Магистр наук в области горного инжиниринга

Обзор горного дела и экономики горного производства. В курс входят вопросы горного законодательства, разведки и опробования, подсчёта запасов, методов открытой и подземной разработки, планирования и проектирования горных работ, геомеханического проектирования и гидрогеологии, обогащения полезных ископаемых, рудничной вентиляции, оценки проектов и технико-экономических обоснований горных предприятий, а также управления рисками. Рассматриваются основные технологические операции, включая бурение и взрывные работы, погрузочно-транспортные операции, крепёжные системы и проходку стволов. Степень бакалавра.

Результаты обучения по курсу
1. Демонстрировать понимание основных понятий и терминологии горного инжиниринга.
2. Демонстрировать понимание основных технологических операций горного инжиниринга, включая бурение, взрывные работы, погрузку и транспортировку.
3. Сравнивать и объяснять различные методы открытой и подземной разработки месторождений.
4. Объяснять основы экономики горного производства.
5. Описывать современные промышленные технологии и области их применения.
6. Анализировать общую отраслевую статистику в разрезе регионов и стран.

Целью курса является формирование у студентов понимания основ механического поведения грунтов и массивов горных пород, включая физические и механические свойства грунтов, интактных (цельных) горных пород и массивов горных пород.

Результаты обучения по курсу
1. Объяснять основные аспекты механического поведения горных пород и грунтов, включая типичные диаграммы «напряжение–деформация» для горных пород, конститутивные соотношения, поровое давление, фильтрацию, прочность (при одноосном, двухосном, трёхосном сжатии и при сдвиге), механизмы разрушения, уплотнение грунтов и фазовые соотношения в грунтах.
2. Определять физические и механические свойства грунтов и интактных горных пород в лабораторных условиях в соответствии со стандартами ISRM и ASTM;
3. Определять свойства массива горных пород и нарушения в естественных условиях залегания.
4. Строить стереографические проекции (стереосетки) структурных данных и интерпретировать полученные результаты.
5. Корректно применять критерии прочности Хука–Брауна и Мора–Кулона для решения базовых задач механики грунтов и горных пород.
6. Оценивать распределение напряжений вокруг выработок с использованием аналитических методов (уравнения Кирша) и численных методов (программные комплексы Rocscience или Map3D).
7. Характеризовать массивы горных пород с использованием рейтинговых систем GSI, RMR и Q для подземных и открытых горных работ.

Данный курс знакомит студентов с процессом геологического блочного моделирования, применяемого для последующего анализа горных работ (например, при планировании добычи). В рамках курса рассматриваются традиционные и современные алгоритмы оценки и отчётности по минеральным ресурсам в соответствии с кодексом JORC, с обсуждением преимуществ и недостатков каждого подхода. Кроме того, подробно изучаются наиболее широко применяемые геостатистические инструменты, такие как вариограмма, кригинг, геостатистическое моделирование и изменение масштаба.

Результаты обучения по курсу
1. Описывать структуры данных и интегрированные технологии, необходимые для практического применения геостатистики в 3D-моделировании.
2. Оценивать современные методики подсчёта ресурсов и выбрать оптимальную в зависимости от типа и сложности месторождения.
3. Анализировать блочную модель и подготовку к расчёту функций извлечения (тоннаж, среднее содержание выше бортового содержания и количество металла).
4. Применять методы моделирования и имитационного моделирования при оценке ресурсов и вероятностном моделировании функций извлечения.
5. Критически оценивать и управлять неопределённостью при оценке ресурсов.

Данный вводный курс специально разработан для студентов направления «горный инжиниринг» и направлен на формирование необходимой геологической базы, которая потребуется им в будущей профессиональной деятельности. Курс представляет собой сжатую версию нескольких более углублённых дисциплин, предлагаемых в рамках программы бакалавра в области геологии.

Результаты обучения по курсу
1. Обсуждать геологические процессы, участвующие в генезисе рудных месторождений.
2. Связывать физические свойства минералов и горных пород с их механическим поведением в условиях горных работ.
3. Применять принципы структурной геологии и инженерной геологии в контексте проектирования горных работ.

