycznych oraz układów elektronicznych i automatycznego sterowania. Pomoce dydaktyczne dotyczące: materiałów stosowanych w elektrotechnice, elementów elektrycznych i elektronicznych, układów elektrycznych, elektronicznych, sterowania i automatycznej regulacji, maszyn, urządzeń i sieci elektrycznych stosowanych w podziemiach kopalń oraz łączności i metanometrii kopalnianej. Dokumentacje techniczne. Polskie Normy. Normy europejskie. Instrukcje użytkowania maszyn i urządzeń elektrycznych. Katalogi elementów elektrycznych i elektronicznych.

22

Katalogi maszyn i urządzeń elektrycznych. Przepisy bhp dotyczące użytkowania urządzeń elektrycznych. Wybrane przepisy prawa geologicznego i górniczego. Zestaw komputerowy z oprogramowaniem biurowym i dostępem do Internetu. Uwagi o realizacji Program nauczania przedmiotu obejmuje podstawową wiedzę z zakresu układów elektrycznych i automatyki przemysłowej oraz eksploatacji maszyn, urządzeń i sieci elektrycznych stosowanych w górnictwie podziemnym. W procesie nauczania-uczenia się należy łączyć teorię z praktyką poprzez odpowiedni dobór ćwiczeń, wykorzystywać wiadomości i umiejętności uczniów z zakresu elektrotechniki i elektroniki nabyte na lekcjach fizyki oraz kształtować umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji.

Program przedmiotu wskazane jest realizować metodą dyskusji dydaktycznej, przewodniego tekstu, ćwiczeń praktycznych, pokazu z objaśnieniem oraz projektów.

Podczas poznawania przez uczniów układów elektrycznych, układów elektronicznych i układów sterowania, szczególną uwagę należy zwrócić na ich budowę, schemat ideowy lub blokowy oraz zastosowanie. Budowę i zasadę działania maszyn i urządzeń należy wyjaśniać na rzeczywistych maszynach lub modelach dydaktycznych. Objaśnienie można wspomóc filmem dydaktycznym, foliogramami, a także programami komputerowymi symulującymi pracę maszyn i urządzeń. Nauczyciel powinien przygotować instrukcje do ćwiczeń i teksty przewodnie, wyposażyć stanowiska ćwiczeniowe w niezbędne pomoce, a także opracować arkusze obserwacji. Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w programie są propozycją do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres ćwiczeń może być rozszerzony w zależności od potrzeb edukacyjnych i możliwości szkoły.

Duże znaczenie dla realizacji celów kształcenia ma wykorzystanie filmów dydaktycznych o tematyce związanej z eksploatacją maszyn i urządzeń elektrycznych stosowanych w podziemiach kopalni oraz zorganizowanie wycieczki do działów elektrycznych przedsiębiorstw górniczych. Należy pamiętać, aby przed projekcją filmu lub wycieczką ukierunkować obserwację uczniów.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni elektrotechniki, elektroniki i automatyki wyposażonej w środki dydaktyczne określone w programie nauczania. Zaleca się, aby ćwiczenia były wykonywane indywidualnie lub w zespołach 2-3 osobowych. Na pierwszych zajęciach nauczyciel powinien przedstawić organizację zajęć w pracowni oraz omówić regulamin i obowiązującą instrukcję bhp. Należy również

23

uświadomić uczniom zagrożenia związane z prądem elektrycznym, uzasadnić konieczność stosowania środków ochrony przeciwporażeniowej oraz sprzętu ochrony przeciwpożarowej, zademonstrować awaryjne wyłączenie zasilania oraz wyjaśnić sposób postępowania w przypadku porażenia prądem.

Proponuje się następujący podział godzin na realizację działów tematycznych:

Lp. Działy tematyczne


1. Podstawowe pojęcia z elektrotechniki 10 2. Obwody elektryczne i magnetyczne 26 3. Układy elektroniczne 12 4. Automatyka i sterowanie 20 5. Elektryfikacja górnictwa 6 6. Maszyny elektryczne stosowane w górnictwie 32

7. Urządzenia i sieci na napięcie powyżej 1 kV stosowane w podziemiach kopalń 6

8. Urządzenia i sieci na napięcie do 1 kV stosowane w podziemiach kopalń 6

9. Trakcja elektryczna w podziemiach kopalń 6 10. Łączność kopalniana i dyspozytorska 6 11. Metanometria kopalniana 6

Razem 136 Podane w tabeli godziny mają charakter orientacyjny. Nauczyciel

może wprowadzić zmiany, mające na celu lepsze dostosowanie programu do specyfiki szkoły. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się przez cały czas realizacji programu jednostki modułowej na podstawie kryteriów przedstawionych na początku zajęć.

W kryteriach oceniania należy uwzględnić poziom oraz zakres opanowania przez uczniów umiejętności i wiadomości wynikających ze szczegółowych celów kształcenia. Nauczyciel powinien dokonać hierarchizacji celów oraz opracować wymagania edukacyjne na poszczególne stopnie szkolne.

Podczas realizacji programu nauczania osiągnięcia uczniów można oceniać na podstawie: − sprawdzianów ustnych, − testów osiągnięć szkolnych,

24

− obserwacji czynności ucznia podczas wykonywania ćwiczeń i projektów,

− prezentacji projektu. Podczas kontroli i oceny przeprowadzanej w formie ustnej należy

zwracać uwagę na umiejętność operowania zdobytą wiedzą, merytoryczną jakość wypowiedzi, poprawne stosowanie pojęć technicznych i wnioskowanie.

Do oceny wykonywanych ćwiczeń zaleca się opracować kartę obserwacji, która powinna uwzględniać: − aktywność ucznia podczas wykonywania ćwiczenia, − wykorzystywanie różnych źródeł informacji, − poprawność merytoryczną wykonywanego ćwiczenia.

Po zakończeniu realizacji programu poszczególnych działów tematycznych, proponuje się zastosowanie testu pisemnego, zawierającego zadania wielokrotnego wyboru.

Wskazane jest, aby w ocenie końcowej uwzględnić wyniki wszystkich stosowanych przez nauczyciela sposobów sprawdzania osiągnięć ucznia. Literatura Antoniak J., Opolski T.: Maszyny i urządzenia górnicze – Maszyny do eksploatacji podziemnej, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1979 Bastian P., Schibert G., i inni. Tłum. Fabiański P., Wójciak A.: Praktyczna elektrotechnika ogólna. Wydawnictwo Rea, Warszawa 2003 Bolkowski S.: Podstawy elektrotechniki. WSiP, Warszawa 1992 Jabłoński W., Płoszajski G. : Elektronika z automatyką, WSiP, Warszawa 1996 Pióro B i M.: Podstawy elektroniki. WSiP, Warszawa 1996 Utikal J.: Elektronika i automatyka w górnictwie. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1981 Karty katalogowe i dokumentacja typowych maszyn i urządzeń elektrycznych stosowanych w górnictwie. Poradnik Górnika. Praca zbiorowa T. I-V. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1982 Praca zbiorowa: Podstawy elektrotechniki. Wydawnictwo Rea, Warszawa 2005 Wykaz literatury należy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

