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黑龙江省高等教育自学考试采矿工程（独立本科段）B080109专业矿山压力及其控制考试大纲(课程代码08149)黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二一一年五月采矿工程专业矿山压力及其控制自学考试大纲课程中文名称：矿山压力及其控制课程英文名称：Stress and Controlling on Mine学时数：60学时一、课程性质与设置目的矿山压力及其控制课程是黑龙江省高等教学自学考试采矿工程专业（独立本科段）的必修课，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。为采矿工程专业后续课程的学习、实践及今后的工作与发展打下良好基础。二、课程内容与考核目标绪论（一）学习目的和要求通过绪论，使学生明确矿山压力及其控制的基本概念；矿山压力及其控制研究的目的和意义所在；目前矿山压力及其控制研究的发展状况与趋势；本课程所讲授的主要内容脉络。（二）课程内容1、矿山压力及岩层控制的概念 主要学习矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制的基本概念。2、矿山压力及其控制研究的目的和意义主要学习矿山压力与岩层控制在采矿工业中的几个主要表现。3、矿山压力及岩层控制的基本内容与研究方法 主要学习矿山压力及岩层控制研究的基本内容和各种岩层控制方法。（三）考核知识点1矿山压力及岩层控制的基本概念。2矿山压力及岩层控制的研究方法。（四）考核要求掌握：矿山压力及岩层控制的基本概念。第一章 矿山岩石和岩体的基本性质（一）学习目的和要求通过本章的学习主要掌握岩石、岩体物理性质；岩石破坏机理和强度理论，重点是各强度理论的应用。（二）课程内容第一节岩石的基本物理性质 主要学习岩石的分类、岩石的质量指标、岩石的体积指标、岩石的水理性质、岩石的热性和电磁性。第二节岩石的强度和变形特性主要学习岩石的弹性、塑性和粘性变形，岩石的各种变形指标、岩石的抗剪强度、单轴抗压强度、岩石的流变特性、影响岩石变形和强度的因素。第三节岩石的破坏机理和强度理论主要学习岩石的破坏形式和破坏机理，莫尔强度理论、格里菲斯强度理论。第四节岩体的基本特征和类型主要学习岩体的概念和基本特征、岩体结构面及结构体特征、岩体结构类型。第五节岩体的基本力学性能与分级标准主要学习岩体的应力应变曲线分析，岩体工程分析的原则与方法。（三）考核知识点1岩石的各种基本物理性质。2岩石的弹性、塑性和粘性变形，岩石的各种变形指标、岩石的抗剪强度、单轴抗压强度、岩石的流变特性、影响岩石变形和强度的因素。3岩石的的破坏形式和破坏机理，莫尔强度理论、格里菲斯强度理论。4岩体的概念和基本特征、岩体结构面及结构体特征、岩体结构类型。5岩体的应力应变曲线分析，岩体工程分析的原则与方法。（四）考核要求掌握：岩石的各种基本物理性质、岩石的各种变形性质、岩石的各种强度及强度理论。领会：岩体的应力应变曲线。第二章 矿山岩体的原岩应力及其重新分布（一）学习目的和要求通过本章的学习，掌握巷道周围的应力分布状态；应力分布状态与规律的影响因素；工程体之间的相互影响关系；支承压力的空间传播规律；以及这些内容研究的意义所在。重点是孔周围应力分布、极限平衡与支承压力分布。（二）课程内容第一节 岩体中的原岩应力本节主要自重应力、构造应力以及原岩应力分布的基本规律。第二节 岩体中的弹性变形能本节主要学习岩体中的弹性变形能与开采深度的关系。第三节“孔”周围的应力分布本节主要学习各种应力场内不同形状的孔周围应力分布。第四节围岩的极限平衡与支承压力分布本节主要学习支承压力和极限平衡区的定义，支承压力的分区。