Продвинутые разделы шахтной вентиляции, включая специальные схемы вентиляции для различных способов подземной добычи, вентиляционное моделирование, управление рудничной атмосферой, охлаждение и подогрев шахтного воздуха, предотвращение и вентиляционное реагирование при шахтных пожарах и взрывах, а также контроль запылённости, газового состава, температуры и влажности воздуха.

Результаты обучения по курсу
1. Применять проектирование и моделирование шахтной вентиляции для различных методов подземной добычи, а также работать с системами охлаждения и подогрева рудничного воздуха и контроля пыли и аэрозолей.
2. Оценивать концепцию безопасной рабочей среды в угольных шахтах на основе надлежащей практики шахтной вентиляции.
3. Критически анализировать нормативно-правовые требования в области шахтной вентиляции, а также оценивать управление рудничной атмосферой, анализ рисков и контроль опасных факторов.

Термины, обзоры фундаментальных и конкретных случаев; моделирование минеральных ресурсов; проектирование и оптимизация карьеров с акцентом на планирование открытых горных работ; бортовое содержание; оптимальный контур карьера; проектирование фазы карьера и проектирование карьерных дорог; проектирование отвалов вскрышных пород и переход от открытых горных работ к подземным; буровзрывные работы; долгосрочное и краткосрочное планирование; погрузочно-транспортные работы; оценка стоимости горного оборудования, производительности парка техники и выбор оборудования; анализ денежных потоков; системы IPCC и диспетчеризации, а также экологические вопросы. В рамках курса осуществляется ознакомление с рядом программных продуктов для целей проектирования, таких как UDEC и 3DEC.

Результаты обучения по курсу
1. Выполнять технико-экономическое обоснование открытых горных работ.
2. Применять программное обеспечение для проектирования горных работ при выполнении проектов по проектированию карьеров.
3. Создавать блочные модели для использования при проектировании открытых горных работ.
4. Демонстрировать значение краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного планирования горных работ.
5. Уметь работать в группах и объективно оценивать работу коллег.
6. Подготавливать презентации и профессионально представлять их.

Аналитическое и численное моделирование напряжений и перемещений, возникающих вокруг инженерных выработок в горных породах. Деформация горных пород и критерии их разрушения. Методы измерения и мониторинга в механике горных пород. Принципы проектирования выработок в скальных породах. Аналитические, численные и эмпирические методы проектирования. Вероятностные и детерминированные подходы к проектированию в горной инженерии. Примеры проектирования выработок для шахтных стволов, тоннелей, крупных камер и целиков. Сейсмическое воздействие на сооружения в горных породах.

Результаты обучения по курсу
1. Понимать основы механической реакции горной породы вокруг раскопок.
2. Проводить лабораторные испытания, инженерно-геологическое картирование и/или измерения для определения параметров массива горных пород, необходимых для инженерного проектирования.
3. Классифицировать массивы горных пород с использованием общепринятых систем классификации, таких как RMR и Q, для инженерных целей.
4. Анализировать проекты в области горной инженерии с применением эмпирических, аналитических и численных методов; включая вопросы устойчивости бортов карьеров, проектирования горных целиков, крепления подземных выработок, устойчивости очистных камер и длинных лав.

Выбор, проектирование и разработка наиболее подходящих методов подземной добычи на основе физических и геологических свойств месторождений полезных ископаемых (рудных, нерудных и угольных), с учётом требований рационального недропользования и сопутствующих экологических воздействий.

Результаты обучения по курсу
1. Анализировать различные методы подземной добычи с целью выбора наиболее подходящих.
2. Оценивать ресурсную базу подземного месторождения.
3. Использовать программное обеспечение для горного проектирования для разработки проектов и планов подземных горных работ на продвинутом уровне и представлять результаты в командной среде.
4. Анализировать процесс подземного горного проектирования на продвинутом уровне, включая исходные данные, проектирование очистных камер (стоп), проектирование выработок доступа, а также системы добычи и транспортирования.
5. Применять экономические и технические данные для оценки планов горных работ и разработки смет затрат для проектов подземной добычи.

