Platný od: 23.2.2017 OPIS ŠTUDIJNÉHO ODBORU GEOTECHNIKA
(a) Názov študijného odboru: Geotechnika (anglický názov "Geotechnics") (b) Stupne vysokoškolského štúdia, v ktorých sa odbor študuje a štandardná dĺžka štúdia študijných programov pre tieto stupne vysokoškolského štúdia: Študijný odbor GEOTECHNIKA sa môže podľa Sústavy študijných odborov vydanej rozhodnutím Ministerstva školstva SR č. 2090/2002 sekr. zo dňa 16.decembra 2002 študovať v: druhom stupni vysokoškolského štúdia (Ing. alebo Mgr.) so štandardnou dĺžkou 2 roky. Predpokladá sa, že absolvent ukončil prvostupňové štúdium v študijnom odbore Baníctvo, Získavanie a spracovanie zemských zdrojov alebo v niektorom príbuznom študijnom odbore. Pre uchádzačov, ktorí ukončili prvostupňové štúdium v niektorom vzdialenejšom študijnom odbore, možno navrhnúť študijný program so štandardnou dĺžkou štúdia až 3 roky. treťom stupni vysokoškolského štúdia (PhD.) (c) Obsah študijného odboru: (c1) Všeobecná časť Absolventi študijného odboru Geotechnika sú spôsobilí vykonávať podľa dosiahnutého stupňa profesiu - Geotechnický inžinier (Geotechnic Engineer) - 2. stupeň a - Geotechnics and Technology System Philosophiae doctor PhD., (Geotechnics and Technology System Scientist) 3.stupeň Geotechnický inžinier ovláda metódy výpočtu, simulácie a verifikácie modelových riešení projekcie a skúmania stability podzemných diel a objektov, transportu energie a hmoty v procese kontinuálneho porušovania horninového masívu a v procese dezintegrácie horniny, má znalosti o konštrukčnej a deštrukčnej geotechnike, dokáže virtuálne modelovať a aplikovať mechanizmy geotechniky, riešiť problémy monitorovania, optimalizácie a rozpojiteľnosti hornín pri rotačnom vŕtaní, rezaní, plnoprofilovom razení v kontexte s fyzikálno mechanickými a pevnostnými charakteristikami horninového masívu, so stabilitnými problémami a nákladovosťou rozpojovacích procesov a ich interakciu na pracovné a životné prostredie, získa poznatky a schopnosti pre uplatnenie v oblasti vlastnej realizácie výstavby podzemných banských a inžinierskych diel a objektov. 1
Geotechnics and Technology System Philosophie doctor PhD.- ovláda vedecké metódy výskumu a vývoja mechanizmov a nových technológií pri vzájomnej interakcii medzi pracovným nástrojom a horninovým prostredím s orientáciou na vývoj rozpojovacieho orgánu nástroja pri rôznych technologických systémoch a postupoch v procese porušovania horninového masívu, využitie nových materiálov pri riešení stability geotechnických diel a objektov. (c3) Opis druhého stupňa Absolventi druhého stupňa vysokoškolského štúdia v odbore geotechnika dokážu analyzovať, navrhovať, konštruovať a udržiavať technické a technologické riešenia problémov spojených s prípravou a výstavbou podzemných banských a inžinierskych diel a objektov. Vykonávať výskum v geotechnickej a baníckej oblasti s vysokou mierou tvorivosti a samostatnosti. Dôraz sa musí klásť na to, aby absolvent získal hlboké znalosti z teoretického a prírodovedného základu, a to z geomechaniky, geológie, aplikovanej geofyziky, podzemnej hydrauliky, inžinierskej geológie a hydrogeológie už v I. stupni vysokoškolského štúdia (Bc).Absolventovi 2. stupňa je umožnené riadiť tímy pracovníkov v oblasti geotechniky, baníctva, podzemného staviteľstva a tunelárstva, samostatne viesť veľké projekty a prevziať zodpovednosť za komplexné riešenia v oblasti banských podzemných inžinierskych diel a geotechnických objektov, ako sú tunely, mestské podzemné kolektory, podzemné zásobníky plynu, podzemné sklady a ostatné podpovrchové geotechnické stavby v horninách a zeminách. Aby absolvent bol schopný budovať solídny vedecký prístup, študenti musia získať skúseností s formuláciou hypotéz, experimentálnym návrhom, verifikáciou hypotéz a analýzou získaných údajov. Absolvent môže budovať vedeckú perspektívu v celej škále aplikácií, v ktorých uplatňuje nové moderné metódy, technológie a techniky návrhu a vývoja v oblasti geotechniky. Predpokladá sa, že absolvent ukončil prvostupňové vysokoškolské štúdium v niektorom príbuznom študijnom odbore (študijný program so štandardnou dĺžkou štúdia 3 roky). Pre uchádzačov, ktorí ukončili prvostupňové vysokoškolské štúdium v niektorom vzdialenejšom študijnom odbore, možno navrhnúť študijný program so štandardnou dĺžkou štúdia 3 roky. Teoretické vedomosti (2. stupeň) Absolvent odboru Geotechnika (2. stupeň) - prezentuje vlastné riešenia problémov pri výskume, vývoji, projektovaní 2
