《矿山压力及其控制》 教学大纲

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。

《矿⼭压⼒及岩层控制》教学⼤纲《矿⼭压⼒及岩层控制》教学⽂件⼀、课程⼤纲（⼀）⼤纲说明1.课程的任务本课程是煤矿开采技术专业的⼀门重要的必修课。

《矿⼭压⼒及岩层控制》主要介绍了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本知识。

通过本课程的学习使学⽣对矿⼭压⼒的产⽣及应采取的控制措施有⼀个较为全⾯的了解，为学⽣以后的⽣产实践奠定较为全⾯⽽扎实的理论基础。

2.课程的教学基本要求以矿⼭压⼒基本概念的讲解为前体，突出矿压与岩层控制的具体应⽤。

将课程模块化分为采煤⼯作⾯和掘进⼯作⾯，每⼀部分均简要阐述原理，⽽后重点分析⼯作⾯的矿⼭压⼒显现规律，最终落脚于矿⼭压⼒的控制。

3.教学⽅法和教学形式本课程采⽤远程教学和⾯授辅导相结合的⽅式开展教学。

远程教学包括学⽣收看⽹上的IP课件和⽹上教学辅导等教学形式；⾯授辅导考虑学⽣在职和成⼈的特点和需求，在业余时间进⾏有针对性的学习指导。

（⼆）媒体使⽤和教学过程建议1.课程教学总时数和学分本课程3学分，共24学时，开设于第三学期。

2.教学媒体（1）⽂字教材⽂字教材采⽤《矿⼭压⼒与岩层控制》，主编：蒋⾦泉。

中国矿业⼤学出版社（2007年11⽉版）。

（2）压缩流媒体（IP）课件针对课程教学内容中的重点、难点，录制系统讲解的视频课件。

IP课件总学时为24学时。

3.教学环节（1）⾯授辅导与⾃学⾯授辅导依据教学⼤纲，密切配合IP课件和教学辅导资源，采⽤重点讲解、专题讨论、答疑等⽅式，通过解题思路分析和基本⽅法训练，培养学⽣分析问题和解决问题的能⼒。

（2）考试成绩本课程采⽤形成性考核和终结性考核相结合的⽅式。

形成性考核包括3次（最少）平时作业，平时作业成绩占学期总成绩的50%。

终结性考核即期末考试，期末考试成绩占学期总成绩的50%。

课程总成绩按百分制记分，60分为合格。

4.学时分配（三）教学内容和教学要求1.绪论（2学时）（1）了解矿⼭压⼒及其控制的基本概念和学习本课程的意义。

《矿山压力及其控制》课程教学大纲英文名称：Mining Pressure and Strata Controling学时数：72其中实验学时数：3 课外学时数：0学分数：6适用专业：煤矿开采技术一、本课程的性质、目的和任务本课程的任务是在学习《数学》、《制图》、《工程力学》、《煤矿地质》、《井巷工程》、《采掘机械》、《煤矿开采学》等课程的基础上，系统地讲授矿山压力的基本理论、矿山压力显现规律、矿山压力控制理论和方法，矿山压力的研究方法等内容。

本课程的性质：本课程是研究地下煤矿开采过程中，回采工作面和采区巷道矿山压力的成因、显现规律、控制理论和方法的技术科学，是煤矿开采技术专业的主要专业课。

本课程的目的是：通过本课程的学习，使学生较全面的了解矿山压力理论的形成和发展，掌握回采工作面和采区巷道矿山压力的规律及控制手段和方法，从而具备选择采场、巷道支护设备和方式的能力，具备选择合理的矿井布置、开采方法、开采顺序、巷道位置的能力，并为今后从事矿山压力的研究奠定一定的基础。

课程教学目标：（一）知识目标了解岩石及围岩的基本性质，理解矿山压力的基本概念；了解岩层运动规律，了解矿山压力及其显现与上覆岩层运动的关系；了解解采煤工作面和巷道矿压的控制理论和方法；掌握巷道矿压及其显现规律；掌握采煤工作面上覆岩层移动及其矿山压力显现规律；了解影响采煤工作面矿山压力显现的主要因素；了解常用矿山压力观测仪器的原理及结构；掌握采煤工作面“三量”观测的内容及方法；了解煤矿冲击地圧发生的条件及原因。

（二）能力目标能使用常用矿压观测的仪器进行矿压观测；能进行采煤工作面顶板运动的预测预报；能进行采区巷道矿压观测；能进行矿压观测数据的分析和处理，会编写矿压观测报告；能对巷道冒顶进行预防和处理；能对采煤工作面顶板控制进行设计；能对各种条件下的采煤工作面顶板事故进行防治。