25

PRACOWNIA TECHNICZNA Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: − sporządzić podstawową dokumentację geologiczną złoża, − obliczyć ciśnienie górotworu i temperaturę złożową w zależności od

głębokości zalegania skał, − dokonać podstawowych obliczeń wytrzymałościowych obudowy

z uwzględnieniem przeznaczenia wyrobiska górniczego, − wykonać wykresy, szkice, schematy, obliczenia dotyczące

udostępnienia i eksploatacji złoża, − określić zasady projektowania wyrobisk górniczych oraz wentylacji

kopalni, − sporządzić metrykę strzałową, − obliczyć obwód strzałowy z uwzględnieniem liczby otworów i rodzaju

zapalników, − dokonać pomiarów prędkości powietrza, temperatury i wilgotności

oraz zawartości gazów szkodliwych w powietrzu kopalnianym, − wykonać obliczenia wentylacyjne i podsadzkowe dla wyrobiska

i kopalni podziemnej, − zaprojektować zabezpieczenia przeciwpożarowe, przeciwwybuchowe

i metanometryczne, − zaprojektować zaporę przeciwwybuchową pyłową lub wodną dla

danego wyrobiska, − sporządzić dokumentację techniczno-ruchową, w tym raport

produkcyjny (dzienny i miesięczny) wydobycia surowców, − posłużyć się dokumentacją geologiczno-górniczą, Polskimi Normami

Górniczymi, normami ISO, przepisami Prawa geologicznego i górniczego, przepisami bhp oraz ochrony środowiska,

− skorzystać z programów komputerowych dotyczących projektowania procesów wydobywczych, pomiarów, dokumentowania wielkości wydobycia oraz obliczania sieci wentylacyjnej,

− skorzystać z obcojęzycznych źródeł informacji, katalogów, czasopism i literatury technicznej.

Materiał nauczania 1. Sporządzanie dokumentacji geologicznej Siatki robót poszukiwawczych. Sporządzanie profili i przekrojów geologicznych. Wyznaczanie parametrów złoża (np. rozciągłości i nachylenia pokładu). Obliczanie zasobów złóż kopalin użytecznych. Sporządzanie głębinowego wykresu zasobów.

26

2. Obliczanie naprężeń w górotworze i wytrzymałości obudowy Określanie stanu naprężeń w górotworze nienaruszonym dla różnych głębokości. Obliczanie naprężeń w sąsiedztwie wyrobisk korytarzowych i eksploatacyjnych. Określanie zasady współpracy obudowy z górotworem. Wykonywanie obliczeń wytrzymałościowych obudowy według kształtów wyrobisk. 3. Sporządzanie szkiców udostępniania złoża dla różnych rodzajów

kopaliny użytecznej, projektowanie wyrobisk górniczych Analizowanie warunków decydujących o sposobie udostępniania złoża. Szkicowanie sposobów udostępniania złoża w różnych warunkach zalegania w zależności od rodzaju złoża. Rysowanie przestrzennego schematu udostępnienia złoża i rozcięcia poziomu wydobywczego. Projektowanie wyrobisk górniczych. Opracowanie projektu drążenia szybu oraz wyrobiska chodnikowego z uwzględnieniem mechanizacji procesów roboczych. 4. Sporządzanie metryki strzałowej, obliczanie obwodów

strzałowych Projektowanie i sporządzanie metryk strzałowych dla wyrobisk górniczych w różnych warunkach zagrożenia. Obliczanie obwodów strzałowych dla różnego rodzaju połączeń zapalników elektrycznych. 5. Wykrywanie i pomiary gazów kopalnianych oraz czynników

decydujących o klimacie kopalni Posługiwanie się wykrywaczami gazów, metanomierzami i przyrządami pomiarowymi. Pobieranie prób powietrza do analizy chemicznej. Określanie depresji i ciśnienia powietrza kopalnianego. Pomiary temperatury, prędkości, wilgotności powietrza oraz intensywności chłodzenia. Obliczanie ilości powietrza dla wyrobisk i miejsc pracy. 6. Projektowanie kopalnianej sieci wentylacyjnej Ustalanie zakresu i etapów projektowania oraz struktury sieci wentylacyjnej. Stosowanie zasad rozprowadzania powietrza w określonej sieci wyrobisk. Dobór wentylatora i pozostałych urządzeń wentylacyjnych. Obliczanie oporów aerodynamicznych wyrobisk i tam wentylacyjnych. Wyznaczanie wydajności wentylatorów. Stosowanie programów komputerowych do wykonywania obliczeń z zakresu wentylacji.

27

7. Obliczenia związane z zabezpieczeniem wyrobisk przed zagrożeniami oraz z ich podsadzaniem

Określanie miejsc pożaru, zabezpieczanie kopalni przed zadymieniem, zaburzenia wentylacji w czasie pożaru. Rozmieszczenie sprzętu przeciwpożarowego w wyrobiskach. Projektowanie zapór przeciwwybuchowych pyłowych i wodnych. Obliczanie ilości pyłu kamiennego do opylania wyrobisk. Rozmieszczenie metanomierzy stacjonarnych, maszynowych i innych w zależności od warunków zagrożenia metanowego. Wykonywanie obliczeń podsadzkowych dla wyrobisk ścianowych – średnica, wydajność rurociągów, ilość i rodzaj materiału podsadzkowego. Wyznaczanie filarów ochronnych i oporowych. 8. Prowadzenie dokumentacji techniczno- ruchowej Sporządzanie raportów produkcyjnych dziennych i miesięcznych. Nanoszenie postępu robót na mapy oddziałowe. Sporządzanie szkiców sytuacyjnych w wyrobisku np. powypadkowych. Środki dydaktyczne Przykładowa dokumentacja geologiczna – profile otworów, przekroje geologiczne. Modele przestrzenne kopalń uwzględniające sposób udostępnienia i przygotowania złoża do eksploatacji. Modele podstawowych systemów wybierania złóż wyposażone w zestawy maszyn i urządzeń. Modele odpowiednio wyposażonych wyrobisk udostępniających i przygotowawczych. Modele i tablice poglądowe podstawowych środków strzałowych. Metanomierze, wykrywacze gazów, pipety. Przyrządy i urządzenia do pomiaru temperatury, prędkości i wilgotności powietrza, oraz do pomiaru intensywności chłodzenia. Mapy i schematy wentylacyjne. Modele urządzeń wentylacyjnych. Modele zapór pyłowych i wodnych. Przykładowe rodzaje Dokumentacji Techniczno-Ruchowej (raporty, szkice, metryki), dokumentacje wyrobisk, oddziałów. Programy komputerowe do sporządzania dokumentacji geologicznej, obliczania naprężeń i wytrzymałości obudowy, wykonywania obliczeń z zakresu wentylacji, pożarów i podsadzania wyrobisk. Zestaw komputerowy z oprogramowaniem biurowym i dostępem do Internetu. Przepisy górnicze, przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy. Katalogi maszyn i urządzeń.

28

Uwagi o realizacji Realizacja treści przedmiotu ma na celu utrwalenie i pogłębienie

wiedzy z zakresu przedmiotów zawodowych. Osiągniecie zamierzonych celów kształcenia podczas realizacji programu przedmiotu „Pracownia techniczna” uwarunkowane jest właściwą korelacją z takimi przedmiotami, jak: „Konstrukcje i technologie mechaniczne”, „Eksploatacja złóż”, „Miernictwo górnicze”, „Maszyny i urządzenia górnicze”, „Przepisy prawa i bhp w górnictwie”, „Zajęcia praktyczne”.

