Тау-кен инжинирингі саласындағы ғылым магистрі

Тау-кен ісі мен тау-кен өндірісі экономикасына шолу. Курс аясында тау-кен заңнамасы, барлау және сынамалау, қорларды есептеу, ашық және жерасты кен өндіру әдістері, тау-кен жұмыстарын жоспарлау және жобалау, геомеханикалық жобалау және гидрогеология, пайдалы қазбаларды байыту, шахталық желдету, жобаларды бағалау және тау-кен кәсіпорындарының техникалық-экономикалық негіздемелері, сондай-ақ тәуекелдерді басқару мәселелері қарастырылады. Бұрғылау және жару жұмыстары, тиеу-тасымалдау операциялары, бекіту жүйелері және оқпан жүргізу сияқты негізгі технологиялық операциялар қамтылады. Бакалавр дәрежесі.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Тау-кен инжинирингінің негізгі ұғымдары мен терминологиясын түсінетінін көрсету.
2. Бұрғылау, жару, тиеу және тасымалдауды қоса алғанда, тау-кен инжинирингінің негізгі технологиялық операцияларын түсінетінін көрсету.
3. Кен орындарын ашық және жерасты әдістерімен игерудің әртүрлі тәсілдерін салыстыру және түсіндіру.
4. Тау-кен өндірісі экономикасының негіздерін түсіндіру.
5. Заманауи өнеркәсіптік технологияларды және олардың қолданылу салаларын сипаттау.
6. Аймақтар мен елдер бөлінісінде салалық жалпы статистиканы талдау.

Курстың мақсаты – студенттерде грунттар мен тау жыныстары массивтерінің механикалық әрекетінің негіздері туралы, оның ішінде грунттардың, бүлінбеген (тұтас) тау жыныстарының және тау жыныстары массивтерінің физикалық және механикалық қасиеттері жөнінде түсінік қалыптастыру.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Тау жыныстары мен грунттардың механикалық әрекетінің негізгі аспектілерін түсіндіру, соның ішінде тау жыныстарына арналған типтік «кернеу–деформация» диаграммалары, конститутивтік қатынастар, кеуектік қысым, сүзгілену, беріктік (біросьті, екіосьті, үшосьті сығылу және ығысу кезінде), бұзылу механизмдері, грунттардың тығыздалуы және грунттардағы фазалық қатынастар.
2. ISRM және ASTM стандарттарына сәйкес лабораториялық жағдайларда грунттар мен бүлінбеген тау жыныстарының физикалық және механикалық қасиеттерін анықтау.
3. Табиғи жайғасу жағдайында тау жыныстары массиві мен бұзылымдардың қасиеттерін анықтау.
4. Құрылымдық деректер бойынша стереографиялық проекциялар (стереоторлар) құру және нәтижелерін түсіндіру.
5. Гук–Браун және Мора–Кулон беріктік критерийлерін грунттар мен тау жыныстары механикасының базалық есептерін шешуде дұрыс қолдану.
6. Талдамалық (Кирш теңдеулері) және сандық әдістерді (Rocscience немесе Map3D бағдарламалық кешендері) пайдалана отырып, қазбалар маңындағы кернеулердің таралуын бағалау.
7. Жерасты және ашық тау-кен жұмыстары үшін GSI, RMR және Q рейтингтік жүйелерін қолдана отырып, тау жыныстары массивтерін сипаттау.