第五节支承压力在底板岩层中的传播本节主要学习底板岩层中的应力分布规律。（三）考核知识点1岩体中的原岩应力2岩体中的弹性变形能3. “孔”周围的应力分布4. 围岩的极限平衡与支承压力分布5. 支承压力在底板岩层中的传播（四）考核要求1岩体中的原岩应力掌握：自重应力、构造应力以及原岩应力分布的基本规律。2岩体中的弹性变形能掌握：岩体中的弹性变形能与开采深度的关系。3. “孔”周围的应力分布掌握：各种应力场内不同形状的孔周围应力分布。4. 围岩的极限平衡与支承压力分布掌握：支承压力和极限平衡区的定义，支承压力的分区。5. 支承压力在底板岩层中的传播了解：底板岩层中的应力分布规律。第三章 采场顶板活动规律（一）学习目的和要求通过本章的学习，掌握采场顶板分类、顶底板上覆岩层活动规律假说、老顶断裂形式和断裂步距的确定、老顶断裂后的“砌体梁”结构及其稳定性分析；重点是老顶断裂步距的确定和砌体梁的破坏形式；难点是“砌体梁”的稳定性分析。（二）课程内容第一节概述本节主要学习采场、顶板、底板、直接顶、伪顶、老顶的概念。第二节有关采场上覆岩层活动规律的假说本节主要学习四个假说的基本思想及适用条件。第三节直接顶的垮落本节主要学习充满采空区所需直接顶的厚度的计算。第四节老顶的断裂形式本节主要学习老顶的梁式断裂和板式断裂。第五节老顶的初次断裂步距本节主要学习初次断裂步距，梁式断裂的极限跨距，板式断裂的极限跨距。第六节老顶断裂后的“砌体梁”结构及其稳定性分析本节主要学习“砌体梁”结构的滑落失落与变形失稳分析。第七节老顶断裂时在岩体内引起的扰动了解内容。（三）考核知识点1概述2有关采场上覆岩层活动规律的假说3直接顶的垮落4. 老顶的断裂形式5. 老顶的初次断裂步距6. 老顶断裂后的“砌体梁”结构及其稳定性分析7. 老顶断裂时在岩体内引起的扰动（四）考核要求1概述掌握：采场、顶板、底板、直接顶、伪顶、老顶的概念。2有关采场上覆岩层活动规律的假说掌握：四个假说的基本思想及适用条件。3直接顶的垮落掌握：充满采空区所需直接顶的厚度的计算。4. 老顶的断裂形式掌握：老顶的断裂形式5. 老顶的初次断裂步距掌握：初次断裂步距，梁式断裂的极限跨距，板式断裂的极限跨距。6. 老顶断裂后的“砌体梁”结构及其稳定性分析掌握：“砌体梁”结构的滑落失落与变形失稳分析。7. 老顶断裂时在岩体内引起的扰动了解。第四章 采场矿山压力显现规律（一）学习目的和要求通过本章的学习，掌握初次来压、周期来压的形成及其概念；矿压显现指标、周期来压的预兆及防治措施；回采工作面前后支承受压力的分布；以及这些研究内容的意义所在。重点是来压步距与控顶载荷估算、回采工作面支承压力的分布。（二）课程内容第一节概述本节主要学习衡量采场矿山压力显现程度的各种指标。第二节老顶的初次来压本节主要学习老顶的初次来压、初次来压步距及来压强度影响因素。第三节老顶的周期来压本节主要学习老顶的周期来压、周期来压的表现形式以及周期来压步距。第四节顶板压力的估算本节主要学习顶板压力的确定方法，用估算法如何来确定顶板压力。第五节回采工作面前后支承压力的分布本节主要学习工作面前后支承压力的分布。第六节影响采场矿山压力显现的主要因素本节主要学习采深、采高、倾角及推进速度对工作面矿山压力显现的影响。（三）考核知识点1老顶的初次来压2老顶的周期来压3顶板压力的估算4回采工作面前后支承压力的分布5影响采场矿山压力显现的主要因素（四）考核要求1老顶的初次来压掌握：老顶的初次来压、初次来压步距2老顶的周期来压掌握：老顶的周期来压、周期来压的表现形式以及周期来压步距。3顶板压力的估算掌握：顶板压力的确定方法，用估算法4回采工作面前后支承压力的分布掌握：本节主要学习工作面前后支承压力的分布5影响采场矿山压力显现的主要因素掌握：本节主要学习采深、采高、倾角及推进速度对工作面矿山压力显现的影响。