a výstavbe banských podzemných a geotechnických diel, - tvorivo aplikuje získané poznatky v praxi, - kriticky analyzuje a aplikuje nové geotechnologické koncepty, princípy a praktiky v odbore Geotechnika v kontexte definovaných deštrukčných a konštrukčných problémov geotechnických diel a objektov, pričom preukazuje efektívne rozhodovanie v súvislosti s výberom nových technológií a použitím nových metód, techník a technických prostriedkov, - vie zavádzať zložité technické a technologické riešenia, používať moderné metódy a prostriedky pri riešení geotechnických problémov. Praktické schopnosti a zručnosti (2. stupeň) Absolvent odboru Geotechnika (2.stupeň) získa schopnosť - analyzovať a porozumieť novým technologickým procesom a technológiám z geotechnického hľadiska, - špecifikovať, navrhovať, implementovať a udržiavať rozsiahle geotechnické riešenia pre rôzne druhy výstavby, realizácie a rekonštrukcie banských a podzemných inžinierskych diel a objektov, - riadiť procesy zmien technológie z pohľadu vývoja, prispôsobovania a implementácie geotechnických problémov, - preukazovať dôkladné porozumenie nosných oblastí znalostí technológií razenia a dobývania ložísk, geomechanických a geotechnických problémov so schopnosťou kritického úsudku v celom spektre geotechnických problémov, - pracovať v projektoch, ktoré zahrňujú identifikáciu problému, analýzu, návrh a implementáciu geotechnických riešení spolu s testovaním a primeranou dokumentáciou a monitorovaním technologického a rozpojovacieho procesu hornín a zemín s uvedomením si kvalitatívnych, kvantitatívnych a ekonomických aspektov. Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti (2.stupňa) Absolvent odboru Geotechnika (2.stupeň) dokáže - pracovať efektívne ako jednotlivec, ako člen a ako vedúci tímu, - identifikovať mechanizmy pre kontinuálny vlastný profesionálny vývoj a učenie sa, 3
- udržiavať kontakt s posledným vývojom i s novými trendmi vývoja vo vlastnej disciplíne, - riadiť sa primeranými praktikami v súlade s profesionálnym, právnym a etickým rámcom disciplíny. Vymedzenie jadra znalosti (2.stupeň) Nosné témy jadra znalostí študijného odboru (2.stupeň) - Napäťovo deformačné stavy v horninovom masíve. - Projektovanie a dimenzovanie banských, inžinierskych diel a ekologických diel aobjektov. - Geotechnický monitoring pri výstavbe podzemných geotechnických diel a objektov - Nové metódy a technológie rozpojovania hornín. - Technológie budovania razených, hĺbených, vŕtaných a špeciálnych podzemných banských a inžinierskych diel líniového, priestorového a plošného charakteru. - Geografické a geofyzikálne informačné systémy v geotechnike. - Semestrálny projekt inžinierske riešenie zadania (vývoj produktu, resp. technológie). Odporúča sa,aby tieto znalosti tvorili aspoň 1/2 ECTS kreditov študijného programu 1.roku štúdia - Matematické a fyzikálne modelovanie a simulácia stability podzemných diel (metóda konečných prvkov, metóda najmenších štvorcov, metóda hraničných a oddelených prvkov) - Koncepčné riešenie zadania - Technicko technologické, legislatívne, ekologické a ekonomické aspekty riešenia - Diplomová práca (DP) konkrétne riešenie zadania. Odporúča sa, aby tieto znalosti tvorili aspoň 1/2 ECTS kreditov študijného programu 2.roku štúdia. 4
Znalosti uvedené v jadre znalostí musia byť súčasťou obsahu každého študijného programu v tomto študijnom odbore. Študijný program teda musí pokrývať celý obsah Študijného odboru. Aspoň 1/2 obsahu študijného programu musí obsahovať témy (nosné a ďalšie) študijného odboru, v 100% vyjadrení ECTS kreditov odboru. Štátna skúška (2.stupeň) - obhajoba diplomovej práce (abstrakt v jazyku anglickom) - overenie spôsobilosti riešiť inžinierske zadania (NIE ťahanie otázok) - kolokviálna skúška z oblasti poznania študijného programu odboru: Geotechnika (Geotechnics Engineering). (c4) Obsah tretieho stupňa Absolvent ovláda vedecké metódy výskumu a vývoja Geotechniky s orientáciou na vývoj nových technológií, postupov a mechanizmov pre razenie, dobývanie a vŕtanie podzemných banských a inžinierskych diel pre banský, naftárenský a plynárenský priemysel, ovláda vedecké metódy modelovania, simulácie a verifikácie