Бұл курс кейінгі тау-кен жұмыстарын талдау үшін (мысалы, өндіруді жоспарлау кезінде) қолданылатын геологиялық блоктық модельдеу үдерісімен таныстырады. JORC кодексіне сәйкес минералдық ресурстарды бағалау мен есептіліктің дәстүрлі және заманауи алгоритмдері, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері қарастырылады. Сонымен қатар вариограмма, кригинг, геостатистикалық модельдеу және масштабты өзгерту сияқты кеңінен қолданылатын геостатистикалық құралдар тереңдетіліп оқытылады.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Геостатистиканы 3D-модельдеуде практикалық қолдану үшін қажетті деректер құрылымдары мен интеграцияланған технологияларды сипаттау.
2. Заманауи ресурстарды есептеу әдістемелерін бағалау және кен орнының типі мен күрделілігіне қарай оңтайлысын таңдау.
3. Блоктық модельді және өндіру функцияларын (тоннаж, борттық құрамнан жоғары орташа құрам және металл мөлшері) есептеуге дайындықты талдау.
4. Ресурстарды бағалау және өндіру функцияларын ықтималдық модельдеу кезінде модельдеу және имитациялық модельдеу әдістерін қолдану.
5. Ресурстарды бағалау кезіндегі белгісіздікті сыни тұрғыдан бағалау және басқару.

Бұл кіріспе курс «тау-кен инжинирингі» бағыты студенттері үшін арнайы әзірленген және олардың болашақ кәсіби қызметінде қажет болатын геологиялық негізді қалыптастыруға бағытталған. Курс геология бакалавриаты бағдарламасында ұсынылатын бірнеше тереңдетілген пәндердің ықшамдалған нұсқасын қамтиды.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Рудалы кен орындарының генезисіне қатысатын геологиялық процестерді талқылау.
2. Минералдар мен тау жыныстарының физикалық қасиеттерін тау-кен жұмыстары жағдайындағы олардың механикалық мінез-құлқымен байланыстыру.
3. Тау-кен жұмыстарын жобалау контексінде құрылымдық геология мен инженерлік геология қағидаттарын қолдану.

Кеңейтілген шахталық желдету бөлімдері, соның ішінде жерасты өндірудің әртүрлі әдістеріне арналған арнайы желдету сұлбалары, желдетуді модельдеу, кенішті атмосфераны бақылау, шахта ауасын салқындату және жылыту, шахталық өрттер мен жарылыстардың алдын алу және желдету арқылы әрекет ету, сондай-ақ ауаның шаңдылығы, газдық құрамы, температурасы мен ылғалдылығын бақылау мәселелері қамтылады.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Жерасты өндірудің әртүрлі әдістері үшін шахталық желдетуді жобалау және модельдеуді қолдану, сондай-ақ шахта ауасын салқындату мен жылыту және шаң мен аэрозольдерді бақылау жүйелерімен жұмыс істеу.
2. Шахталық желдетудің озық тәжірибесіне негізделе отырып, көмір шахталарындағы қауіпсіз еңбек ортасы тұжырымдамасын бағалау.
3. Шахталық желдету саласындағы нормативтік-құқықтық талаптарды сыни тұрғыдан талдау, кенішті атмосфераны басқаруды, тәуекелдерді талдауды және қауіпті факторларды бақылауды бағалау.

Негізгі ұғымдар, шолулар және нақты жағдайларды талдау; минералдық ресурстарды модельдеу; ашық тау-кен жұмыстарын жоспарлауға басымдық бере отырып, карьерлерді жобалау және оңтайландыру; борттық құрам; карьердің оңтайлы контуры; карьер фазаларын және карьерлік автожолдарды жобалау; аршынды жыныстар үйінділерін жобалау және ашық тау-кен жұмыстарынан жерасты әдістеріне көшу; бұрғылау-жару жұмыстары; ұзақмерзімді және қысқамерзімді жоспарлау; тиеу-тасымалдау операциялары; тау-кен жабдықтарының құнын, техника паркінің өнімділігін бағалау және жабдықты таңдау; ақша ағындарын талдау; IPCC жүйелері мен диспетчерлеу, сондай-ақ экологиялық мәселелер. Курс аясында жобалау мақсатында UDEC және 3DEC сияқты бірқатар бағдарламалық өнімдермен танысу жүргізіледі.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Ашық тау-кен жұмыстары бойынша техникалық-экономикалық негіздеме (ТЭН) орындау.
2. Карьерлерді жобалау жобаларын орындау кезінде тау-кен жұмыстарын жобалауға арналған бағдарламалық жасақтаманы қолдану.
3. Ашық тау-кен жұмыстарын жобалау барысында пайдалануға арналған блоктық модельдер құру.
4. Тау-кен жұмыстарын қысқамерзімді, орта мерзімді және ұзақмерзімді жоспарлаудың маңызын көрсету.
5. Топпен жұмыс істей білу және әріптестердің жұмысын объективті бағалау.
6. Презентациялар дайындап, оларды кәсіби деңгейде ұсыну.