Podczas realizacji treści programowych szczególną uwagę należy zwrócić na: − korzystanie z różnych źródeł informacji technicznej, przepisów

górniczych, przepisów geologicznych, − dobieranie przyrządów i urządzeń pomiarowych, − prawidłowe posługiwanie się urządzeniami i przyrządami do

wykonywania pomiarów, − poprawne wnioskowanie, − stosowanie zasad rysunku technicznego do sporządzania

i uzupełniania dokumentacji, − prawidłowe wykonywanie obliczeń, − stosowanie poprawnego słownictwa technicznego, oznaczeń, symboli

i uproszczeń, − stosowanie zasad bhp, ochrony ppoż. i ochrony środowiska.

Istotną rolę w osiąganiu celów kształcenia ma właściwy dobór metod nauczania. Ponieważ zdecydowana większość celów kształcenia ma charakter umiejętności praktycznych, należy stosować strategie: operacyjną i badawczą. Zaleca się stosować w szczególności metodę przewodniego tekstu, metodę ćwiczeń praktycznych, metodę projektów oraz dyskusję dydaktyczną.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni technicznej w grupie 12 do 15 uczniów, z podziałem na zespoły 2 – 5 osobowe. Czas realizacji jednostki dydaktycznej powinien wynosić 2 godziny. Zajęcia powinny przebiegać zgodnie z regulaminem pracowni, w którym należy zamieścić następujące treści: − dyscyplina pracy w pracowni, − organizacja zajęć (podziały na zespoły, grupy dyżurne), − urządzenia i przyrządy (użytkowanie, odpowiedzialność za umyślne

uszkodzenie), − przygotowanie uczniów do ćwiczeń, − wykonywanie ćwiczeń, − wzór opracowania sprawozdania.

Szczególną uwagę należy zwrócić na przepisy bhp obowiązujące w pracowni.

29

Z uwagi na to, że zajęcia mają charakter ćwiczeń praktycznych, powinny odbywać się w pracowni wyposażonej w odpowiednie środki dydaktyczne uwzględnione w programie nauczania i być wykonywane w grupach pod nadzorem nauczyciela. W celu zapewnienia maksymalnej samodzielności uczniów podczas wykonywania ćwiczeń, konieczne jest odpowiednie zorganizowanie ich pracy. Do każdego ćwiczenia należy opracować tekst przewodni lub instrukcję. Instrukcja powinna zawierać zakres wiadomości teoretycznych niezbędnych do realizacji ćwiczenia, przebieg ćwiczenia oraz wskazówki potrzebne do jego wykonania. Z instrukcją uczeń powinien zapoznać się przed przystąpieniem do realizacji ćwiczenia.

Podczas wykonywania ćwiczeń uczniowie powinni korzystać ze specjalistycznych programów komputerowych, sieci Internet oraz literatury technicznej, polskich norm, katalogów i dokumentacji technicznej.

Proponuje się następujący podział godzin na realizację działów tematycznych: Lp. Działy tematyczne


1. Sporządzanie dokumentacji geologicznej 6 2. Obliczanie naprężeń w górotworze i wytrzymałości obudowy 6

3. Sporządzanie szkiców udostępniania złoża dla różnych rodzajów kopaliny użytecznej, projektowanie wyrobisk górniczych

10

4. Sporządzanie metryki strzałowej, obliczanie obwodów strzałowych 6

5. Wykrywanie i pomiary gazów kopalnianych oraz czynników decydujących o klimacie kopalni 6

6. Projektowanie kopalnianej sieci wentylacyjnej 12

7. Obliczenia związane z zabezpieczeniem wyrobisk przed zagrożeniami oraz z ich podsadzaniem 12

8. Prowadzenie dokumentacji techniczno-ruchowej 6

Razem 64

Podana w tabeli liczba godzin na realizację poszczególnych działów ma charakter orientacyjny. Nauczyciel może dokonywać zmian w zależności od aktualnych potrzeb edukacyjnych. Propozycje metod sprawdzania i oceny osiągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów należy przeprowadzać systematycznie przez cały czas realizacji programu nauczania na podstawie kryteriów przedstawionych na początku zajęć.

30

Osiągnięcia uczniów należy oceniać na podstawie: − ustnych i pisemnych sprawdzianów, − testów osiągnięć szkolnych, − ukierunkowanej obserwacji pracy ucznia podczas wykonywania

ćwiczeń, − wytworu projektu lub jego elementu np. obliczenia, sporządzone

szkice, − prezentacji projektu.

Przed przystąpieniem ucznia do wykonywania ćwiczenia, nauczyciel powinien sprawdzić jego wiedzę stosując test pisemny lub sprawdzian ustny. Warunkiem dopuszczenia do wykonywania ćwiczenia powinna być pozytywna ocena sprawdzianu. Kontrolę poprawności wykonania ćwiczenia należy przeprowadzić w trakcie i po jego wykonaniu.

Podczas obserwacji pracy ucznia w trakcie wykonywania ćwiczeń należy zwrócić uwagę na: − przestrzeganie dyscypliny oraz przepisów bhp, − organizowanie stanowiska pracy, − posługiwanie się narzędziami, przyrządami, urządzeniami, − poprawność merytoryczną wykonanej pracy, − korzystanie z PN, dokumentacji technicznej, przepisów branżowych, − prezentowanie pracy własnej lub zespołu.

Po zakończeniu realizacji programu nauczania przedmiotu zaleca się zastosować test pisemny z zadaniami wielokrotnego wyboru oraz test praktyczny z zadaniami typu próba pracy, które powinny być zaopatrzone w kryteria oceny i schemat punktowania.

W ocenie osiągnięć ucznia, po zakończeniu realizacji programu, należy uwzględnić wyniki sprawdzianów, testów, obserwacji oraz ocenę za wykonanie i prezentację projektu. Wskazane jest również przeprowadzenie symulacji egzaminu zawodowego.

Literatura Bonarek J., Goc S., Kula J., Siemniakowski J. Górnik strzałowy, Wydawnictwo Śląsk, Wyd. III, Katowice 1999 Chudek M., Pach A.: Obudowa wyrobisk eksploatacyjnych w kopalniach węgla kamiennego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002 Kawecki Z., Wąsik J.: Zasady projektowania kopalń. Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice 1993 Łuska P., Nawrat S.: Klimatyzacja kopalń podziemnych. Wydawnictwo Akademii Górniczo-Hutniczej, Kraków 2007 Piechota S.: Technika podziemnej eksploatacji złóż i likwidacji kopalń. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008 Przybyła H., Chmiela A.: Technika i organizacja w robotach

31

przygotowawczych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002 Przybyła H., Chmiela A.: Projektowanie rozwiązań techniczno-organizacyjnych stosowanych w wyrobiskach ścianowych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997 Strzałkowski P.: Zarys rozwoju technologii górnictwa podziemnego. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005 Praca zbiorowa Poradnik Górnika. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1982 Przepisy wykonawcze do ustawy „Prawo Geologiczne i Górnicze” Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej w sprawie przechowywania i używania środków strzałowych i sprzętu strzałowego w zakładach górniczych. Zeszyty naukowe Politechniki Śląskiej, seria Górnictwo i Geologia. Wykaz literatury należy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

