Файл: Р.Ф. Гордиенко Методы научных исследований.pdf

1

ПРЕДИСЛОВИЕ

Изучение основ научных исследований приобретает первостепенное значение в деле формирования системного подхода в организации исследовательской работы.

Цель настоящих методических указаний – закрепление теоретических знаний по основным методическим положениям научных исследований:

-поиск, накопление и обработка научной информации;

-обработка экспериментальных и статистических данных.

Задания по практическим работам выдаются индивидуально каждому студенту и состоят из двух работ, предусмотренных программой по курсу «Методы научных исследований» для студентов специальности 070600 «Физические процессы горного производства».

Работы выполняются письменно и оформляются в соответствии с требованиями, предъявляемыми к структуре и правилам оформления отчетов по научно-исследовательской работе.

2

1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПОИСК

Написание библиографического обзора по исследуемой теме включает следующие этапы:

-составление библиографического списка используемой литературы;

-краткий анализ литературных источников;

-написание текста краткого обзора с указанием достоинств и недостатков изучаемой технологии или раздела техники (темы);

-критическая оценка рассматриваемого вопроса;

-оформление работы.

После получения темы (или самостоятельного выбора студентом с учетом индивидуального интереса к тем или иным вопросам техники) студент приступает к поиску, накоплению и обработке информации. Поиск информации осуществляется в библиотеке университета или областной библиотеке с использованием алфавитного и систематического каталогов, предметной картотеки, в поисковой системе интернет, а также в реферативных журналах, соответствующих тематике поиска.

Список источников следует составлять в алфавитном порядке. Каждый источник помещается в отдельную карточку с указанием всей информации (автор, год издания, название и т.д.).

При работе с изучаемым материалом требуется постоянная систематизация, а в целях более четкого выявления логической структуры текста необходимо предварительно составить план записи текста.

При анализе подобранного материала целесообразно составить краткий конспект, в котором изложить главное, излагаемое автором источника.

Таким образом, формируется реферат по выбранной тематике, в котором содержится информация сводного характера по интересующей теме, извлеченная из множества специально отобранных для этой цели первичных документов.

В конце работы составить список используемой литературы.

3

Темы поиска

1.Развитие горной науки.

2.Конструкции крепей горных выработок.

3.Экология горного производства.

4.История развития вычислительной техники.

5.Способы упрочнения горных пород.

6.Приборы и методы для исследования проявлений горного давления.

7.Тампонаж горных пород при строительстве шахт.

8.Новые решения в проектировании шахт.

9.Экзогенные пожары.

10.Методы прогноза горных ударов.

11.Эндогенные пожары на угольных предприятиях.

12.Математические методы в горном деле.

13.Современное автомобилестроение.

14.Открытия в горном деле.

15.Способы разрушения горных пород.

16.Теоретическая механика в трудах русских ученых.

17.Основоположники горной науки в России.

18.Проведение горных выработок специальными методами.

19.Применение современных геоакустических методов контроля в горном деле.

20.Волноводные зоны в массивах горных пород.

2.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Впроцессе проведения экспериментальных исследований возникает необходимость в обработке полученных данных с целью установления взаимозависимостей исследуемых параметров. В инженерной практике для решения этих вопросов широко используют методы теории вероятностей и математической статистики.

4

Установление связи между исследуемыми величинами требует проведения следующих операций

1. Систематизация опытных данных: а) построение гистограмм, полигона;

б) установление закона распределения. 2. Определение взаимосвязи признаков:

а) установление формы связи между исследуемыми величинами; б) определение тесноты этой связи.

3. Оценка адекватности модели с помощью статистических критериев.

Основные теоретические положения, необходимые для выполнения индивидуальной работы, приведены в [8, с. 4-9].

Расчеты, графики, уравнения, полученные в результате проведенной работы, оформить в соответствии с требованиями, предъявляемыми к оформлению любой исследовательской работы.