Тау жыныстарында орналасқан инженерлік қазбалар айналасында пайда болатын кернеулер мен орын ауыстыруларды аналитикалық және сандық модельдеу. Тау жыныстарының деформациясы және олардың бұзылу критерийлері. Тау жыныстары механикасындағы өлшеу және мониторинг әдістері. Қатты жыныстарда қазбаларды жобалау қағидаттары. Жобалаудың талдамалық, сандық және эмпирикалық әдістері. Тау-кен инжинирингіндегі ықтималдық және детерминделнген жобалау тәсілдері. Шахта оқпандары, тоннельдер, ірі камералар мен кентіректер үшін қазбаларды жобалау мысалдары. Тау жыныстарындағы құрылыстарға сейсмикалық әсер.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Қазбалар маңындағы тау жыныстарының механикалық әрекет етуінің негіздерін түсіну.
2. Инженерлік жобалау үшін қажетті тау жыныстары массивінің параметрлерін анықтау мақсатында зертханалық сынақтар, инженерлік-геологиялық карталау және/немесе өлшеулер жүргізу.
3. Инженерлік мақсаттар үшін RMR және Q сияқты кеңінен қолданылатын жіктеу жүйелерін пайдалана отырып, тау жыныстары массивтерін жіктеу.
4. Эмпирикалық, талдамалық және сандық әдістерді қолдана отырып, тау-кен инжинирингі саласындағы жобаларды талдау, соның ішінде карьер борттарының тұрақтылығы, тау-кен кентіректерін жобалау, жерасты қазбаларын бекіту, тазалау камералары мен ұзын лавалардың тұрақтылығы мәселелері.

Пайдалы қазбалар кен орындарының (рудалы, рудалы емес және көмір) физикалық және геологиялық қасиеттеріне негізделе отырып, жер қойнауын ұтымды пайдалану талаптары мен қатар жүретін экологиялық әсерлерді ескере отырып, жерасты өндірудің ең қолайлы әдістерін таңдау, жобалау және әзірлеу.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Ең қолайлысын таңдау мақсатында жерасты өндірудің әртүрлі әдістерін талдау.
2. Жерасты кен орнының ресурстық базасын бағалау.
3. Жерасты тау-кен жұмыстарын жобалау мен жоспарлауды жетілдірілген деңгейде орындау үшін тау-кен жобалау бағдарламалық жасақтаманы пайдалану және нәтижелерді командалық ортада ұсыну.
4. Жерасты тау-кен жобалау үдерісін жетілдірілген деңгейде талдау, оның ішінде бастапқы деректерді, тазалау камераларын (стоптарды) жобалауды, қолжетімділік қазбаларын, сондай-ақ өндіру және тасымалдау жүйелерін қамту.
5. Жерасты өндіру жобалары бойынша жоспарларды бағалау және шығындар сметасын әзірлеу үшін экономикалық және техникалық деректерді қолдану.