Данный курс охватывает основные методы разрушения горных пород, применяемые в горном деле, включая механизированную выемку, бурение и взрывные работы. Механизированные методы добычи включают принципы резания горных пород, резание с использованием резцов и дисков, а также проектирование режущих головок. Раздел по бурению охватывает методы бурения, применяемые в горном деле, а также выбор и оценку стоимости бурового оборудования. Раздел, посвящённый взрывным работам, включает механику взаимодействия взрывчатых веществ с горными породами, выбор промышленных взрывчатых веществ, химию взрывчатых веществ, принципы проектирования взрывных работ для открытых и подземных горных работ, вопросы безопасности, экологического и нормативного регулирования, а также оценку и анализ эффективности взрывных работ.

Результаты обучения по курсу
1. Оценивать различные методы резания горных пород.
2. Объяснять методологию механизированной добычи и критически оценивать её преимущества и недостатки.
3. Анализировать технологии бурения в горнодобывающей промышленности и выполнять сравнения на продвинутом уровне, включая эффективность и затраты.
4. Оценивать взаимодействие взрывчатых веществ с горными породами на продвинутом уровне.
5. Разрабатывать и проектировать схемы взрывных работ для открытых и подземных горных работ.
6. Критически анализировать экологическое и нормативное регулирование промышленных взрывных работ.

Данный курс направлен на подготовку студентов к выявлению актуальной исследовательской проблемы, проведению обзора научной литературы по выбранной теме, а также к разработке и реализации оригинальной методологии для поиска возможных путей решения данной проблемы.

Результаты обучения по курсу
1. Выявлять и разрабатывать уникальную тему исследования с целью формирования нового знания.
2. Проектировать и выполнять оригинальный научно-исследовательский проект.
3. Развивать навыки разработки методологии исследования, специфичной для соответствующей научной дисциплины.
4. Формировать рабочее знание актуальной научной литературы в области диссертации.
5. Практиковать академическое письмо, соответствующее требованиям дисциплины, и осваивать участие в процессе рецензирования.
6. Планировать исследовательскую деятельность.
7. Подготавливать точные отчёты о ходе выполнения исследования.
8. Обсуждать результаты исследований и смежные вопросы с академическими специалистами в области диссертации.

Данный курс охватывает принципы ремонта и обслуживания шахты. В рамках курса рассматриваются вопросы, связанные с техническим обслуживанием, а также экономическая значимость профилактического и проактивного ремонта и управления сервисными службами в горнодобывающих операциях. Курс направлен на развитие навыков принятия решений в области эффективного управления производственной деятельностью.

Результаты обучения по курсу
1. Анализировать принципы ремонта и обслуживания шахты.
2. Оценивать профилактическое и проактивное техническое обслуживание и управление сервисными службами с точки зрения обеспечения безопасности производственных процессов.
3. Изучать системы шахтной связи для формирования эффективных управленческих практик.

Курс охватывает принципы и практики управления, имеющие ключевое значение для успешного руководства горнодобывающим предприятием, включая стратегическое управление минеральными ресурсами, горное право, безопасность горных работ и управление рисками, а также управление производственными операциями. Кроме того, курс формирует понимание фундаментальных принципов устойчивого развития и того, как они влияют на технические компоненты жизненного цикла горного предприятия.

Результаты обучения по курсу
1. Понимать принципы и практики управления применительно к горнодобывающему предприятию.
2. Осваивать международные стандарты и лучшие практики управления горнодобывающей деятельностью.
3. Развивать аналитические навыки, связанные с устойчивым управлением горнодобывающими операциями.

Данный курс направлен на подготовку студентов к выявлению актуальной исследовательской проблемы, проведению обзора научной литературы по выбранной теме, а также к разработке и реализации оригинальной методологии для поиска возможных путей решения данной проблемы.

Результаты обучения по курсу
1. Выявлять и разрабатывать уникальную тему исследования с целью формирования нового знания.
2. Проектировать и выполнять оригинальный научно-исследовательский проект.
3. Развивать навыки разработки методологии исследования, специфичной для соответствующей научной дисциплины.
4. Формировать рабочее знание актуальной научной литературы в области диссертации.
5. Практиковать академическое письмо, соответствующее требованиям дисциплины, и осваивать участие в процессе рецензирования.
6. Планировать исследовательскую деятельность.
7. Подготавливать точные отчёты о ходе выполнения исследования.
8. Обсуждать результаты исследований и смежные вопросы с академическими специалистами в области диссертации.

