Μαθήματα

Το μάθημα δεν διαθέτει περιγραφή

Διδακτέα ύλη/εβδομάδα (θεωρία)

Σχεδιασμός γεωτεχνικής έρευνας. Χρήση γεωλογικού και γεωτεχνικού χάρτη.

Διάταξη και βάθος ερευνητικών γεωτρήσεων. Δειγματοληψία και εργαστηριακές δοκιμές.

Δοκιμές πεδίου. Προσδιορισμός περατότητας (δοκιμές Lugeon, Maag, Lefranc).

Προσδιορισμός αντοχής και παραμορφωσιμότητας (πρότυπη δοκιμή διείσδυσης, δοκιμή διείσδυσης κώνου και διείσδυσης πιεζοκώνου, δοκιμή πτερυγίου, δοκιμή φόρτισης πλάκας, δοκιμές πρεσσιομέτρου). Επιλογή κατάλληλης δοκιμής.

Ενόργανη παρακολούθηση μετακινήσεων, παραμορφώσεων και φόρτισης. Εκτασιόμετρα, αποκλισιόμετρα, μετρητές καθίζησης, αισθητήρες πίεσης, πιεζόμετρα.

Ερμηνεία μετρήσεων και παρουσίαση των αποτελεσμάτων.

Σύνταξη Έκθεσης Γεωτεχνικής Έρευνας

Παραδείγματα εφαρμογής σε γεωτεχνικά έργα.

Σκοπός του μαθήματος είναι η κατανόηση μηχανισμών αστοχίας πρανών (αγγλ. όρος: slopes) και υπογείων εκσκαφών-μεταλλευτικών ή γεωτεχνικών έργων, θεμελίων και τοίχων αντιστήριξης σε εδάφη και πετρώματα. 

Στο μάθημα παρουσιάζονται οι αναλυτικές/αριθμητικές μεθόδοι πρόβλεψης ή ανάδρομης ανάλυσης των αστοχιών αυτών, με την χρήση αριθμητικών παραδειγμάτων.

Το μάθημα διδάσκεται σε δύο δύωρες εβδομαδιαίες παρουσιάσεις (2 ώρες θεωρία + 2 ώρες εργαστηριακές ασκήσεις) και περιλαμβάνει τις βασικές ενότητες:

• 1. Yπολογισμός συντελεστού ασφαλείας πρανών με τη μέθοδο οριακής ισορροπίας.
• 2. Πιαθανοκρατική ασφάλεια πρανών – Έλεγχος Ανατροπών
• 3. Στερεογραφικές προβολές.
• 4. Αντοχή άρρηκτων και ρηγματωμένων πετρωμάτων.
• 5. Σχεδιασμός τοίχων αντιστήριξης και αγκυρώσεων.
• 6. Επιφανειακές θεμελιώσεις.
• 7. Υπολογισμός κινδύνου κατάπτωσης σφηνών πετρώματος σε υπόγεια έργα.
• 8. Τάσεις γύρω από ανοίγματα- άναλυτικές λύσεις (Kirsch) – αριθμητικές λύσεις (Πεπερασμένα στοιχεία).
• 9. Απόδοση μηχανημάτων υπόγειας εξόρυξης.

Οι ασκήσεις είναι εβδομαδιαίες και μετράν το 30% του συνολικού βαθμού και 70% η γραπτή εξέταση.

Το μάθημα δεν διαθέτει περιγραφή

Μέρος Α. Έλεγχος ποιότητας. Ιστορική εξέλιξη και γενικές έννοιες για τα θέματα της ποιότητας (διασφάλιση, πιστοποίηση, ΙSO, ολική ποιότητα). Στοιχεία στατιστικής και θεωρίας πιθανοτήτων για τον έλεγχο ποιότητας. Δειγματοληπτικός έλεγχος για μεταβλητές και χαρακτηριστικά ποιότητας. Μέθοδοι καθορισμού απλών, διπλών, πολλαπλών και συνεχών δειγματοληπτικών σχεδίων. Στατιστικός έλεγχος διεργασιών. Διαγράμματα ελέγχου x-R, x-S, απλά, αθροιστικά, κινούμενου μέσου και διαγράμματα αποδοχής. Διαγράμματα ελέγχου πολλαπλών χαρακτηριστικών ποιότητας Hotelling. Παραδείγματα και εφαρμογές από το χώρο της παραγωγής και επεξεργασίας ορυκτών υλών (Μεταλλευτικές επιχειρήσεις, τσιμεντοβιομηχανίες, κ.ά.).
Μέρος Β. Αξιοπιστία εξοπλισμού. Βασικές έννοιες, ορισμοί και μαθηματικά για την αξιοπιστία εξοπλισμού. Μοντέλα αξιοπιστίας (συστήματα σε σειρά, σε παράλληλη, σε μικτή διάταξη, συστήματα με εφεδρικά στοιχεία). Υπολογισμός αξιοπιστίας μεταλλευτικών συστημάτων συνεχούς και ασυνεχούς λειτουργίας.