32

EKSPLOATACJA ZŁÓŻ Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: − wyjaśnić budowę geologiczną Ziemi i ułożenie warstw skorupy

ziemskiej, − rozróżnić podstawowe minerały i określić ich właściwości, − rozróżnić rodzaje skał i określić ich budowę oraz właściwości, − określić zjawiska geologiczne, hydrologiczne i geotechniczne

w górotworze, − odczytać mapy górnicze i przekroje geologiczne, − opisać historię, tradycje i stan współczesnego górnictwa polskiego, − scharakteryzować sposoby poszukiwania i rozpoznawania złóż, − zanalizować rozkład naprężeń w górotworze nienaruszonym i po

wykonaniu robót górniczych, − określić zasady projektowania kopalń podziemnych, − scharakteryzować podstawowe procesy technologiczne wydobycia

kopalin użytecznych w górnictwie podziemnym, − dobrać rodzaj obudowy do warunków górniczo-geologicznych, − rozróżnić środki strzałowe oraz określić ich zastosowanie, − wyjaśnić zasady bezpiecznego i racjonalnego posługiwania się

środkami strzałowymi, − określić skład powietrza kopalnianego oraz granice dopuszczalnej

zawartości gazów szkodliwych, − scharakteryzować zasady przewietrzania wyrobisk górniczych

i określić kierunki przepływu powietrza w kopalni podziemnej, − określić klimatyczne warunki pracy w kopalni podziemnej, − określić źródła powstawania pyłu oraz sposoby zapobiegania

rozprzestrzeniana się pyłu w wyrobiskach górniczych, − zastosować środki zwalczania niebezpieczeństwa wybuchu pyłu

węglowego, − określić przyczyny, rodzaje i sposoby wykrywania pożarów

podziemnych, − scharakteryzować system odwadniania kopalni podziemnej

i przewidzieć wpływ wód kopalnianych na roboty górnicze, − scharakteryzować zagrożenia występujące w kopalni podziemnej

i określić zasady postępowania w razie ich wystąpienia, − scharakteryzować procesy mechanicznej przeróbki kopalin, − skorzystać z dokumentacji technicznej, Polskich Norm, poradników,

katalogów.

33

Materiał nauczania 1. Budowa geologiczna Ziemi Ruch obiegowy i obrotowy Ziemi i ich następstwa. Budowa geologiczna Ziemi: kształt, gęstość, wielkość. Ciśnienie wnętrza Ziemi. Ciepło Ziemi, stopień geotermiczny. Zewnętrzne strefy Ziemi. Ćwiczenia: • Określanie pozycji Ziemi w układzie słonecznym. • Analizowanie zjawisk występujących w wyniku ruchu obiegowego

i obrotowego Ziemi. • Rozróżnianie podstawowych wielkości fizycznych dotyczących

budowy Ziemi. • Określanie wpływu głębokości na wielkość ciśnienia i temperatury

wnętrza Ziemi. • Rozróżnianie zewnętrznych stref Ziemi. • Obliczanie stopnia geotermicznego na określonej głębokości. 2. Mineralogia Pojęcie minerału, ciała bezpostaciowego i kryształu. Elementy symetrii kryształów. Rodzaje układów krystalograficznych. Właściwości minerałów: fizyczne, chemiczne, mechaniczne, elektryczne, radioaktywne. Charakterystyka najważniejszych minerałów: pierwiastki rodzime, tlenki, wodorotlenki, halogenki, siarczany, węglany, krzemiany i glinokrzemiany. Powstawanie i formy występowania minerałów w przyrodzie. Ćwiczenia: • Wyznaczanie elementów symetrii minerału. • Szkicowanie modeli krystalograficznych dla poszczególnych klas

minerałów. • Klasyfikowanie minerałów do określonych grup. • Wyznaczanie twardości minerałów według skali Mohsa. 3. Petrografia Pojęcie skały. Metody badań petrograficznych. Główne procesy skałotwórcze występujące w skorupie ziemskiej. Skały magmowe – skład, właściwości fizyczne, budowa i formy występowania. Skały osadowe: procesy skałotwórcze, cechy fizyczne i skład mineralogiczny. Skały metamorficzne – pojęcie metamorfizmu, skład mineralny, struktura i tekstura. Procesy węglotwórcze. Węgle kopalne – właściwości fizyczne i chemiczne. Klasyfikacja węgli. Surowce skalne na terenie Polski.

34

Ćwiczenia: • Rozpoznawanie głównych rodzajów skał magmowych, osadowych

i metamorficznych w warunkach naturalnych odsłonięć w wyrobiskach górniczych.

• Rozpoznawanie węgli kopalnych na podstawie ich właściwości. • Określanie miejsc występowania najważniejszych skał w Polsce. 4. Geologia dynamiczna i hydrogeologia Procesy geologiczne: endogeniczne i egzogeniczne. Działalność wód powierzchniowych i podziemnych. Osady wód podziemnych. Działalność geologiczna mórz i oceanów. Wody płynące. Jeziora i osady jeziorne. Działalność lodowców – osady pochodzenia lodowcowego. Procesy wietrzenia skał: mechaniczne, chemiczne i organiczne. Skutki wietrzenia skał. Wulkanizm. Trzęsienia ziemi. Pochodzenie, klasyfikacja i warunki występowania wód podziemnych. Właściwości hydrogeologiczne skał. Warstwy wodonośne i nieprzepuszczalne. Wody przypowierzchniowe, gruntowe, wgłębne i głębinowe. Właściwości wód podziemnych. Przepływ wód kopalnianych. Chemizm wód podziemnych. Ćwiczenia: • Określanie procesów wywołujących wietrzenie skał. • Analizowanie skutków i następstw wietrzenia skał. • Analizowanie mechanizmu krążenia wody w przyrodzie. • Określanie właściwości fizycznych i organoleptycznych wód

podziemnych. • Rysowanie schematu przepływu wód kopalnianych. 5. Geologia złożowa i historyczna Podstawowe pojęcia dotyczące: złoża, kopaliny, surowca mineralnego i skalnego. Przestrzenne formy występowania złóż surowców stałych, ciekłych i gazowych. Genetyczny podział złóż. Złoża pokładowe i inne. Kategorie i wielkości zasobów złóż. Przedmiot, zadania i zakres badań geologii historycznej. Budowa i zastosowanie tabeli stratygraficznej. Pojęcie i znaczenie skamieniałości przewodnich. Charakterystyka okresów i er geologicznych. Skały i surowce występujące w okresach geologicznych. Ćwiczenia: • Rozróżnianie przestrzennych form występowania złóż. • Klasyfikowanie złóż ze względu na genezę ich powstawania.