stability podzemných a pozemných diel a objektov. Absolvent ovláda problematiku projektovania a realizácie banských, stavebných a ekologických diel a objektov. Teoretické vedomosti (3.stupeň) Absolvent odboru Geotechnika (3.stupeň) - vedecký báda a prináša vlastné riešenia v oblasti geotechniky a v oblasti vývoja nových technológií deštrukcie a konštrukcie podzemných banských a stavebných geotechnických diel a objektov. Praktické schopnosti a zručnosti (3.stupeň) Absolvent odboru Geotechnika (3.stupeň) získa schopnosť - samostatne analyzovať a porozumieť technologickým a iným procesom pri realizácii deštrukčných a konštrukčných problémov náročných geotechnických diel a objektov, 5
- špecifikovať, navrhovať, implementovať rozsiahle vedecké riešenia geotechnických problémov pre rôzne geotechnické podzemné banské a inžinierske diela, - samostatne riadiť procesy zmien technológie z pohľadu vedeckého poznania prispôsobovania a implementácie geotechnických problémov v praxi, - vedecky preukazovať dôkladné porozumenie nosných znalostí z praktických a teoretických znalostí z oblasti geotechnológií, - pracovať vo vedeckých projektoch ako zodpovedný riešiteľ, resp. spoluriešiteľ a to nielen v tuzemských, ale aj v zahraničných projektoch. Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti (3.stupeň) Absolvent odboru Geotechnika (3.stupeň) si osvojí - Zásady vedeckej práce, väzby výskum vývoj výroba použitie recyklácia, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), právne, ekonomické a environmentálne aspekty nových technológií, zariadení a produktov, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, ciele a prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru geotechnika a prínos pre prax. Vymedzenie jadra znalostí študijného odboru (3.stupeň) Nosné témy jadra znalostí študijného odboru (3.stupeň) Nosné témy jadra znalosti 3.stupňa, t.j. PhD. stupňa vysokoškolského štúdia sú viazané na baníctvo, stavebníctvo, geotechniku, banskú geológiu a geologický prieskum a na získavanie a spracovanie zemských zdrojov. Jadro obsahuje len rámcové témy (vybrané state): Študijná časť: Teoretický fundament, metodologický aparát, špecializácia: Matematická analýza, matematické a optimalizačné metódy, vedecký experiment, teória pravdepodobností a matematická štatistika, teória systémov, matematicko počítačová simulácia, geofyzikálne metódy 3-D a 4-D, optimalizácia, distribuované riadenie, odhady a presnosť výsledkov, verifikácia počítačových modelov, fuzzy logika, teória a znalosti mechanického rozpojovania hornín, mechanizácia a automatizácia dobývacích raziacich strojov, teória dobývacích, tunelovacích a vŕtacích strojov, geotechnický monitoring v baníctve a geotechnike, geofyzika a geológia v aplikovanej geotechnike, projektovanie a technológia výroby ťažobných 6
a dopravných zariadení, projektovanie a návrh stavebných strojov a mechanizmov, teória inžinierskej geológie, projekcia strojov a zariadení v tunelárstve, geotechnické merania in situ na banských a geotechnických dielach (geomonitoring), špeciálne metódy a technológie pri výstavbe geotechnických objektov, teória uskladňovania v podzemných priestoroch (soľné komory, staré a nové banské diela, podzemné priestory po vyťažených ložiskách plynných a kvapalných médií, iné priestory), nové metódy inžinierskych zvislých a horizontálnych vrtov, teória vŕtania horizontálnych vrtov, ekonomické aspekty banských a tunelových stavieb, ťažba a spracovanie rudných a nerudných surovín, teória vetrania a klimatizácie podzemných banských diel a objektov, teória podzemných stavieb, mikrotunelovanie a sanácia podzemných vedení, teória stability podzemných banských diel, legislatívne otázky z oblasti banskej a geotechnickej činnosti a činnosti vykonávanej banským spôsobom, špeciálne inžinierske vrty (kotviace, zmrazovacie, luhovacie a pilotové vrty), teória razenia banských diel a ich vystužovanie, teória trhacích prác v baníctve a geotechnike, údržba a diagnostika podzemných vedení, teória aplikovanej geomechaniky hornín a masívu, teória výstavby a rekonštrukcie podzemných banských a geotechnických diel. Vedecká časť: - Výskum aktuálneho otvoreného vedeckého problému z odboru Geotechnika - Zásady vedeckej práce, väzby výskum vývoj výroba použitie recyklácia, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), právne, ekonomické