Министерство просвещения и науки, молодежи и спорта Украины
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГОРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра подземной разработки
месторождений полезных ископаемых
ЭТАЛОН
ответов на вопросы к зачету по дисциплине
«Основы научных исследований»
Днепропетровск
2012
Билет 1
Что такое наука, определение и что включает в себя научный подход?
Нау́ка — сфера человеческой деятельности, направленной на выработку и теоретическую систематизацию объективных знаний о действительности.
Научный подход включает в себя:
- сбор каких-либо фактов, имеющих непосредственное отношение к данной конкретной отрасли (например, в нашем случае – это горная наука: горное давление; устойчивость горных выработок и т.п.),
- их постоянное обновление,
- их систематизацию,
- критический анализ
и, на этой базе, синтез новых знаний или обобщений, которые не только описывают наблюдаемые природные или общественные явления, но и позволяют построить причинно-следственные связи и, как следствие, — прогнозировать какие-либо еще не происходившие процессы или явления.
Те теории и гипотезы, которые подтверждаются фактами или опытами, формулируются в виде законов природы или общества.
2. Структура научного метода.
Структура научного метода состоит из следующих этапов:
Наблюдение фактов, измерение каких-либо их параметров, количественное или качественное описание наблюдений. В таких описаниях по необходимости могут быть использованы различные абстракции.
Анализ результатов наблюдения — вычленение значимого и второстепенного.
Систематизация результатов анализа, составление таблиц, построение графиков, диаграмм.
Обобщение (синтез) и формулирование гипотез, теорий.
Прогноз: формулирование следствий из предложенной гипотезы или принятой теории с помощью дедукции, индукции или других логических методов.
Проверка прогнозируемых следствий с помощью эксперимента.
3. Основные науки горного дела, какие процессы они изучают?
Основными науками в горном деле являются физика горных пород и механика горных пород. На основе положений этих наук решается большинство научных задач в горной промышленности.
Физика горных пород и процессов сформировалась как самостоятельное научное направление в 1961 — 1963 годах по инициативе и под руководством ректора Московского горного института Владимира Васильевича Ржевского.
ФИЗИКА ГОРНЫХ ПОРОД (англ. rock physics; нем. Gesteinsphysik; франц. physique des roches; итал. fisica de rocas) — научное направление в системе горных наук, обеспечивающее внедрение в различные процессы горного производства достижений фундаментальных естественных наук.
К физике горных пород относится комплекс прикладных научных дисциплин: горная геофизика, физика и химия пластов и залежей, физико-технические и химические свойства горных пород и горной массы, механика и устойчивость массивов горных пород, управление свойствами и состоянием горного массива, физика взрыва, физика процессов разрушения и упрочнения пород, физико-химические методы горных работ и др.
В физике горных пород выделяют понятия: породный массив, горные породы в массиве, разрыхлённые горные породы (горные массы), отдельные изолированные куски (образцы) горных пород и минеральные компоненты горных пород.
По объектам исследований физика горных пород близка к геологическим наукам, а по методам исследования — к физике твёрдого тела, жидкостей и газов. В физике горных пород широко применяется аппарат теории вероятности и математической статистики, используются экспериментально установленные закономерности и корреляционные зависимости.
Возрастающая потребность в угле приводит к необходимости разрабатывать угольные пласты в сложных горно-геологических условиях, а также вести их разработку на больших глубинах.
Возникает множество проблем с горным давлением и крепью горных выработок. Эти проблемы решаются учеными при помощи физики и механики горных пород.
ГОРНАЯ ГЕОМЕХАНИКА или механика горных пород (англ. rock geomechanics; нем. Montangeomechanik; франц. geomecanique des roches; итал. mecanica de rocas), — наука о прочности, устойчивости и деформируемости массивов горных пород и горно-технических объектов в условиях горного давления (природного и вызванного горными работами).
Горная геомеханика — один из основных разделов горных наук. Предмет горной геомеханики — механические процессы, происходящие в массиве горных пород и связанные главным образом с проведением в нём горных выработок (формирование напряжённого состояния массивов пород и его изменения в связи с проведением выработок, сдвижение горных пород, взаимодействие пород с крепями горных выработок и др.).
Горная механика решает задачи управления горным давлением, взаимодействия массива пород с крепями и обделкой горных выработок, устойчивости подземных и открытых горных выработок, сдвижения породных толщ и земной поверхности под влиянием горных работ, борьбы с динамическими проявлениями горного давления — горными ударами, внезапными выбросами и др. Для решения задач горной геомеханики используются натурные наблюдения и инструментальные измерения напряжений, деформаций, сдвижений горных пород, моделирование, аналитических методов. Горная геомеханика связана с механикой деформируемой среды, геологией, геотектоникой, инженерной геологией, сейсмологией, из физико-технических дисциплин — со строительной механикой.