35

• Odczytywanie informacji zawartych w tabeli stratygraficznej. • Rozróżnianie utworów, form roślinnych i zwierzęcych

w poszczególnych okresach geologicznych. 6. Budowa geologiczna Polski Polska w strukturach geologicznych Europy. Podział Polski na jednostki geologiczne. Obszar Polski północno-wschodniej i surowce mineralne tego obszaru. Karpaty i Sudety oraz występujące w nich surowce skalne. Charakterystyka zapadliska Karpackiego i Górnośląskiego. Występowanie ropy, gazu i węgla kamiennego. Charakterystyka monokliny przedsudeckiej i śląsko - krakowskiej. Położenie geograficzne i podział geologiczny synklinorium brzeżnego, antyklinorium środkowo - polskiego i synklinorium szczecińsko – łódzko – miechowskiego. Pojęcie Niżu Polskiego. Rozmieszczenie złóż surowców energetycznych, metalicznych, chemicznych i skalnych na terenie Polski. Ćwiczenia: • Dokonywanie podziału obszaru Polski na główne jednostki

geologiczne. • Określanie położenia poszczególnych jednostek geologicznych

Polski na podstawie mapy. • Określanie rozmieszczenia złóż kopalin ropy, gazu

i węgla na podstawie mapy. • Określanie rozmieszczenia złóż surowców energetycznych,

metalicznych, chemicznych i skalnych w Polsce na podstawie mapy. 7. Dokumentacja geologiczna Pojęcie i rodzaje dokumentacji geologicznej. Cel sporządzania i zasady zatwierdzania. Mapy geologiczne, górnicze, przekroje, profile, wykresy i zdjęcia geologiczne. Dokumentowanie zasobów złóż kopalin użytecznych. Ćwiczenia: • Uzupełnianie wybranej dokumentacji geologicznej. • Odczytywanie informacji z map geologicznych, górniczych,

przekrojów i profili geologicznych. 8. Historia, tradycje i stan współczesnego górnictwa Rozwój górnictwa na ziemiach polskich. Stan górniczy i jego tradycje. Stan współczesnego górnictwa w Polsce.

36

Ćwiczenia: • Analizowanie faktów historycznych związanych z rozwojem górnictwa

w Polsce. • Określanie tradycji stanu górniczego oraz danych charakteryzujących

współczesne górnictwo polskie. 9. Poszukiwanie, rozpoznawanie i ocena złóż Cele i sposoby poszukiwania złóż. Podstawowe badania geologiczne. Poszukiwania geofizyczne i górnicze. Wiercenia poszukiwawcze. Pobieranie i badanie prób złoża – ocena wartości przemysłowej. Formy występowania złóż – podział pokładów. Wielkości charakteryzujące złoże pokładowe. Ćwiczenia: • Rozróżnianie rodzaju wierceń w zależności od średnicy i głębokości

wiercenia. • Obliczanie wartości przemysłowej złoża na podstawie wyników prób. • Rozróżnianie form występowania złóż. • Rysowanie i interpretowanie wielkości charakteryzujących złoże

pokładowe. 10. Zasoby złóż kopalin użytecznych i tektonika skał Sposoby obliczania zasobów. Kategorie zasobów ze względu na stopień rozpoznania złoża. Zasady podziału zasobów geologicznych. Straty kopaliny użytecznej. Głębinowy wykres zasobów. Deformacje ciągłe i nieciągłe warstw skalnych – powstawanie, podział, elementy budowy. Znaczenie deformacji warstw w górnictwie.

Ćwiczenia: • Obliczanie ilości zasobów kopaliny użytecznej w złożu. • Analizowanie głębinowego wykresu zasobów. • Analizowanie map warstwicowych. • Rozróżnianie deformacji ciągłych i nieciągłych warstw skalnych. • Wykonywanie rysunków typów fałd i uskoków. 11. Mechanika górotworu Charakterystyka i rodzaje skał tworzących górotwór. Właściwości fizyczne i mechaniczne skał. Stan naprężenia w górotworze nienaruszonym. Naprężenia w obrębie wyrobisk korytarzowych – rozkład naprężeń, strefa odprężona, ciśnienia działające na obudowę. Ciśnienia, rozkład naprężeń w wyrobiskach komorowych i wybierkowych.

37

Współdziałanie obudowy wyrobisk z górotworem. Deformacje górotworu i powierzchni. Ciśnienia w filarach oporowych i ochronnych. Ćwiczenia: • Obliczanie naprężeń w górotworze nienaruszonym i po wykonaniu

wyrobiska górniczego. • Analizowanie rozkładu naprężeń i ciśnień działających na obudowę

wyrobiska. • Dobieranie rodzaju obudowy wyrobiska do warunków górotworu. • Analizowanie deformacji powstałych w górotworze i na powierzchni

ziemi w wyniku eksploatacji wyrobisk. 12. Zasady założenia kopalni Warunki geologiczne i gospodarcze założenia kopalni. Parametry charakteryzujące wielkość kopalni. Obszar górniczy, teren górniczy oraz teren przedsiębiorstwa górniczego i ich granice. Zdolność produkcyjna kopalni. Typy kopalni podziemnej. Charakterystyka i podział wyrobisk górniczych. Modele przestrzenne kopalni węgla, rud i soli. Udostępnienie złoża, złoża pionowe i poziome, zakładanie poziomów i pięter. Dokumentacja budowy nowych kopalni. Ćwiczenia: • Obliczanie zdolności produkcyjnej kopalni. • Rozpoznawanie wyrobisk górniczych na podstawie ich przekroju

poprzecznego i wymiarów. • Rozróżnianie modelu kopalni ze względu na sposób udostępnienia

złoża. 13. Obudowa wyrobisk górniczych Podstawowe pojęcia, zadania i podział obudowy górniczej. Materiały stosowane na obudowy. Obudowa wyrobisk korytarzowych – rodzaje, zasady doboru i sposób wykonania. Obudowa: kotwowa, odrzwiowa, powłokowa, sklepieniowa, kombinowana. Obudowa połączeń wyrobisk korytarzowych. Współpraca obudowy z górotworem. Obudowa wyrobisk wybierkowych i połączeń wyrobisk wybierkowych z przygotowawczymi. Obudowy wyrobisk w kopalniach rud i soli. Ćwiczenia: • Dobieranie rodzaju obudowy do warunków górniczo – geologicznych

wyrobiska korytarzowego. • Rozróżnianie rodzajów obudów wyrobisk korytarzowych. • Rozróżnianie elementów obudowy odrzwiowej.

38

• Określanie zasad współpracy obudowy z górotworem. • Określanie zasad wykonywania obudowy połączeń wyrobisk

korytarzowych. • Dobieranie rodzaju i typu obudowy do warunków górniczo-

geologicznych wyrobiska wybierkowego. • Rozróżnianie rodzajów obudowy stosowanej w kopalniach rud i soli. 14. Urabianie skał, górnicze środki strzałowe Podstawowe wiadomości o urabianiu i urabialności skał. Urabianie mechaniczne i wybuchem. Charakterystyka materiałów wybuchowych – definicje i właściwości. Rodzaje rozkładu M.W. Podziały i klasyfikacje M.W. Górnicze materiały wybuchowe – wymagania, oznaczenia. Środki inicjujące i zapalające. Sprzęt strzałowy. Ćwiczenia: • Klasyfikowanie skał ze względu na urabialność. • Określanie zasad urabiania mechanicznego ze względu na

zastosowane urządzenie lub maszynę. • Analizowanie zasad urabiania materiałami wybuchowymi. • Określanie wymagań, jakie powinny spełniać dla materiałów

wybuchowych stosowanych w górnictwie. • Rozróżnianie środków inicjujących, zapalających i sprzętu

strzałowego. • Dobieranie środków strzałowych do określonego etapu robót

strzałowych i wyrobiska. 15. Roboty strzałowe Oddziaływanie wybuchu na górotwór. Ładunki M.W. stosowane w górnictwie. Rodzaje otworów strzałowych. Sposoby włomowania. Technika prowadzenia robót strzałowych: wykonanie naboju udarowego, nabijanie otworów, przybitka, łączenie zapalników, sprawdzanie obwodu strzałowego, odpalanie, usuwanie niewypałów. Dokumentacja robót strzałowych. Przykłady robót strzałowych w różnych wyrobiskach kopalni węgla, rud i soli. Strzelania specjalne. Metody specjalne urabiania skał wybuchem. Ćwiczenia: • Analizowanie rozkładu M.W. w górotworze, ze względu na prędkość

reakcji chemicznej. • Rozróżnianie rodzajów ładunków M.W. • Określanie zasad techniki prowadzenia robót strzałowych. • Ustalanie kolejności czynności wykonywanych w otworze strzałowym.

