矿山压力

一、课程的性质与任务

本课程是采矿专业必修课。重点介绍以山东科技大学矿压所的科研成果和实践经验总结的“实用矿山压力控制”体系,此外,对国内外具有代表性的矿压理论的要点也作了相应的介绍。该课程为更好地解决煤矿工程设计、施工和生产等方面的实际问题服务。

本课程的任务是使学生了解矿山压力分布变化的基本规律,掌握岩层控制的基本方法,培养能够针对矿山现场具体条件解决采场和巷道矿压控制实际问题的能力。

二、课程的基本要求

开课前,学生应对井下生产系统,特别是回采工作面的生产工艺过程及采准巷道布置有初步的了解。

三、本课程的重点和难点:

1、矿山压力、矿山压力显现及其有关采场上覆岩层运动的基本概念。

2、随采场推进,矿山压力显现与上覆岩层运动间的关系。

3、采场支架在采场的实际支撑能力确定

4、采场支架与围岩之间相互作用关系

5、采场顶板控制设计的理论与方法

6、冲击地压发生的机理及其防治方法

四、本课程和其他课程的关系

在本课程开课前,应先开“岩石力学”课,讲解有关岩石和岩体力学的基本知识,在此基础上,本课程重点介绍围岩的稳定、破坏及矿压显现的控制等内容。

五、教学进度或教学方法的建议

    1、本门课程的教学可以安排在本科三年级的下半学期,即岩石力学部分结束之后。

    2、教学方法建议采用集中面授,结合自学和必须的作业练习,作业数量30题左右。

    3、授课教师可以根据专业的需要适当增减某些内容。

    4、对于未开岩石力学课的“专起本”专业,应另加8学时的岩石力学基本知识。

大纲内容

绪论                                   

1、矿山压力与岩层控制的目的与任务

2、矿山压力与岩层控制研究的历史过程与特点

3、矿山压力与岩层控制方面主要学说介绍

第一章  矿山压力与矿山压力显现          

矿山压力及其在围岩中的分布的相关概念及理论。

矿山压力显现的概念、显现形式

矿山压力与矿山压力显现的关系

第二章  上覆岩层运动和发展的基本规律   

1、上覆岩层运动和破坏的基本形式:弯拉破坏与剪切破坏的发展过程、力学条件、显现特点及其控制要求,理论与现场判断顶板岩层不同破坏形式的方法。

2、上覆岩层纵向运动发展的基本规律:传递岩梁的概念,传递岩梁形成的理论,岩梁组合运动的条件及采场纵向方向运动规律。

3、上覆岩层在推进方向上的运动规律:顶板岩层在推进方向上的运动阶段,显现特点,描述各运动阶段的参数,顶板运动步距的理论分析与计算方法。

第四章  采场上覆岩层的运动范围   

1、影响采场矿压显现的岩层组成:三带的形成,采场顶板分类及其相互转化,直接顶、老顶的定义及其结构特点。

2、直接顶厚度的确定方法:理论计算方法,现场实测确定方法

3、老顶范围及其确定方法

第五章  采场矿山压力显现与上覆岩层运动间的关系   

1、支承压力的分布规律:支承压力的概念,支承压力在推进方向及其工作面两侧的发展变化规律,两个应力场的理论。

2、采场来压时支架与围岩关系:支架的两种工作状态(给定变形、限定变形),不同工作状态下支架与围岩的作用关系。

3、采场支架上的压力显现与上覆岩层运动间的关系

第六章  回采工作面顶板控制设计   

1、回采工作面顶板分类。

2、支架工作特性与实际支撑能力:采场支架的种类及其工作特性,采场支架的实际支撑能力影响因素分析及其确定方法。

3、回采工作面顶板控制设计:控制设计的内容与方法步骤

4、常见顶板事故的控制:常见顶板事故的分类,事故原因及其防治方法。

第七章  采场周围巷道矿压控制  

采场围岩应力分布:采场周围应力分布及其变化规律

巷道开掘的合理位置和时间:沿空留巷与沿空掘巷的变形规律,合理掘巷位置与时间确定,巷道变形量预计。

底板巷道位置与维护。

第八章  冲击地压   

冲击地压发生的机理、预测方法及防治措施。