第五章 采场顶板支护方法（一）学习目的和要求通过本章的学习采场支架类型、支架力学特性、采场支架与围岩相互作用原理、综合机械化采煤工作面顶板控制设计、单体液压支柱工作面顶板控制原则、采场来压预报与支护质量监测；以及这些研究内容的意义所在。重点是来压预报、采煤工作面控顶原理、支架围岩相互作用原理。（二）课程内容第一节顶板分类与底板特征本节主要学习直接顶、老顶的稳定性分析，顶板的分类方案，底板比压、底板的破坏形式。 第二节采场支架类型与支架力学特性本节主要学习初撑力、始动阻力、初工作阻力、最大工作阻力。支柱的三种典型特性曲线。液压支架是如何分类的。第三节采场支架与围岩相互作用原理本节主要学习采场支架与围岩相互作用、采场支架的工作状态。第四节综合机械化采煤工作面顶板控制设计本节主要学习液压支架选型与参数确定。第五节单体液压支柱工作面顶板控制原则本节主要学习顶板控制的原则、工作面支护强度的理论分析。第六节采场来压强度与支护质量监测本节主要学习老顶来压的预测预报、采场支护质量监测。（三）考核知识点1顶板分类与底板特征2采场支架类型与支架力学特性3采场支架与围岩相互作用原理4综合机械化采煤工作面顶板控制设计5单体液压支柱工作面顶板控制原则6采场来压强度与支护质量监测（四）考核要求1顶板分类与底板特征掌握：直接顶、老顶的稳定性分析，顶板的分类方案，底板比压、底板的破坏形式。 2采场支架类型与支架力学特性掌握：初撑力、始动阻力、初工作阻力、最大工作阻力。支柱的三种典型特性曲线。液压支架是如何分类的。3采场支架与围岩相互作用原理掌握：采场支架与围岩相互作用、采场支架的工作状态。4综合机械化采煤工作面顶板控制设计掌握：液压支架选型与参数确定。5单体液压支柱工作面顶板控制原则掌握：顶板控制的原则、工作面支护强度的理论分析。6采场来压强度与支护质量监测掌握：老顶来压的预测预报、采场支护质量监测。第六章 采场岩层移动与控制（一）学习目的和要求通过本章的学习，该部分主要介绍岩层控制的关键层理论、采场上覆岩层移动规律、采场底板破坏与突水、采场上覆岩层控制技术；以及这些研究内容的意义所在。（二）课程内容第一节采场岩层移动与控制本节主要学习采场岩层移动将造成的采动损害及相关问题。 第二节岩层控制的关键层理论本节主要学习什么是关键层、关键层位置的判别、关键层复合破断规律。第三节采场上覆岩层移动规律本节主要学习岩层移动的基本概念、岩层移动的基本规律、关键层对岩层移动的影响、岩层移动中的离层与裂隙分布。第四节采场底板破坏与突水本节主要学习煤层开采后引起的底板破坏及其范围。关键层对底板破坏及突水的作用。第五节采场上覆岩层移动控制技术本节主要学习留煤柱控制岩层移动和充填法控制岩层移动。（三）考核知识点1采场岩层移动与控制2岩层控制的关键层理论3采场上覆岩层移动规律4采场底板破坏与突水5采场上覆岩层移动控制技术（四）考核要求1采场岩层移动与控制掌握：本采场岩层移动将造成的采动损害及相关问题。 2岩层控制的关键层理论掌握：关键层、关键层位置的判别、关键层复合破断规律。3采场上覆岩层移动规律掌握：岩层移动的基本概念、岩层移动的基本规律、关键层对岩层移动的影响、岩层移动中的离层与裂隙分布。4采场底板破坏与突水掌握：煤层开采后引起的底板破坏及其范围。关键层对底板破坏及突水的作用。5采场上覆岩层移动控制技术掌握：留煤柱控制岩层移动和充填法控制岩层移动。第七章 巷道矿压显现规律（一）学习目的和要求通过本章的学习，掌握巷道围岩应力及变形规律、受采动影响巷道矿压显现规律、巷道围岩控制原理；在矿山压力的控制原理中，主要介绍巷道与采场中的支架-围岩相互作用关系；通过围岩内的应力分布的基本规律，介绍相关巷道围岩控制设计的基本原理。在矿山压力的控制方法中，主要介绍目前巷道围岩的控制方法；采场顶、底板的控制方法；巷道与采场围岩控制的设计方法。