Данный курс обеспечивает студентов углублёнными знаниями в области механики твёрдых горных пород при подземных работах, необходимыми для безопасной и экономически эффективной добычи руды и проведения тоннелей в условиях высоких напряжений.

Результаты обучения по курсу
1. Разрабатывать проект или процесс либо исследовать гипотезу в соответствии с профессиональными инженерными стандартами отрасли.
2. Применять научные и инженерные методы для решения инженерных задач.
3. Объективно анализировать данные с использованием количественных и математических методов.
4. Демонстрировать навыки устной и письменной коммуникации в профессиональной и непрофессиональной среде.

Данный курс предоставляет практические знания в области оценки и моделирования минеральных ресурсов в случаях, когда изучаемые месторождения обладают сложными характеристиками. Геостатистическое моделирование таких типов месторождений является достаточно сложной задачей и требует применения расширенных геостатистических инструментов и алгоритмов. Материалы курса применимы для отчётности по ресурсам многоэлементных месторождений, моделирования геологических доменов и неоднородных характеристик изменчивости руд.

Результаты обучения по курсу
1. Оценивать многомерные геостатистические инструменты для промышленного применения при оценке ресурсов многоэлементных месторождений.
2. Применять нелинейные геостатистические методы для расчёта функций извлечения при различных бортовых содержаниях.
3. Определять оптимальные геостатистические алгоритмы для моделирования геологических доменов с целью подготовки надёжных доменов оценки для отчётности по минеральным ресурсам.
4. Критически анализировать нестационарные явления при оценке минеральных ресурсов для переменных с неоднородными характеристиками.
5. Оценивать методы, а также преимущества и недостатки различных широко применяемых форм геостатистического моделирования.
6. Работать с программными продуктами (например, ISATIS) для генерации и интерпретации геостатистических симуляций с использованием различных методов.

Курс организован по типам рудных месторождений с целью интеграции аспектов геодинамики, тектоники, петрологии, минералогии и физической химии, которые необходимы для построения генетических моделей рудных месторождений. Для наглядности, по возможности, используются примеры из Казахстана. Содержание курса включает следующие разделы: • Магматические рудные месторождения: общие характеристики магм, распределение микроэлементов между минералами и расплавом, совместимые и несовместимые элементы, процессы рудообразования в магматических системах. Магматические сульфидные месторождения (Ni, Cu, PGE). Хромитовые месторождения (Кемпирсай). • Гидротермальные рудные месторождения: гидротермальные системы, химия растворов, растворимость рудных минералов. Медно-молибден-порфировые месторождения (Актогай). Эпитермальные месторождения. Гидротермальные системы срединно-океанических хребтов. Орогенные золоторудные месторождения. • Осадочные рудные месторождения: свинцово-цинковые месторождения типа Миссисипи-Вэлли; урановые месторождения, связанные с несогласием, табулярные и ролл-фронтовые урановые месторождения, окислительно-восстановительные процессы с участием осадочного органического вещества (Чу-Сарысуйский бассейн). • Супергенные руды: формирование латеритных профилей, выветривание гранитов и образование бокситовых месторождений, выветривание перидотитов и формирование латеритных никелевых руд.

Результаты обучения по курсу
1. Обсуждать геологические процессы и физико-химические условия, приводящие к формированию рудных месторождений.
2. Описывать поведение микроэлементов в геологических процессах и их перенос геологическими флюидами.
3. Идентифицировать основные рудообразующие минералы.
4. Формулировать концептуальные генетические модели рудных месторождений.

Этот курс предоставляет студентам фундаментальные знания для проектирования и строительства тоннелей в горных породах. Он предназначен для студентов горного дела, машиностроения, гражданского строительства, нефтяного и электротехнического/электронного направления, имеющих базовую подготовку в области механики горных пород и инженерии.

Результаты обучения по курсу
1. Изучать геотехнические свойства грунтовых материалов, таких как горные породы и почва.
2. Применять принципы инженерной геотехники в контексте выработок и тоннелирования.
3. Оценивать взаимодействие параметров горных пород и оборудования для определения сроков и стоимости проекта.
4. Использовать различные существующие модели прогнозирования производительности машин, таких как тоннелепроходческие щиты (TBM) и нарезные машины.
5. Сравнивать различные существующие модели и анализировать их преимущества и недостатки для практического применения.