Εργαστηριακές ασκήσεις: Πραγματοποιούνται 2 εργαστηριακές ασκήσεις και 5 υπολογιστικές ασκήσεις. Άσκηση 1 (εργαστηριακή). Χαρακτηρισμός του σκυροδέματος με κρουσιμέτρηση- Στατιστική ανάλυση μετρήσεων-σφαλμάτων. Άσκηση 2 (εργαστηριακή). Προσομοίωση σε ΗΥ απλών και συνεχών δειγματοληπτικών σχεδίων. Άσκηση 3. Υπολογισμός βασικών στατιστικών μεγεθών που απαιτούνται κατά τον δειγματοληπτικό έλεγχο ποιότητας, διαστημάτων εμπιστοσύνης και μεγέθους δείγματος. Άσκηση 4. Σχεδιασμός-ανάλυση δειγματοληπτικών σχεδίων. Άσκηση 5. Στατιστικά διαγράμματα διεργασιών ελέγχου (SPC) για μεταβλητές ποιότητας καθώς και για χαρακτηριστικά ποιότητας. Άσκηση 6. Υπολογισμός αξιοπιστίας εξοπλισμού ορυχείων. Άσκηση 7. Υπολογισμός αξιοπιστίας συστημάτων συνεχούς εκμετάλλευσης.

Το μάθημα δεν διαθέτει περιγραφή

Συνεπικουρούμενο και από γνώσεις που άπτονται των μαθημάτων της «Γενικής Ορυκτολογίας» (ΜΟΠ 102) και της «Συστηματικής Ορυκτολογίας» (ΜΟΠ 201), βασικός στόχος του μαθήματος ΜΟΠ-422 είναι να προσφέρει τις αναγκαίες πληροφορίες που χρειάζεται ένας Μηχανικός Ορυκτών Πόρων, όσον αφορά στον ποιοτικό/ποσοτικό ορυκτοχημικό χαρακτηρισμό του υλικού που πρόκειται να διαχειριστεί/μελετήσει/αξιοποιήσει. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, θα είναι σε θέση να δίνουν λύσεις σε προβλήματα που δεν μπορούν να επιλυθούν με άλλο τρόπο επιστημονικής προσέγγισης.

Βασικός στόχος του μαθήματος είναι να προσφέρει τις αναγκαίες πληροφορίες όσον αφορά στον ορυκτοχημικές μεθόδους χαρακτηρισμού των Ορυκτών Πρώτων Υλών (Ο.Π.Υ.) & συναφών τεχνητών υλικών. Πέραν της χρήσης της περίθλασης Ακτινών-Χ (X-ray Diffraction / PXRD), το συγκεκριμένο μάθημα θα επικεντρωθεί -μεταξύ άλλων- στην Οπτική Μικροσκοπία (ΟΜ), στην ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (Scanning Electron Microscopy / SEM) και στην ηλεκτρονική μικροσκοπία διέλευσης (Transmission Electron Microscopy / TΕΜ), τονίζοντας τη χρησιμότητα της συνδυαστικής χρήσης τους για το χαρακτηρισμό υλικών στις διάφορες κλίμακες (micro-/submicro-/nano-/atomic-scale).

1.Εισαγωγή στα Μη Μεταλλικά Υλικά. Διαφορές στη δομή από τα μέταλλα. Κρυσταλλικά και άμορφα υλικά.