По желанию студента второе задание можно заменить его самостоятельной работой по обработке данных, полученных при выполнении лабораторных работ по одной какой-либо профилирующей дисциплине.

3.ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

3.1.Составить интервальный вариационный ряд, построить гистограмму, определить выборочную среднюю и дисперсию.

3.1.1. При испытании образцов горной породы на прочность были получены следующие результаты предельной прочности (кг/см2): 48,1; 48,9; 49,2; 49,4; 49,4; 52,1; 52,7; 49,3; 52,2; 50,3; 52,2; 54,5; 50,3; 52,4; 54,5; 56,4; 50,8; 52,4; 54,6; 55,4; 50,8; 54,6; 54,5; 51,0; 60,0; 52,7; 56,4; 52,8; 51,4; 52,8; 53,4; 51,8; 56,4; 53,0; 54,3; 51,2; 53,4; 53,0; 51,2; 52,7; 55,4; 51,0; 54,3; 51,8; 52,5; 53,1; 59,9; 52,8; 57,2; 54,3.

5

3.1.2.Исследовалась пористость алевритов шахтного поля. Результаты лабораторных исследований (в %) следующие: 1,4; 3,7; 6,5; 12,6; 0,5; 2,5; 6,8; 5,7; 5,3; 8,2; 7,0; 2,7; 4,5; 7,4; 7,2; 12; 2; 3; 8,2; 8,6; 9,2; 12; 10; 10,4; 11,5; 8,8; 9,6; 0,9; 3,2; 4,5; 8,1; 9,8; 6,4; 5,7; 3,9; 6,0; 8,0; 5,8; 5,0; 4,2; 7,0; 7,0; 4,9; 6,3; 7,9; 10,1; 11,4; 11,8; 9,5; 9,0; 10,3.

3.1.3.Для изучения физико-механических свойств горных пород проводились лабораторные исследования пористости алевритов шахтного поля. Получены следующие данные (в %): 10; 12; 15; 17; 19; 21; 25; 17; 14; 11; 13; 18; 16; 20; 24; 22; 19; 18; 16; 11; 14; 21; 24; 20; 17; 12; 22; 27; 17; 15; 13; 19; 23; 25; 12; 12; 15; 18; 21; 23; 19; 15; 20; 22; 16; 20; 19; 18; 17; 25; 26.

3.1.4.На угольных предприятиях определяли производительность рабочего очистного забоя для струговых установок УСБ-2. Получены следующие данные (т/вых.): 7,1; 7,1; 7,7; 7,6; 7,6; 6,8; 10,9; 11,4; 13,4; 9,5; 9,2; 10,8; 12,4; 4,8; 3,6; 5,5; 6,8; 6,9; 7,1; 6,1; 5,3; 5,5; 4,8; 3,5; 4,0; 6,2; 3,2; 4,3; 4,1; 5,1; 3,5; 5,3; 8,0; 6,2; 7,4; 9,5; 9,8; 6,1; 6,4; 3,5; 4,5; 6,5; 4,9; 6,4; 6,1; 5,6; 6,4.

3.1.5.Из забоев горных выработок на руднике взято 50 проб. Содержание свинца в процентах по данным пробам следующее: 2,1; 0,7; 3,9; 0,2; 1,0; 0,1; 0,9; 6,0; 1,1; 0,2; 0,8; 4,2; 0,4; 0,4; 2,5; 1,3; 0,6; 4,8; 0,5; 1,5; 0,9; 2,4; 1,6; 0,3; 1,8; 0,3; 2,7; 0,1; 1,9; 2,4; 1,7; 0,4 ;3,4; 0,5; 2,8; 3,1; 1,4; 1,8; 0,4; 2,5; 0,1; 0,3; 3,7; 0,5; 0,8; 0,9; 2,6; 1,3; 0,6; 1,5.

