《矿山压力及岩层控制》教学大纲

北京某大学《矿山压力与岩层控制》课程设计某矿综采工作面顶板控制（支护）初步设计小组成员：学院：安全工程学院专业班级：专业课程：矿山压力与岩层控制指导教师：2016 年1 月3日目录基础资料-----------------------------------------------------------2一、工作面条件-------------------------------------------------2二、设计内容---------------------------------------------------2第一章顶板的分级--------------------------------------------------3一、直接顶的分级------------------------------------------------3二、老顶的分级--------------------------------------------------31.老顶上的初次断裂步距----------------------------------------42.老顶分级----------------------------------------------------5 第二章支架选型----------------------------------------------------6一、支架高度----------------------------------------------------61.确定支架最大、最小高度--------------------------------------7二、支架工作阻力与初撑力确定----------------------------------81.合理支护强度------------------------------------------------82.支架额定阻力------------------------------------------------83.支柱的初撑力------------------------------------------------8三、支架类型确定---------------------------------------------- 9小结---------------------------------------------------------------10参考资料-----------------------------------------------------------11基础资料一、工作面条件所采煤层为近水平煤层，某综采工作面面长200米，煤层情况和围岩条件详见表1，工作面内无断层，水文条件简单。

矿山压力与岩层控制教学设计矿山开采过程中，岩层是一个十分关键的环节。

如果岩层的控制不得当，将会给矿山生产过程带来严重的损失。

因此，岩层控制成为了矿业工作者需要掌握的一门重要技能。

本文将从矿山压力和岩层控制两个角度出发，介绍一种矿山压力与岩层控制的教学设计。

矿山压力矿山开采过程中，矿山压力是一个重要的因素。

矿山压力分为两种情况，一种是地壳应力引起的压力，一种是矿山营业工序过程中形成的压力。

因此，需要对矿山的压力进行详细的了解，并掌握如何对其进行测量。

在教学中，可以首先从理论知识出发，介绍矿山压力的概念、分类及特点。

然后，引导学生进行实际测量操作。

可以选择在现场进行，或者在实验室中进行。

无论哪种方式，都需要对测量结果进行详细的分析和解读。

岩层控制岩层控制包括多个方面，如支护结构的选择、矿山开采方式、岩层断裂的处理等。

其中，岩层支护是岩层控制的重要环节。

在授课中，可以先介绍支护结构的种类，如矿山锚杆支护、锚喷支护、矿山加筋锚喷支护等。

然后，引导学生进行支护结构的设计和实际操作。

此外，在设计支护结构时，需要考虑到岩层断裂、地质杂事等不同情况。

因此，可以组织学生进行岩层控制的情景模拟，以便使学生在实践中掌握岩层控制技能。

教学设计为了使学生更好地掌握以上两个方面的知识和技能，可以设计教学实验组合，形成综合教学。

具体方式如下：1.分别对矿山压力测量和岩层支护进行理论授课。

对于前者，重点介绍矿山压力的概念、分类及特点；对于后者，重点介绍支护结构的种类、设计方法及其特点。

2.进行实验操作。

对于矿山压力测量，可以选择在现场进行实习，让学生亲身感受到矿山压力的实际情况。

对于岩层支护，可以选择在实验室中进行设计与实践操作。

通过这些操作，可以使学生更加深入地了解矿山压力和岩层支护的操作，同时掌握矿山的实际应用技能。

3.进行完整的岩层控制情景模拟。

将矿山压力和岩层支护联系起来，设计一个完整的岩层控制情景模拟，以让学生掌握在实践中进行综合能力的解决方法。

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四、矿山压力与矿山压力显现的关系
1、矿山压力的存在是绝对的，而显现是相对的。 2、压力显现强烈的部位不一定是压力高峰的位置， 但对某一点是相关的（例:煤壁前方值承压力与下沉 两关系）。
五、关于支护的作用问题
支架的作用在于帮助围岩稳定，把矿山压力显现 控制在要求的范围内。
锚固增加围岩内聚力，提高承载能力， 维护围岩稳定的支护类型可 锚缩喷性控支制架围允 侧岩许向变围力形岩，程有改度一变，定受保变力持形状围，态岩依 ，稳靠 提定支 高。架 承提 载供 能给 力围 。岩
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（一）巷道围岩运动的相对性
由于围岩承受的压力大小、自身强度、受力状况等不同，运动 的发展程度也不相同。
1、开采深度越浅，与采深有关的支承压力越大。
150~200m以后，出现明显的塑性变形与破坏。 100~150m以上岩体处于弹性状态，变形比较小，运动相对不明显。
2、围岩的变形能力还与围岩强度有关。
通过假设支架，增加σ3，则需要的支护反力为：
3 1(1 sin ) 2 cos 1 sin
或：RT K H (1 sin) 2 cos 1 sin
三、矿压显现的相对性 由于围岩的运动受压力的大小、方向、边界以及
自身的强度极限等限制，加之支架对围岩运动的抵抗， 矿压显现不可能在任何压力存在的条件下显现出来， 即是相对的。
例: 两帮岩体力学参数为：ψ=25° ， C=3MPa，k=2.5 ，γ=25kN/m3 ，
则：
H 2C cos
就是说：在采深小于150m时，不支护巷道两帮不会破坏。
(1 sin) K
H 23106 cos25 15（0 米） (1 sin 25) 2.5 25103

课程编号：012102《矿山压力及岩层控制》（Ground Pressure and Strata Control）课程教学大纲48学时 3学分一、课程的性质、目的及任务《矿山压力与岩层控制》课程是采矿工程专业必修的专业核心课程和主干课程。

该课程全面反映了我国矿山压力与岩层控制研究方面所取得的科研成果和生产实践经验，适当介绍了可借鉴的国外相关理论和技术。

本课程的任务是使学生掌握：煤矿回采工作面和采区巷道矿山压力及其控制的基本理论和基础知识，采掘空间周围岩体内的应力重新分布规律，回采工作面围岩结构及其移动、破坏规律，支架－围岩相互作用关系以及矿山压力的控制方法等。

通过课程学习，使学生能够针对矿山生产地质条件，合理布置巷道和回采工作面，合理设计回采工作面顶板和巷道围岩的控制方法，掌握防治顶板事故和冲击地压预测、预防技术。

了解矿山压力研究的基本方法，具备分析和解决矿山压力问题的能力。

二、适用专业采矿工程。

三、先修课程材料力学、岩石力学。

四、课程的基本要求1．掌握矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制等基本概念，了解研究矿山压力的目的、意义。

2．掌握开采空间围岩应力重新分布规律，原岩应力、构造应力、支承压力、极限平衡状态、超前支承压力、残余支承压力等概念，岩体内的弹性变形能。

3．掌握回采工作面及其采空区上覆岩层所形成的“竖三带”与“横三区”；掌握直接顶的稳定性，老顶岩层“梁”与“板”模型，老顶岩层破断块体形成的“砌体梁”结构及其稳定性；了解“关键层”理论、采场岩层移动与控制以及底板岩层破坏规律。

4．掌握回采工作面老顶初次来压、周期来压及其来压步距；掌握矿山压力显现的影响因素，顶板压力的构成及其估算，老顶来压预报方法。

5．掌握直接顶分类与老顶分级。

掌握工作面支架与围岩相互作用关系，工作面支架的基本类型和性能，支架合理工作阻力的构成及其估算；支撑式、掩护式、支撑掩护式支架的特点及其适应条件。

掌握综采工作面端面顶板稳定性影响因素；综放工作面顶板稳定性影响因素。