Бұл курс тау-кен ісінде қолданылатын тау жыныстарын бұзудың негізгі әдістерін, соның ішінде механикаландырылған қазып алу, бұрғылау және жару жұмыстарын қамтиды. Механикаландырылған өндіру әдістері тау жыныстарын кесу қағидаттарын, кескіштер мен дискілерді пайдалана отырып кесуді, сондай-ақ кесу бастиектерін жобалауды қамтиды. Бұрғылау бөлімі тау-кен ісінде қолданылатын бұрғылау әдістерін, сондай-ақ бұрғылау жабдықтарын таңдау мен олардың құнын бағалауды қамтиды. Жару жұмыстарына арналған бөлімде жарылғыш заттардың тау жыныстарымен өзара әрекеттесу механикасы, өнеркәсіптік жарылғыш заттарды таңдау, жарылғыш заттар химиясы, ашық және жерасты тау-кен жұмыстары үшін жару жұмыстарын жобалау қағидаттары, қауіпсіздік, экологиялық және нормативтік реттеу мәселелері, сондай-ақ жару жұмыстарының тиімділігін бағалау мен талдау қарастырылады.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Тау жыныстарын кесудің әртүрлі әдістерін бағалау.
2. Механикаландырылған өндіру әдістемесін түсіндіру және оның артықшылықтары мен кемшіліктерін сыни тұрғыдан бағалау.
3. Тау-кен өнеркәсібіндегі бұрғылау технологияларын талдау және тиімділік пен шығындарды қоса алғанда, жетілдірілген деңгейде салыстыру.
4. Жарылғыш заттардың тау жыныстарымен өзара әрекеттесуін жетілдірілген деңгейде бағалау.
5. Ашық және жерасты тау-кен жұмыстары үшін жару сұлбаларын әзірлеу және жобалау.
6. Өнеркәсіптік жару жұмыстарының экологиялық және нормативтік реттелуін сыни тұрғыдан талдау.

Бұл курс студенттерді өзекті зерттеу мәселесін айқындауға, таңдалған тақырып бойынша ғылыми әдебиеттерге шолу жүргізуге, сондай-ақ аталған мәселені шешудің ықтимал жолдарын іздеуге арналған түпнұсқалық әдіснаманы әзірлеуге және іске асыруға дайындауға бағытталған.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Жаңа білім қалыптастыру мақсатында бірегей зерттеу тақырыбын айқындау және әзірлеу.
2. Түпнұсқалық ғылыми-зерттеу жобасын жобалау және орындау.
3. Тиісті ғылыми пәнге тән зерттеу әдіснамасын әзірлеу дағдыларын дамыту.
4. Диссертация тақырыбы бойынша өзекті ғылыми әдебиеттерді меңгеру деңгейіндегі білім қалыптастыру.
5. Пән талаптарына сәйкес академиялық жазуды меңгеру және рецензиялау үдерісіне қатысу тәжірибесін игеру.
6. Зерттеу қызметін жоспарлау.
7. Зерттеу барысы туралы нақты есептер дайындау.
8. Зерттеу нәтижелері мен сабақтас мәселелерді диссертация саласындағы академиялық мамандармен талқылау.

Бұл курс шахтаны жөндеу және қызмет көрсету қағидаттарын қамтиды. Курс аясында техникалық қызмет көрсетуге қатысты мәселелер, сондай-ақ тау-кен өндірісіндегі сервистік қызметтерді басқару, алдын алу және проактивті жөндеудің экономикалық маңызы қарастырылады. Курс өндірістік қызметті тиімді басқару саласында шешім қабылдау дағдыларын дамытуға бағытталған.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Шахтаны жөндеу және оған қызмет көрсету қағидаттарын талдау.
2. Өндірістік үдерістердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету тұрғысынан алдын алу және проактивті техникалық қызмет көрсету мен сервистік қызметтерді басқаруды бағалау.
3. Тиімді басқару тәжірибесін қалыптастыру мақсатында шахталық байланыс жүйелерін зерделеу.