39

• Analizowanie informacji zawartych w metryce strzałowej. • Przewidywanie zagrożeń związanych z robotami strzałowymi. • Określanie zasad usuwania niewypałów. • Dobieranie robót strzałowych do rodzaju wyrobiska i sposobu

eksploatacji. • Rozróżnianie metod specjalnych urabiania skał wybuchem. 16. Głębienie szybów Ogólne wiadomości o szybach i metodach głębienia. Głębienie szybów metodą zwykłą. Roboty przygotowawcze. Urabianie, ładowanie i wyciągnie urobku. Odwadnianie i przewietrzanie. Obudowa, zbrojenie i wyposażenie szybu. Głębienie szybów metodami specjalnymi. Metoda zamrażania zawodnionych skał. Metoda cementacji skał. Pogłębianie szybów.

Ćwiczenia: • Dobieranie metody głębienia szybu w zależności od warunków

geologicznych. • Analizowanie procesu głębienia szybu w skałach zwięzłych. • Porównywanie metody cementacji górotworu z metodą zamrażania

skał pod względem wykonywanych czynności. • Analizowanie procesu pogłębiania czynnych szybów. 17. Drążenie wyrobisk udostępniających Cel, zadania i podział wyrobisk udostępniających. Drążenie poziomych wyrobisk korytarzowych w kamieniu. Czynności główne i pomocnicze, organizacja pracy, mechanizacja robót. Ustalanie kształtów i wymiarów przekroju poprzecznego przecznic oraz przekopów kierunkowych. Drążenie wyrobisk komorowych i podszybi. Drążenie pochyłych wyrobisk korytarzowych w kamieniu. Przykłady organizacji pracy i robót w wyrobiskach udostępniających dla różnych warunków geologiczno-górniczych. Ćwiczenia: • Określanie czynności głównych przy drążeniu wyrobisk w kamieniu. • Ustalanie wymiarów przekroju poprzecznego przecznicy i przekopu. • Określanie sposobu drążenia wyrobiska komorowego. • Planowanie organizacji pracy i robót dla wyrobisk udostępniających,

w zależności od warunków geologiczno-górniczych.

40

18. Drążenie wyrobisk przygotowawczych Cel i zadania wyrobisk przygotowawczych. Zasady rozcięcia złoża. Podział wyrobisk przygotowawczych. Kształt, przekrój, wymiary wyrobisk przygotowawczych dla różnych systemów wybierania i różnych złóż. Czynności główne i pomocnicze przy drążeniu poziomych wyrobisk przygotowawczych. Sposoby drążenia ze względu na mechanizację i szerokość przodków. Drążenie nachylonych wyrobisk przygotowawczych. Organizacja pracy i robót w wyrobiskach przygotowawczych. Ćwiczenia • Rozróżnianie wyrobisk przygotowawczych na podstawie modelu

kopalni. • Dobieranie kształtu i wymiarów wyrobisk przygotowawczych dla

danego systemu wybierania. • Określanie czynności głównych przy drążeniu wyrobisk w węglu. • Porównywanie sposobów drążenia chodników ze względu na

mechanizację czynności głównych. • Określanie sposobu drążenia nachylonych wyrobisk

przygotowawczych. • Planowanie organizacji pracy oraz dobieranie maszyn i urządzeń dla

określonego wyrobiska przygotowawczego. 19. Utrzymanie i przebudowa wyrobisk Drążenie wyrobisk korytarzowych w górotworze niezwięzłym lub przez zroby i zawały – zasady utrzymania, wzmacnianie obudowy, przebudowa. Przybierka skał, pobieranie spągu, przebudowa zawałów. Ćwiczenia: • Ustalanie operacji drążenia wyrobiska w górotworze niezwięzłym. • Rozróżnianie sposobów utrzymania wyrobisk. • Dobieranie technologii przebudowy wyrobiska w zależności od

charakteru skał i zagrożenia w wyrobisku. 20. Zasady i systemy eksploatacji podziemnej węgla kamiennego Podstawowe pojęcia dotyczące eksploatacji złóż. Ogólne zasady i metody eksploatacji złóż węglowych. Klasyfikacja skał stropowych i spągowych. Sposoby kierowania stropem. Czynniki naturalne, wpływające na wybór systemu eksploatacji. Podział systemów eksploatacji podziemnej węgla kamiennego. Systemy ścianowe podłużne z zawałem stropu – roboty przygotowawcze, urabianie i ładowanie urobku, odstawa urobku, obudowa pola ścianowego

41

i skrzyżowań chodników, likwidacja przestrzeni wybranej, rozruch ściany, przewietrzanie, dostawa i transport materiałów, organizacja pracy, dokumentacja techniczna. System ścianowy poprzeczny z zawałem stropu. System ścianowy z częściowym zawałem stropu. System ścianowy z podsadzką suchą pasami. System ścianowy z pełną podsadzką suchą. Systemy ścianowe z podsadzką hydrauliczną – warunki stosowania i odmiany, organizacja pracy, obudowa ściany zmechanizowanej. Systemy zabierkowe – odmiany, zabierki z zawałem stropu, zabierki z podsadzką hydrauliczną, długie zabierki, systemy filarowo – zabierkowe i systemy komorowe. Systemy pośrednie ubierkowo-zabierkowe: miechowicki, jankowicko – knurowski. Wybieranie pokładów grubych warstwami równoległymi do uławicenia, warstwami poziomymi, pochyłymi z zawałem i podsadzką hydrauliczną. Eksploatacja metodą podziemnego zgazowania. Ćwiczenia: • Rozróżnianie systemów eksploatacji podziemnej węgla kamiennego

na podstawie opisów i rysunków. • Dobieranie sposobu kierowania stropem według klasyfikacji skał

stropowych. • Ustalanie podstawowych czynności roboczych w ścianach podłużnych

i poprzecznych z zawałem stropu. • Ustalanie podstawowych czynności roboczych w ścianach

z podsadzką. • Dobieranie maszyn, urządzeń i sprzętu do określonej czynności

roboczej w ścianach zawałowych oraz podsadzkowych. • Rozróżnianie rodzajów organizacji pracy, stosowanych w systemach

ścianowych. • Określanie warunków stosowania systemów zabierkowych. • Ustalanie kolejności wykonywania czynności roboczych przy

wybieraniu zabierki. • Analizowanie cech systemów pośrednich. • Określanie zasad wybierania pokładów grubych z podziałem na

warstwy. • Analizowanie technologii procesu podziemnego zgazowania

pokładów węgla. 21. Systemy eksploatacji złóż rud i soli Klasyfikacja systemów eksploatacji rud. Systemy eksploatacji rud miedzi – warunki i sposoby eksploatacji. Systemy ścianowe z podsadzką hydrauliczną. System ścianowy podłużny z zawałem stropu. Systemy komorowo-filarowe. System jednoetapowy i dwuetapowy z zawałem.