2. Τεχνολογία των κεραμικών υλικών: Χαρακτηριστικά, μικροδομή, ιδιότητες. Παρασκευή, μόρφωση, αποξήρανση, ψήσιμο. Αργιλικά κεραμικά, γυαλιά, πυρίμαχα, οξείδια, βιοκεραμικά. Προηγμένα κεραμικά.

3. Δομή και ιδιότητες πολυμερών. Τεχνολογία μορφοποίησης πολυμερών

4. Ιδιότητες Συνθέτων Υλικών

Το μάθημα είναι μοιρασμένο σε δύο μέρη στο eClass:

(α) Μη Μεταλλλικά Υλικά, μέρος Ι (ΜΗΧΟΠ-8ο εξάμηνο) — το παρόν —  και 

(β) Μη Μεταλλλικά Υλικά, μέρος ΙΙ.

Στο Μέρος Ι υπάρχει μια γενική εισαγωγή και υλικό για τα κεραμικά. Το Μέρος ΙΙ ασχολείται με τα πολυμερή και τα σύνθετα υλικά.

Δεύτερο μέρος του μαθήματος επιλογής Μη Μεταλλικά Υλικά.

Δομή και μηχανικές ιδιότητες, πολυμερών και συνθέτων υλικών. Επίδραση του περιβάλλοντος. Επίδραση της διεργασίας στις ιδιότητες των υλικών. Επίδραση του χρόνου. Διεργασίες μορφοποίησης και εφαρμογές πολυμερών. Σύνθετα υλικά. Πολυμερή ενισχυμένα με τεμαχίδια, κοντές ίνες, συνεχείς ίνες.

Εφαρµογή θεωρίας τάσεων–παραµορφώσεων συνεχούς µέσου σε πετρώµατα, καταστατικές εξισώσεις, θεωρίες αστοχίας, επίδραση χρόνου στην αντοχή πετρωµάτων, όρυξη και ευστάθεια ανοιγµάτων, συστήµατα ταξινόµησης πετρωµάτων, υποστήριξη υπογείων έργων, ευστάθεια σφηνών και πρανών, αγκύρια, αντοχές στύλων, πειραματική εκτίμηση ελαστικότητας, πλαστικότητας κι αντοχής σε μονοαξονική και τριαξονική θλίψη και αντοχής σε έμμεσο εφελκυσμό (δοκιμή Brazil).

Προτεινόμενο σύγγραμμα:

Ν.Φ. Ματσατσίνης, Ε. Γρηγορούδης, Χ. Γαγάνης και Κ. Ζοπουνίδης (2010), «Ανάπτυξη και Λειτουργία Μικρομεσαίων Επιχειρήσεων», Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα.

Η προέλευση των οργανικών ορυκτών καυσίμων. Ο κύκλος του άνθρακα. Δημιουργία και χημική σύσταση της βιομάζας. Η οργανική ύλη στα ιζήματα. Θεωρίες βιογενικής – αβιογενικής προέλευσης του πετρελαίου.

Διαγένεση, καταγένεση μεταγένεση. Μητρικά πετρώματα πετρελαίου. Μετανάστευση υδρογονανθράκων, σχηματισμός ταμιευτήρων.

Εφαρμογές ενόργανης ανάλυσης στον χαρακτηρισμό μητρικών πετρωμάτων και πετρελαίων. Βιοδείκτες. Μεθοδολογία οργανικής γεωχημικής έρευνας. Περιβαλλοντικές εφαρμογές της οργανικής γεωχημείας

Εργαστηριακές ασκήσεις.

Ορολογία υπαίθριων εκμεταλλεύσεων, βασικά στοιχεία έρευνας, σχεδιασμού και προγραμματισμού υπαίθριων εκμεταλλεύσεων, υπαίθριες εκμεταλλεύσεις διακοσμητικών πετρωμάτων (εξόρυξη με διάτρηση/συρματοκοπή, με αλυσοπρίονο και με ήπιες ανατινάξεις και συνδυασμούς), μηχανική της διάτρησης, εξοπλισµός διάτρησης των πετρωµάτων (κρουστικοπεριστροφική και περιστροφική), σχεδιασμός δικτύων πεπιεσµένου αέρα, µέθοδοι ασυνεχούς εξόρυξης και µεταφοράς στα τεχνικά έργα, λειτουργική ανάλυση εξοπλισµού φόρτωσης και μεταφοράς, µηχανική των υπαίθριων εκσκαφών, επιλογή του εξοπλισµού, τεχνικοοικονοµική ανάλυση τεχνικών έργων, ανάλυση απόδοσης εκσκαφέων.