Курс тау-кен кәсіпорнын табысты басқару үшін шешуші маңызы бар басқару қағидаттары мен тәжірибелерін, соның ішінде минералдық ресурстарды стратегиялық басқару, тау-кен құқығы, тау-кен жұмыстарының қауіпсіздігі мен тәуекелдерді басқару, сондай-ақ өндірістік операцияларды басқару мәселелерін қамтиды. Сонымен қатар курс орнықты дамудың іргелі қағидаттарын және олардың тау-кен кәсіпорнының өмірлік циклінің техникалық құрамдас бөліктеріне әсерін түсінуді қалыптастырады.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Тау-кен кәсіпорнына қатысты басқару қағидаттары мен тәжірибелерін түсіну.
2. Тау-кен қызметін басқарудың халықаралық стандарттары мен үздік тәжірибелерін меңгеру.
3. Тау-кен өндірісін орнықты басқаруға байланысты аналитикалық дағдыларды дамыту.

Бұл курс студенттерді өзекті зерттеу мәселесін айқындауға, таңдалған тақырып бойынша ғылыми әдебиеттерге шолу жүргізуге, сондай-ақ аталған мәселені шешудің ықтимал жолдарын іздеуге арналған түпнұсқалық әдіснаманы әзірлеуге және іске асыруға дайындауға бағытталған.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Жаңа білім қалыптастыру мақсатында бірегей зерттеу тақырыбын айқындау және әзірлеу.
2. Түпнұсқалық ғылыми-зерттеу жобасын жобалау және орындау.
3. Тиісті ғылыми пәнге тән зерттеу әдіснамасын әзірлеу дағдыларын дамыту.
4. Диссертация тақырыбы бойынша өзекті ғылыми әдебиеттерді меңгеру деңгейіндегі білім қалыптастыру.
5. Пән талаптарына сәйкес академиялық жазуды меңгеру және рецензиялау үдерісіне қатысу тәжірибесін игеру.
6. Зерттеу қызметін жоспарлау.
7. Зерттеу барысы туралы нақты есептер дайындау.
8. Зерттеу нәтижелері мен сабақтас мәселелерді диссертация саласындағы академиялық мамандармен талқылау.

Бұл курс жерасты жұмыстарында қатты тау жыныстары механикасы саласында қауіпсіз әрі экономикалық тұрғыдан тиімді кен өндіруді және жоғары кернеу жағдайларында тоннельдер салуды қамтамасыз ету үшін қажетті тереңдетілген білім береді.

Курс бойынша оқыту нәтижелері

1. Саланың кәсіби инженерлік стандарттарына сәйкес жоба немесе үдеріс әзірлеу не болмаса гипотезаны зерттеу.
2. Инженерлік міндеттерді шешу үшін ғылыми және инженерлік әдістерді қолдану.
3. Сандық және математикалық әдістерді пайдалана отырып деректерді объективті талдау.
4. Кәсіби және кәсіби емес ортада ауызша және жазбаша коммуникация дағдыларын көрсету.

Бұл курс күрделі сипаттамаларға ие кен орындарын бағалау және модельдеу жағдайларында минералдық ресурстарды бағалау саласындағы практикалық білім береді. Мұндай кен орындарын геостатистикалық модельдеу кеңейтілген геостатистикалық құралдар мен алгоритмдерді қолдануды талап ететін күрделі міндет болып табылады. Курс материалдары көпэлементті кен орындары бойынша ресурстарды есептілікке шығару, геологиялық домендерді және кеннің өзгергіштігінің біртекті емес сипаттамаларын модельдеу үшін қолданылады.