（二）课程内容第一节巷道围岩应力及变形规律本节主要学习受采动影响巷道的围岩应力分布、相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定、构造应力对巷道稳定性的影响、受采动影响的巷道变形。第二节受采动影响巷道矿压显现规律本节主要学习区段巷道矿压显现规律、底板巷道的矿压显现规律、上下山位置的矿压显现规律、综放巷道矿压显现特点。第三节巷道围岩控制原理本节主要学习巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制原理与方法。（三）考核知识点1巷道围岩应力及变形规律2受采动影响巷道矿压显现规律3巷道围岩控制原理（四）考核要求1巷道围岩应力及变形规律掌握：受采动影响巷道的围岩应力分布、相邻巷道的应力分布及巷道间距的确定、构造应力对巷道稳定性的影响、受采动影响的巷道变形。2受采动影响巷道矿压显现规律了解：区段巷道矿压显现规律、底板巷道的矿压显现规律、上下山位置的矿压显现规律、综放巷道矿压显现特点。 3巷道围岩控制原理掌握：巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制原理与方法。第八章 巷道维护原理和支护技术（一）学习目的和要求通过本章的学习，掌握无煤柱护巷、巷道围岩卸压、巷道金属支架、巷道锚杆支护、软岩巷道围岩变形规律及其支护技术、锚杆支护质量监测；以及这些研究内容的意义所在。（二）课程内容第一节无煤柱护巷本节主要学习老顶结构与沿空巷道围岩稳定的关系，沿空掘巷、沿空留巷的矿压显现规律，沿空留巷巷旁支护形式。第二节巷道围岩卸压本节主要学习跨巷回采卸压机理、矿压显现规律及应用，卸压槽及松动卸压对围岩应力分布的影响及应用，各种卸压方法的机理。第三节巷道金属支架本节主要学习巷道支架的支护原理，巷道金属支架的类型及应用。第四节巷道锚杆支护本节主要学习锚杆的种类及锚杆支护的作用原理。锚索支护，巷道锚杆支护设计。第五节软岩巷道围岩变形规律及其支护技术本节主要学习软岩的基本属性，软岩巷道围岩变形机理及规律，软岩巷道支护技术，巷道底鼓机理及防治，注浆加固技术。第六节锚杆支护质量监测本节主要学习锚杆支护的质量检查与监测。（三）考核知识点1无煤柱护巷2巷道围岩卸压3巷道金属支架4巷道锚杆支护5软岩巷道围岩变形规律及其支护技术6锚杆支护质量监测（四）考核要求1无煤柱护巷掌握：沿空掘巷、沿空留巷的矿压显现规律，沿空留巷巷旁支护形式。2巷道围岩卸压掌握：各种卸压方法的机理。3巷道金属支架掌握：巷道支架的支护原理，巷道金属支架的类型及应用。4巷道锚杆支护掌握：锚杆支护的作用原理。锚索支护，巷道锚杆支护设计。5软岩巷道围岩变形规律及其支护技术掌握：软岩的基本属性，软岩巷道围岩变形机理及规律，软岩巷道支护技术，巷道底鼓机理及防治，注浆加固技术。6锚杆支护质量监测掌握：锚杆支护的质量检查与监测。第九章 厚煤层综放开采岩层控制（一）学习目的和要求通过本章的学习，了解顶煤破碎机理与运移规律、放顶煤开采矿山压力显现的基本规律；以及这些研究内容的意义所在。重点是顶煤破碎机理与运移规律。（二）课程内容第一节顶煤破碎机理与运移规律本节主要学习顶煤的力学特征、应力场条件，顶煤的破坏过程，影响顶煤的冒放性因素等。第二节放顶煤开采矿山压力显现的基本规律本节主要学习支架与围岩的力学系统模型，工作面矿压显现基本规律，支架的合理工作阻力。（三）考核知识点1顶煤破碎机理与运移规律2放顶煤开采矿山压力显现的基本规律（四）考核要求1顶煤破碎机理与运移规律掌握：顶煤的破坏过程，影响顶煤的冒放性因素等。2放顶煤开采矿山压力显现的基本规律掌握：顶煤的破坏过程，影响顶煤的冒放性因素等。第十章 浅埋煤层开采岩层控制（一）学习目的和要求通过本章的学习，了解浅部煤层长壁工作面上覆岩层活动特点、浅埋煤层长壁开采顶板砌体梁结构及其稳定性、浅埋煤层采场支护；以及这些研究内容的意义所在。