a environmentálne aspekty nových technológií a zariadení, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre geotechnickú, banícku, naftárenskú a plynárenskú prax. Znalosti uvedené v jadre majú rozsah 1/3 v študijnej časti a 2/3 vo vedeckej časti. Dizertačná skúška a obhajoba dizertačnej práce (záverečná práca) musí spĺňať kritérium, aby študent preukázal schopnosť samostatne získavať a aplikovať teoretické a praktické poznatky z uvedeného odboru. INDIKÁTORY ŠTUDIJNÉHO ODBORU Študijné programy 2.stupňa vysokoškolského vzdelávania so štandardnou dĺžkou 2 roky obsahujú 120 ECTS kreditov. Pre akceptáciu študijného programu v študijnom odbore, študijný program musí obsahovať najmenej 60 ECTS kreditov z tém jadra študijného odboru. Študijné programy jedného študijného odboru sa musia líšiť najmenej v 1/5 rozsahu študijných programov navzájom, t.j. najmenej v rozsahu 24 ECTS kreditov. Študijný program 3.stupňa vysokoškolského vzdelávania obsahujú pomer 7
študijnej a vedeckej časti študijného programu 1:2. O akceptácii študijného programu v študijnom odbore rozhoduje Ministerstvo školstva SR (priznaním práva konať dizertačnú skúšku, záverečnú skúšku vo forme obhajoby dizertácie a priznaním práva Vedeckej rade fakulty udeľovať vedeckoakademický titul philosophiae doctor PhD., resp. umelecko akademický titul artis doctor ArtD ). (d) Zdôvodnenie potreby vzniku študijného odboru: Geotechnika je vedná oblasť, ktorá zabezpečuje výchovu profesionálov zameraných na zvládnutie inžinierskych prác, ktoré úzko súvisia s prípravou, zakladaním a výstavbou podzemných banských a inžinierskych diel. Súčasné vývojové trendy vo využívaní podzemia pre dopravné, komunálne, vodohospodárske, energetické, skladovacie a ekologické účely ukazujú potrebu prípravy odborníkov v tomto odbore a perspektívu ich uplatnenia v našej technickej praxi, v súlade s moderným trendom rozvoja tohto odboru v treťom miléniu. (e) Príklady podobných študijných odborov v zahraničí: Austrália Institute of Geotechnics, School of Mining Engineering, Sydney, UK Cambore School of Mines, Unviersity of Exeter, Redruth, Cornwall; Imperial College London, Nórsko Department of Petroleum Engineering and Applied Geotechnics, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Španielsko Higher Technical School of Mining Engineers of Oviedo, University of Oviedo, Francúzsko Institut Francais du Petrole, École des Mine de Paris, École des Mines de Saint Étienne, Saint Étienne, Švajčiarsko Department of Earth Sciences, Basel University; ETH Zürich, Poľsko Faculty of Geomechanics, Underground Construction and Ground Surface Protection, Technical University of Silesia, Gliwice. Faculty of Mining and Geoengineering, AGH Krakow, Ukraina Department of Mining and Technology, State Technical University, Kiev, Department of Mining and Geotechnics, Donetsk State Technical University, Doneck, Česká republika- Institute for Mine Geotechnics and Underground Construction, VŠB Ostrava, USA Colorado School of Mines,TU Illinois; MIT Massachusetts Institute of Technology,Holandsko Faculty of Applied Earth Sciences and Geosciences, Delft University, Faculty of Earth Sciences, Vries University of Amsterdam, Nemecko Institute of Geosciences, Geotechnics and Mining, BERG Academy Freiberg, Rakúsko- Institut hlbinného vŕtania, tunelárstva a konštrukčných materiálov, Montanuniversitet Leoben; TU Wien, Taliansko Department of Geotechnics and Earth Sources, Polytechnics of Torino. 8
Na týchto inštitúciách je študijný odbor Geotechnika prioritným odborom. (f) Vymedzenie príbuzných študijných odborov a rozdielov medzi nimi: - Stavebníctvo, - Baníctvo, - Banská geológia a geologický prieskum, - Inžinierske konštrukcie a dopravné stavby, - Pozemné stavby, - Vodné stavby, - Získavanie a spracovanie zemských zdrojov, - Environmentálne inžinierstvo a ďalšie príbuzné študijné odbory. Stavebníctvo v prevažnej miere preferuje pozemné stavby, zakladanie stavieb a inžinierske konštrukcie, dopravné stavby a vodné stavby. Baníctvo preferuje podzemné stavby, podzemné staviteľstvo, dobývanie nerastných surovín. Spoločným záujmom študijných odborov Stavebníctvo a Baníctvo je výchova absolventov v oblasti výstavby geotechnických stavieb, projektovanie, dimenzovanie inžinierskych a ekologických diel a objektov. 9