Εργαστηριακές ασκήσεις: Εξαμηνιαία εργαστηριακή άσκηση που περιλαμβάνει τα βασικά στοιχεία μιας μελέτης για υπαίθρια εκμετάλλευση ή για λατομείο μαρμάρων: οριοθέτηση κοιτάσματος και υπολογισμός γεωλογικών αποθεμάτων, σχεδιασμός έργων προσπέλασης, σχεδιασμός ορθών βαθμίδων, υπολογισμός μεταλλευτικών αποθεμάτων και χρόνου ζωής ορυχείου, σχεδιασμός κύκλου διάτρησης ανατίναξης ή συρματοκοπών, επιλογή μηχανολογικού εξοπλισμού, οικονομοτεχνική μελέτη κόστους λειτουργίας, υπολογισμός μοναδιαίου κόστους εξόρυξης.

Τηλεπισκόπηση, όπως και η λέξη υποδηλώνει, σημαίνει αντίληψη αντικειμένων από απόσταση, δηλαδή αναγνώριση και μέτρηση ιδιότητας αντικειμένων χωρίς στην πραγματικότητα να έρθουμε σε απευθείας επαφή με αυτά. Πιο συγκεκριμένα, Τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη που ασχολείται με την αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με στόχους στην επιφάνεια της Γης. Την πληροφορία αυτή της ακτινοβολίας, σε μορφή εικόνας, την αναλύει, ερμηνεύει, και αξιολογεί ώστε να εξαγχθούν συμπεράσματα για τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά των στόχων.

Ιστορική αναδρομή, σημασία της ασφάλειας, βασικές έννοιες και ορισμοί, αιτίες-κατηγορίες ατυχημάτων, στατιστικοί δείκτες και θεωρίες ατυχημάτων. Ανάλυση κινδύνων για την υγιεινή των εργαζομένων (σκόνες, χημικές ουσίες, θόρυβος, δονήσεις, μικροκλιματικό περιβάλλον, φωτισμός, ακτινοβολίες). Ανάλυση κινδύνων για την ασφάλεια των εργαζομένων σε υπαίθριες και υπόγειες εκμεταλλεύσεις που σχετίζονται με εκσκαφές, ευστάθεια μετώπων και οροφής, εκρηκτικές ύλες, διακίνηση και απόθεση υλικών, κινητός και πάγιος μηχανολογικός εξοπλισμός, ηλεκτρισμός κ.α. Μέθοδοι εντοπισμού και εκτίμησης του εργασιακού κινδύνου. Νομοθεσία για την υγιεινή και ασφάλεια, ΚΜΛΕ. Παρουσίαση σχετικών θεμάτων από υπαίθρια-υπόγεια ορυχεία και εργοτάξια.
Εργαστηριακές ασκήσεις: Πραγματοποιούνται 4 εργαστηριακές ασκήσεις που σχετίζονται με τη μέτρηση διαφόρων βλαπτικών παραγόντων, μία ανάλυση ατυχήματος και μία τελική προφορική εξέταση εργαστηρίου. Οι ασκήσεις είναι: Άσκηση 1: Μέτρηση της συγκέντρωσης της σκόνης στο εργασιακό περιβάλλον με άμεση και αναλυτική (βαρυτομετρική) μέθοδο. Άσκηση 2: Μέτρηση θορύβου και μηχανικών δονήσεων κατά την εργασία. Άσκηση 3: Μέτρηση επιβλαβών αερίων, δεικτών μικροκλιματικού περιβάλλοντος, ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, έντασης φωτισμού. Άσκηση 4: Προσομοίωση δειγματοληψίας αερίων και υγρών βλαπτικών παραγόντων με τη χρήση του λογισμικού IHVL. Άσκηση 5: Περιήγηση σε εικονικά περιβάλλοντα λατομικών μεταλλευτικών χώρων με χρήση εξειδικευμένου λογισμικού (Examiner - NIOSH) για εντοπισμός και ανάλυση του εργασιακού κινδύνου.