42

System dwuetapowy z podsadzką hydrauliczną. Systemy eksploatacji rud cynku i ołowiu. Systemy eksploatacji rud żelaza. Systemy eksploatacji złóż soli – warunki i metody eksploatacji. Eksploatacja złóż soli metodą podziemną suchą. Eksploatacja złóż soli metodą podziemną mokrą. Ćwiczenia: • Rozróżnianie systemów eksploatacji rud. • Określanie warunków i sposobów eksploatacji rud miedzi. • Ustalanie kolejności podstawowych czynności roboczych

w systemach ścianowych oraz komorowo-filarowych wybierania rud miedzi.

• Dobieranie maszyn, urządzeń i sprzętu do określonej czynności cyklu roboczego systemu eksploatacji rud miedzi.

• Określanie cech systemów eksploatacji rud cynku i ołowiu oraz rud żelaza.

• Dobieranie metody eksploatacji złoża soli do warunków geologicznych.

22. Zagrożenia naturalne w kopalni podziemnej Zagrożenie tąpaniami – charakterystyka i zapobieganie. Wyrzuty gazów i skał – charakterystyka, metody zapobiegania. Zagrożenie wybuchami pyłu węglowego – charakterystyka pyłu węglowego, zwalczanie niebezpieczeństwa wybuchu, zabezpieczenie przed przenoszeniem się wybuchu. Zagrożenie metanowe – zapalność i wybuchowość metanu, zwalczanie i kontrola zagrożenia metanowego. Ogólna charakterystyka zagrożenia radiacyjnego i działania pyłów szkodliwych dla zdrowia. Zagrożenie wodne. Ćwiczenia: • Rozróżnianie metod zwalczania i zapobiegania wyrzutom gazów

i skał. • Określanie sposobów powstawania pyłu węglowego. • Rozróżnianie metod zwalczania niebezpieczeństwa wybuchu pyłu

węglowego. • Analizowanie działania zapór przeciwwybuchowych. • Rozróżnianie metod zwalczania i kontroli zagrożenia metanowego. • Określanie wpływu na organizm ludzki zagrożenia radiacyjnego

i pyłów szkodliwych.

43

23. Ochrona powierzchni przed skutkami eksploatacji złoża Podsadzanie wyrobisk i jego znaczenie w eksploatacji złoża. Podsadzka hydrauliczna: materiały podsadzkowe, podsadzkownie, rurociągi i tamy podsadzkowe, wykonywanie podsadzania, oczyszczanie wód podsadzkowych. Podsadzka sucha – rodzaje, sposoby wykonywania podsadzania. Nowe metody podsadzania – doszczelnianie i zamulanie zrobów. Zachowanie się górotworu w czasie eksploatacji złoża. Niecka osiadania, jej kształt i zasięg. Deformacje nieciągłe powierzchni ziemi. Filary ochronne i oporowe. Możliwości zmniejszenia wpływów eksploatacji górniczej na powierzchnię ziemi. Ochrona środowiska. Ćwiczenia: • Ustalanie podstawowych czynności w procesie podsadzania

podsadzką hydrauliczną. • Dobieranie sposobu wykonywania podsadzki suchej do warunków

stropowych i systemu wybierania. • Określanie korzyści wynikających ze stosowania nowych sposobów

podsadzania wyrobisk, w tym doszczelniania zrobów. • Analizowanie sposobu powstawania niecki osiadań i jej wpływu na

powierzchnię ziemi. • Określanie sposobów zmniejszania wpływów eksploatacji górniczej na

powierzchnię ziemi. 24. Eksploatacja złóż w warunkach zagrożeń naturalnych Eksploatacja złóż w warunkach zagrożenia tąpaniami i nadmiernej koncentracji naprężeń. Zasady eksploatacji złóż w warunkach zagrożenia metanowego. Eksploatacja złóż w warunkach zagrożenia samozapaleniem. Zasady eksploatacji złóż w warunkach zagrożenia wodnego. Eksploatacja złóż w warunkach zagrożenia wyrzutami gazów i skał. Zasady eksploatacji złóż w warunkach zagrożenia wybuchem pyłu węglowego oraz w warunkach koincydencji zagrożeń naturalnych. Eksploatacja pod obiektami chronionymi. Ćwiczenia: • Określanie warunków eksploatacji w górotworze o nadmiernej

koncentracji naprężeń. • Analizowanie sposobów eksploatacji złoża w warunkach zagrożenia

metanowego. • Dobieranie systemu eksploatacji złoża w warunkach zagrożenia

metanowego. • Dobieranie systemu eksploatacji pokładów skłonnych do

samozapalenia się.

44

• Dobieranie systemu eksploatacji pokładów zagrożonych wyrzutami gazów i skał.

• Analizowanie zasad eksploatacji złóż pod obiektami chronionymi. 25. Przewietrzanie kopalń Cel i znaczenie przewietrzania kopalni. Podstawowe wiadomości o atmosferze kopalnianej. Gazy szkodliwe występujące w kopalniach węgla. Kontrola składu powietrza kopalnianego. Pyły szkodliwe w powietrzu kopalnianym. Klimatyczne warunki pracy w kopalni. Przepływ powietrza w kopalni – sieć wentylacyjna, wentylatory, rozprowadzanie powietrza, schematy wentylacyjne, urządzenia wentylacyjne. Przewietrzanie wyrobisk ślepych. Nowe rozwiązania w zakresie poprawy klimatycznych warunków pracy w kopalni. Ćwiczenia: • Analizowanie składu powietrza kopalnianego pod względem

zawartości gazów szkodliwych. • Pobieranie próbek powietrza i gazów kopalnianych. • Określanie klimatycznych warunków pracy. • Rozróżnianie elementów sieci wentylacyjnej. • Rysowanie i interpretowanie schematów sieci wentylacyjnej • Dobieranie urządzeń wentylacyjnych w zależności od przeznaczenia

oraz rodzaju wyrobiska. • Określanie zasad przewietrzania wyrobisk ślepych. • Analizowanie nowych rozwiązań w zakresie poprawy klimatycznych

warunków pracy w kopalni. 26. Pożary podziemne Przyczyny i podział pożarów podziemnych. Gazy pożarowe. Zapobieganie pożarom podziemnym. Zachowanie się załogi w czasie pożaru. Sprzęt filtrujący ucieczkowy i sprzęt izolujący układ oddechowy Zwalczanie pożarów. Akcja przeciwpożarowa – sposoby gaszenia pożarów. Ćwiczenia: • Rozróżnianie rodzajów pożarów podziemnych. • Określanie warunków wybuchu gazów pożarowych. • Rozróżnianie technicznych, technologicznych i organizacyjnych

środków zapobiegania pożarom. • Opracowywanie procedur postępowania w razie wystąpienia pożaru

podziemnego.