3.2. Подобрать теоретический закон распределения по опытным данным, проверить адекватность модели по критерию Пирсона

3.2.1. Получены следующие результаты предельной прочности при испытании горной породы на сжатие (кг/см2): 48,1; 48,9; 49,2; 49,4; 49,7; 52,2; 53,2; 49,3; 52,7; 50,3; 52,2; 54,5; 50,3; 52,4; 54,5; 56,2; 50,8; 5;2,4;

6

55,4; 50,8; 54,6; 54,4; 51,0; 60,0; 52,6; 56,4; 52,8; 53,4; 51,8; 56,4; 53,0; 54,2; 51,2; 53,4; 53,0; 51,3 ;52,7; 55,4; 51,0; 54,3; 54,8; 52,6; 53,1; 59,9; 52,8; 54,4.

3.2.2.Из забоев горных выработок на руднике взято 50 проб. Содержание свинца по данным пробам следующее (%): 1,0; 0,1; 0,9; 6,0; 1,1; 0,2; 0,8; 4,2; 0,4; 2,5; 1,3; 0,6; 4,8; 0,5; 1,5; 0,9; 2,4; 1,6; 0,3; 2,7; 0,1; 1,9; 2,3; 1,7; 0,4; 3,4; 0,5; 2,8; 3,0; 1,5; 1,8; 2,0; 0,4; 2,5; 0,1; 0,2; 3,5; 0,5; 0,9; 2,5; 1,0; 0,6; 1,5; 0,2; 4,0; 0,7; 2,0.

3.2.3.Изучали пористость алевритов шахтного поля. Получены дан-

ные лабораторных исследований (%): 1,4; 3,7; 6,5; 12,5; 0,5; 2,5; 6,8; 5,6; 5,3; 8,2; 7,0; 2,7; 4,5; 7,4; 14,0; 2,0; 3,0; 8,4; 8,7; 7,5; 9,0; 12,0; 10,5; 11,0; 8,9; 9,5; 0,9; 3,2; 4,5; 8,0; 9,8; 6,4; 5,7; 4,0; 6,0; 8,0; 5,9; 4,8; 4,2; 7,7; 4,9; 6,3; 7,9; 10,0; 11,4; 11,9; 9,0; 9,5; 10,4.

3.2.4.Для изучения физико-механических свойств горных пород проведены лабораторные исследования пористости алевритов шахтного поля. Получены следующие данные (в %): 10; 12; 15; 17; 20; 25; 19; 14; 11; 13; 16; 18; 20; 24; 21; 19; 18; 16; 11; 14; 21; 24; 20; 17; 12; 22; 27; 17; 15; 13; 19; 22; 25; 12; 15; 18; 18; 21; 22; 23; 20; 15; 20; 22; 16; 20; 18; 18; 17; 25; 26.

3.2.5.На угольных предприятиях определяли производительность труда рабочего очистного забоя. Получены следующие данные (т/вых.): 7,1; 7,7; 7,6; 6,9; 10,9; 11,4; 13,5; 9,5; 9,2; 10,7; 4,9; 3,7; 5,6; 6,8; 6,9; 7,1; 6,9; 7,1; 6,1 5,5; 5,8; 5,5; 4,8; 3,5; 4,0; 6,2; 3,2; 4,0; 5,2; 3,5; 5,3; 8,0; 6,2; 7,4; 9,6; 6,1; 6,4; 3,4; 3,5; 4,5; 6,5; 6,4; 5,4; 8,8; 6,0.

7

3.3. Определить линию регрессии и установить тесноту корреляционной связи по данным, приведенным в табл. 1-5.

3.3.1. На угольном предприятии изучали зависимость подвигания забоя (Y, м/мес) от длины лавы (Х, м), в табл.1 приведены результаты проводимых исследований.

Таблица 1

8

3.3.3. Результаты измерения предела текучести (Х, кг/мм2) и предела прочности (Y, кг/мм2) у 50 марок стали приведены в табл.3.

Таблица 3

3.3.4. В табл.4 приведены результаты замеров для установления зависимости стандартного электродного потенциала (Y, МВ) от объемной массы (Х·105, кг/м3) образца руды.

Таблица 4