Курс бойынша оқыту нәтижелері

1. Көпэлементті кен орындарының ресурстарын бағалауда өнеркәсіптік қолдану үшін көпөлшемді геостатистикалық құралдарды бағалау.
2. Әртүрлі борттық құрамдар кезінде алу функцияларын есептеу үшін сызықтық емес геостатистикалық әдістерді қолдану.
3. Минералдық ресурстар бойынша есептілікке арналған сенімді бағалау домендерін дайындау мақсатында геологиялық домендерді модельдеу үшін оңтайлы геостатистикалық алгоритмдерді анықтау.
4. Өзгергіштігі біртекті емес сипаттамаларға ие айнымалылар үшін минералдық ресурстарды бағалау кезінде стационарлы емес құбылыстарды сыни тұрғыдан талдау.
5. Геостатистикалық модельдеудің кеңінен қолданылатын әртүрлі формаларының әдістерін, артықшылықтары мен кемшіліктерін бағалау.
6. Әртүрлі әдістерді пайдалана отырып геостатистикалық симуляцияларды генерациялау және интерпретациялау үшін бағдарламалық өнімдермен (мысалы, ISATIS) жұмыс істеу.

Курс кен орындарының генетикалық модельдерін құру үшін қажетті геодинамика, тектоника, петрология, минералогия және физикалық химия аспектілерін біріктіру мақсатында кен орындарының типтері бойынша ұйымдастырылған. Көрнекілік үшін, мүмкіндігінше, Қазақстан аумағындағы мысалдар қолданылады. Курс мазмұны келесі бөлімдерді қамтиды: • Магмалық кен орындары: магмалардың жалпы сипаттамалары, микроэлементтердің минералдар мен балқыма арасында таралуы, үйлесімді және үйлесімсіз элементтер, магмалық жүйелердегі кен түзілу процестері. Магмалық сульфидті кен орындары (Ni, Cu, PGE). Хромит кен орындары (Кемпірсай). •Гидротермалдық кен орындары: гидротермалдық жүйелер, ерітінділер химиясы, кен минералдарының ерігіштігі. Мыс-молибденді порфирлі кен орындары (Ақтоғай). Эпитермалдық кен орындары. Орта мұхит жоталарының гидротермалдық жүйелері. Орогендік алтын кен орындары. •Шөгінді кен орындары: Миссисипи-Вэлли типті қорғасын-мырыш кен орындары; үйлесімсіздікпен байланысты уран кен орындары, табулярлы және ролл-фронт типті уран кендері, шөгінді органикалық заттың қатысуымен жүретін тотығу-тотықсыздану процестері (Шу–Сарысу алабы). •Супергендік кендер: латериттік профильдердің қалыптасуы, граниттердің үгілуі және боксит кен орындарының түзілуі, перидотиттердің үгілуі және латериттік никель кендерінің қалыптасуы.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Кен орындарының қалыптасуына әкелетін геологиялық процестер мен физика-химиялық жағдайларды талқылау.
2. Геологиялық процестердегі микроэлементтердің мінез-құлқын және олардың геологиялық флюидтермен тасымалдануын сипаттау.
3. Негізгі кен түзуші минералдарды анықтау.
4. Кен орындарының концептуалдық генетикалық модельдерін тұжырымдау.

Бұл курс тау жыныстарында тоннельдерді жобалау және салу үшін қажетті іргелі білім береді. Ол тау-кен ісі, машина жасау, азаматтық құрылыс, мұнай және электр/электроника инженериясы бағыттарында оқитын, тау жыныстары механикасы мен инженерия саласында базалық даярлығы бар студенттерге арналған.

Курс бойынша оқыту нәтижелері
1. Тау жыныстары мен топырақ сияқты грунттық материалдардың геотехникалық қасиеттерін зерттеу.
2. Қазбалар мен тоннелдеу контекстінде инженерлік геотехника қағидаттарын қолдану.
3. Жобаның мерзімі мен құнын анықтау үшін тау жыныстары параметрлері мен жабдықтың өзара әрекеттесуін бағалау.
4. Тоннель үңгілей қазу қалқандары (TBM) және тілуші машиналар сияқты машиналардың өнімділігін болжаудың әртүрлі қолданыстағы модельдерін пайдалану.
5. Қолданыстағы әртүрлі модельдерді салыстыру және олардың практикалық қолдану тұрғысынан артықшылықтары мен кемшіліктерін талдау.