45

• Rozróżnianie sposobów gaszenia pożarów. • Dobieranie sposobu gaszenia pożaru do warunków jego powstania

i stadium rozwoju. 27. Odwadnianie kopalń Źródła przypływu wody do kopalni. System odwadniania kopalni. Tamy wodne, ich rodzaje i zastosowanie. Ćwiczenia: • Określanie źródeł przypływu wody do kopalni. • Rozróżnianie elementów systemu odwadniania kopalni. • Dobieranie sposobów zapobiegania wdarcia się wody lub kurzawki do

wyrobisk górniczych. • Rozróżnianie tam wodnych ze względu na zastosowanie. 28. Przeróbka kopalin użytecznych Cel, zadania i podział przeróbki kopalin użytecznych. Podstawowe procesy przeróbcze: klasyfikacja mechaniczna – przesiewanie, klasyfikacja hydrauliczna i aerodynamiczna, rozdrabnianie, wzbogacanie ręczne i mechaniczne, wzbogacanie magnetyczne i elektrostatyczne, flotacja. Przeróbka mechaniczna węgla kamiennego – kierunki użytkowania węgla kamiennego. Wzbogacanie rud metali, przeróbka mechaniczna soli i siarki. Ćwiczenia: • Opracowywanie algorytmu przebiegu procesów wzbogacania kopalin

użytecznych. • Rozróżnianie maszyn i urządzeń stosowanych w poszczególnych

procesach przeróbczych. • Określanie sposobów wzbogacania rud metali i przeróbki soli oraz

siarki. Środki dydaktyczne Zestaw modeli krystalograficznych. Zbiory minerałów i skał. Przykłady okazów skamieniałości przewodnich. Mikroskop polaryzacyjny. Przekroje geologiczne jednostek geologicznych Polski. Zestawy map górniczych. Przekroje i mapy geologiczne złóż surowców mineralnych. Modele przestrzenne kopalń. Modele przekroju szybu.

46

Modele wyrobisk górniczych. Modele obudów górniczych stosowanych w eksploatacji podziemnej. Tablica poglądowa dotycząca rodzajów materiałów wybuchowych i środków strzałowych. Dokumentacje robót strzałowych. Modele podstawowych systemów wybierania w eksploatacji podziemnej. Modele wyposażenia wyrobisk ścianowych. Mapy i schematy wentylacyjne. Modele urządzeń wentylacyjnych. Przyrządy pomiarowe do wykrywania gazów kopalnianych, pomiaru prędkości, temperatury, wilgotności powietrza i inne przyrządy kontrolno-pomiarowe. Modele urządzeń i tam wentylacyjnych, pożarowych i wodnych. Foliogramy, programy komputerowe, płyty CD, plansze dotyczące eksploatacji złóż kopalin użytecznych. Tablice poglądowe dotyczące maszyn i urządzeń do eksploatacji złóż kopalin użytecznych. Tablice poglądowe dotyczące maszyn i urządzeń do przeróbki kopalin. Filmy dydaktyczne z zakresu technologii drążenia wyrobisk. Schemat technologiczny wzbogacania kopalin. Schemat zakładu przeróbczego. Zestaw komputerowy z oprogramowaniem biurowym i dostępem do Internetu. Dokumentacja Techniczno-Ruchowa. Wybrane przepisy Prawa geologicznego i górniczego. Czasopisma zawodowe, katalogi maszyn i urządzeń, prospekty. Uwagi o realizacji

Celem nauczania treści przedmiotu „Eksploatacja złóż” jest wyposażenie ucznia w wiedzę z zakresu geologii, poszukiwania złóż, mechaniki górotworu, urabiania skał, drążenia i obudowy wyrobisk, systemów eksploatacji złóż, zagrożeń w kopalni podziemnej oraz przeróbki kopalin użytecznych. Podczas planowania i realizacji procesu kształcenia szczególną uwagę należy zwrócić na kształtowanie umiejętności: − stosowania pojęć z zakresu górnictwa, − planowania czynności cyklu pracy w wyrobiskach górniczych, − posługiwania się dokumentacją techniczną, − twórczego myślenia oraz poszukiwania nowatorskich rozwiązań.

Program nauczania powinien być realizowany w ścisłej korelacji z pozostałymi przedmiotami zawodowymi, w taki sposób, by treści programowe nie powtarzały się, ale były uzupełniane w celu ich utrwalenia.

47

Proces kształcenia powinien być tak zorganizowany, aby wywołał

zainteresowanie uczniów problemami zawodowymi oraz uświadomił im potrzebę samokształcenia poprzez korzystanie z norm, dokumentacji technologicznej, poradników, katalogów oraz innych źródeł informacji zawodowej.

Kształtowanie umiejętności wynikających ze szczegółowych celów kształcenia, wymaga stosowania różnych metod i form nauczania oraz właściwego doboru rodzaju i liczby środków dydaktycznych. Aby osiągnąć zamierzone cele kształcenia proponuje się stosować metody podające i eksponujące w połączeniu z metodami problemowymi i praktycznymi. Nabywaniu wiedzy powinny sprzyjać zwłaszcza następujące metody nauczania: − wykład konwersatoryjny – dla treści nowych i nieznanych uczniowi, − wykład problemowy – dla treści rozwijających zagadnienia poznane

na innych przedmiotach, − dyskusję dydaktyczną – dla treści przyswojonych przez uczniów

w ramach samokształcenia oraz jako podsumowanie działu tematycznego,

− pokaz – gdy nauczyciel dysponuje obiektem naturalnym, modelem maszyny, urządzenia lub sprzętu. W procesie dydaktycznym wskazane jest stosowanie filmów

dydaktycznych, dostępnych w działach szkoleniowych kopalń, a także u wytwórców maszyn i urządzeń górniczych oraz organizowanie wycieczek dydaktycznych, np. do Kopalni Doświadczalnej Barbara, Skansenu GUIDO, na Targi Górnictwa. Należy pamiętać, aby przed projekcją filmu ukierunkować obserwację uczniów. Natomiast przed wycieczką należy zapoznać uczniów z zasadami bezpieczeństwa obowiązującymi podczas jej trwania. Wskazane jest, aby podczas wycieczki uczniowie prowadzili obserwacje w zespołach 2-3 osobowych według arkuszy przygotowanych przez nauczyciela. Po odbyciu wycieczki należy podsumować wyniki obserwacji uczniów.

Treści programowe wspomagane są ćwiczeniami, które poza ilustracją omawianych zagadnień, kształtują u uczniów umiejętności ponadzawodowe, jak: łączenie różnych elementów wiedzy i dostrzeganie zależności między nimi, rozwiązywanie problemów, wnioskowanie, uzasadnianie przyjętych rozwiązań oraz doskonalenie umiejętności samokształcenia. Ćwiczenia stanowią propozycję, która może być wykorzystana w czasie zajęć. Wskazane jest, aby nauczyciel przygotował inne ćwiczenia, które może zrealizować w warunkach swojej szkoły. Zaleca się wykonywanie ćwiczeń indywidualnie oraz w zespołach 2-3 osobo

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJpliki.koweziu.edu.pl/programy/przedmiotowe/Technik... · 2016. 8....

Documents

Transcript of MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJpliki.koweziu.edu.pl/programy/przedmiotowe/Technik... · 2016. 8....