（三）思想教育目标具备辩证思维的能力；具有热爱科学、实事求是的学风和吃苦耐劳、敢于奉献、敬业爱岗的精神，具有创新意识、创新精神；加强职业道德意识和修养。

矿山压力和岩层控制《矿山压力与岩层控制》课程教学大纲课程中文名称：矿山压力与岩层控制课程英文名称：Mine Pressure and Strata control课程类别：专业基础课课程归属单位：制定时间：2013年3月18日一、课程的性质、任务1. 课程设置的性质、任务《矿山压力及岩层控制》是研究煤矿开采过程中矿山压力分布及其显现规律，探讨矿山压力控制措施和控制方法的一门工程技术学科，是采矿工程专业学生的主要专业课，也是其它井下工程类专业的专业基础课程。

通过对本门课程的学习，要求对煤矿中采场和采区巷道周围煤(岩)体内矿山压力分布及其显现有比较完整的认识和了解，基本掌握控制采场和井下巷道矿山压力的方法和措施。

结合实验课和实践性教学，使学生得到有关研究和解决煤矿生产现场矿山压力问题基本技能的训练。

2. 通过教学达到下列基本要求通过本课程的教学，一方面使学生掌握有关矿山压力及其控制的基本概念、巷道围岩变形、应力、破坏的分布规律、采场周围的应力分布状态、采场顶底板的变形破坏规律、工作面来压规律及确定方法、巷道与采场的围岩控制理论与控制方法、煤矿动压现象、矿山压力测试技术；另一方面使学生达到能够根据具体条件，进行采场和巷道围岩控制设计、解决有关矿山压力控制方面问题的能力。

3. 专业和学时数采矿工程专业、矿井通风与安全专业、岩土工程专业，共56学时4. 与其它课程的关系⑴ 《煤矿地质学》、《矿山岩体力学》、《煤矿通风与安全》、《采掘机械》在本课程之前教授；⑵ 本课程应在《开采方法》、《井巷工程》之前或同时讲授；5. 教材与参考资料(1)《矿山压力与岩层控制》蒋金泉王国际等编(2)《矿山压力及岩层控制》钱鸣高、石平五等编(3)《矿山压力及岩层控制》姜福兴等编(4)《矿压测控技术》阎海鹏张公开编6、教学方法本课程以课堂讲授为主，部分内容配合实验课程和实践性教学环节进行，并辅以课外作业，课堂答疑等形式进行。

二、各章教学内容和要求1. 基本要求：要求教师在授课过程中阐述明确有关矿山压力及其控制的基本概念；巷道及采场周围的应力分布规律；巷道与采场围岩的移动变形规律；矿山压力控制的基本原理与控制方法；矿压控制的设计方法；煤矿动压现象的致因与防治措施；矿压测试技术与相关测试仪器的原理与具体应用。

《矿山压力观测和控制》教案系部：能源动力系专业：煤矿开采技术班级：2010高职煤矿开采技术教师：吴卫东学年：2011—2012学年第二学期《矿山压力观测和控制》教案(1)教师姓名吴卫东教研室机械维修授课日期授课节数1-2 授课班级10高职煤矿开采技术授课形式课堂讲授授课章节名称及教学内容绪论0.1 基本概念0.2 研究历史0.3 研究意义0.4安全教育教学目的、要求了解矿山压力观测及其控制的基本概念、研究现状、发展方向以及安全主意事项。

教学重点矿山压力观测及其控制的基本概念、研究现状、发展方向以及安全主意事项教学难点矿山压力观测及其控制的基本概念、研究现状、发展方向以及安全主意事项教学方法和过程设计教学方法：采用课堂讲授法过程设计：1、矿山压力、矿山压力显现以及矿山压力控制的概念；2、矿压及其控制的研究历史；3、矿压及其控制的研究现状4、安全注意事项使用教具课外作业1、名词解释：矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制2、什么是压力拱假说？3、什么是悬臂梁假说？4、简述关键层理论的基本概念。

教学参考资料（1）钱鸣高，石平五编著，《矿山压力和岩层控制》，中国矿业大学出版社，2003。

（2）钱鸣高，缪协兴等编著，《岩层控制的关键层理论》，中国矿业出版社，2000年。

（3）马念杰，侯朝炯编著，《采准巷道矿压理论及使用》，煤炭工业出版社，1995年。

（4）陈炎光，钱鸣高编著，《中国煤矿采场围岩控制》，中国矿业大学出版社，1994课后小结《矿山压力观测和控制》教案(2)教师姓名吴卫东教研室机械维修授课日期授课节数3-4 授课班级10高职煤矿开采技术授课形式课堂讲授授课章节名称及教学内容第一章矿山压力的形成1.1 煤岩基本力学性质教学目的、要求1、了解岩石的力学性质（1）岩石的变形性质（2）岩石的变形性质（3）岩石的强度理论2、了解岩体强度（1）岩体的基本类型（2）岩体的基本特征（3）岩体的强度特征3、了解岩体的原始应力状态教学重点2、岩体强度（1）岩体的基本类型（2）岩体的基本特征（3）岩体的强度特征教学难点1、岩石的力学性质（1）岩石的变形性质（2）岩石的变形性质（3）岩石的强度理论教学方法和过程设计教学方法：采用课堂讲授法过程设计：1、岩石的力学性质（1）岩石的变形性质（2）岩石的变形性质（3）岩石的强度理论2、岩体强度（1）岩体的基本类型（2）岩体的基本特征（3）岩体的强度特征3、岩体的原始应力状态使用教具课外作业P631、2、3、5教学参考资料（1）钱鸣高，石平五编著，《矿山压力和岩层控制》，中国矿业大学出版社，2003。

《矿山压力与岩层控制》课程教学大纲（理论课程）一课程说明1.课程基本情况课程名称：矿山压力与岩层控制英文名称：mining pressure and strata control课程编号：3211215开课专业：采矿工程开课学期：6学分/周学时：3/4课程类型：专业主干课2．课程性质本课程有关采矿工程学科核心理论与关键技术，是采矿工程专业的专业主干课之一；任务在于使学生掌握矿山压力的基本概念、基本理论和研究方法，为学生今后在矿山工作奠定基础。

3．本课程的教学目的和任务本课程是以研究采场及采准巷道在煤矿开采过程中所形成的矿山压力及其显现规律为中心，掌握矿山压力控制技术为目的的课程。

其任务是在学习了数学和力学课程的基础上，配合开采方法，重点讲授采场覆岩活动及其分析，采场矿压显现基本规律和采场矿压控制原理及方法，主要介绍采准巷道矿压研究方法。

通过课程学习、实验、生产实习等教学环节，使学生掌握采场和采区巷道矿压及其控制的基本知识和基本理论深入了解采煤工艺选择、巷道布置和维护方法等基本原理，为在校期间的毕业设计和毕业后从事科研、设计及煤矿技术管理工作打基础。

4．本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求开设本课程前，应先学习《材料力学》、《弹性力学》、《煤矿地质学》、《岩石力学》等课程并具有一定的煤矿知识，已开《煤矿开采学》和《井巷工程》课程和进行现场实习。

5．教学时数及课时分配二教材及主要参考书教材：钱鸣高，石平五，许家林编著，《矿山压力与岩层控制》，中国矿业大学出版社，2010。

主要参考书：钱鸣高，缪协兴等编著，《岩层控制的关键层理论》，中国矿业大学出版社，2000年。

马念杰，侯朝炯编著，《采准巷道矿压理论及应用》，煤炭工业出版社，1995年。

陈炎光，钱鸣高编著，《中国煤矿采场围岩控制》，中国矿业大学出版社，1994。

三教学方法和教学手段说明采用多媒体与板书、理论与实践相结合的教学方法。

四成绩考核办法期末考试以闭卷形式进行，占80%，平时作业和课堂考勤占10%，期中考试占20%。

绪论1 矿山压力与岩层控制学科的概念矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力，在相关学科中也称为二次应力、或工程扰动力。

矿山压力显现：在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏、塌落，支护物的变形、破坏、折损，以及在岩体中产生的动力现象。

这些由于矿山压力作用，使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。

矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。

2 采矿工业要求发展矿山压力及岩层控制学科2.1 生态环境保护岩层控制理论为实现保水采煤，完善条带开采和充填技术，进行井下矸石处理和有效抽放瓦斯奠定理论基础。

2.2 保证安全和正常生产岩层控制理论和技术为大幅度降低顶板事故做出了突出贡献。

边坡稳定性研究使边坡设计既能达到经济上可采纳的陡度，又足以维持安全的缓度。

巷道围岩控制理论和技术为合理支护各种巷道成为可能。

2.3 减少资源损失矿柱是造成地下资源损失的主要根源。

通过对开采引起的围岩应力重新分布规律的研究，推广无煤拄护巷和跨越巷道开采等技术措施，不仅显著减少资源损失，还有利于消除因矿柱存在引起的灾害和对采矿工作的不利影响。

2.4 改善开采技术自移式液压支架的应用实现了采煤综合机械化。

巷道可缩性金属支架和锚喷支护的应用改变了刚性、被动支护巷道的局面。

同时，采场、巷道围岩稳定性分类为合理选择支护型式、支护参数提供科学依据。

2.5 提高经济效益围岩结构稳定性分类、稳定性识别、矿压显现预测、支护设计、支护质量与顶板动态监测、信息反馈直至确定最佳设计的一整套理论、方法与技术有助于创造采矿工业的良好的社会效益和经济效益。

3 矿山压力与岩层控制学科属性与特色3.1 采矿工程岩体结构的本质与地面工程结构不同，地下工程围岩既是一种载荷，也是一种结构，施载体系和承载体系之间没有明显界限。

采场上覆岩层形成结构，结构的形态及稳定性不仅直接影响到采场，也将影响到开采后上覆岩层运动的形态及地表塌陷形状。