（二）课程内容第一节浅部煤层长壁工作面上覆岩层活动特点本节主要学习工作面矿压显现特征及规律，上覆岩层运动特征。第二节浅部煤层长壁开采顶板砌体梁结构及其稳定性本节为了解内容。第三节浅部煤层采场支护 本节为了解内容。（三）考核知识点1浅部煤层长壁工作面上覆岩层活动特点（四）考核要求了解：浅部煤层工作面矿压显现特征及规律，上覆岩层运动特征。第十一章 煤矿动压现象及其控制（一）学习目的和要求通过本章的学习，了解煤矿动压现象的危害、分类、成因；煤矿动压现象的影响因素；煤矿动压现象的防治措施。重点是煤矿动压发生机理及其防治措施。（二）课程内容第一节冲击地压现象形成特点及分类本节主要学习冲击地压特点、分类及影响。第二节冲击地压发生机理本节主要学习冲击地压影响因素，发生机理及判据。第三节冲击地压的预测预报及危险性评定本节主要学习冲击地压预测预报目标，危险性等级划分原则，预测方法。第四节冲击矿压的防治本节主要学习冲击矿压防范措施，冲击危险的解危措施。第五节顶板大面积来压本节主要学习大面积来压特征、成因和机理，防治措施。（三）考核知识点1冲击地压现象形成特点及分类2冲击地压发生机理3. 冲击地压的预测预报及危险性评定4. 冲击矿压的防治5顶板大面积来压（四）考核要求1冲击地压现象形成特点及分类掌握：冲击地压特点、分类及影响。2冲击地压发生机理冲击地压影响因素，发生机理及判据。3. 冲击地压的预测预报及危险性评定掌握：冲击地压预测预报目标，危险性等级划分原则，预测方法。4. 冲击矿压的防治掌握：冲击矿压防范措施，冲击危险的解危措施。5顶板大面积来压掌握：大面积来压特征、成因和机理，防治措施。第十二章 非煤矿山岩层控制与边坡稳定（一）学习目的和要求通过本章的学习，了解金属矿的采场矿压；边坡稳定性分析与控制，重点是平面滑动计算、圆弧滑动计算；难点是比绍普法。（二）课程内容第一节金属矿的采场矿压本节了解内容。第二节边坡稳定分析与控制本节了解内容。（三）考核知识点1金属矿的采场矿压2边坡稳定分析与控制（四）考核要求1金属矿的采场矿压了解内容。2边坡稳定分析与控制了解内容。第十三章 矿山岩层控制研究方法（一）学习目的和要求通过本章的学习，了解长壁工作面矿压观测方法、矿山压力数值分析方法、相似材料模拟实验研究方法。（二）课程内容第一节长壁工作面矿压观测本节主要学习采场矿压观测方法，工作面“三量”观测。第二节矿山压力数值分析方法概述本节主要了解数值分析方法的应用。第三节相似材料模拟实验研究方法本节主要了解相似材料模拟实验的原理与方法。（三）考核知识点1长壁工作面矿压观测2矿山压力数值分析方法概述3. 相似材料模拟实验研究方法（四）考核要求1长壁工作面矿压观测掌握：采场矿压观测方法，工作面“三量”观测。2矿山压力数值分析方法概述了解。3. 相似材料模拟实验研究方法了解。三、有关说明与实施要求 为了使本大纲的规定在个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻与落实，现对有关问题作如下说明，并进而提出具体的实施要求。（一）关于“课程内容与考核目标”中有关提法的说明 为使考试内容具体化和考试要求标准化，本大纲在列出考核内容的基础上，对各章规定了考核目标，包括考核知识点和考核要求。明确考核目标，使自学应考者能够进一步明确考试内容和要求，更有目的地系统学习教材；使考试命题能够更加明确范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易程度。本大纲在考核目标中，按照了解、领会、掌握三个层次规定其应达到的能力层次要求。这三个层次是循序渐进的。各个能力层次的含义是：了解：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表达。这是低层次的要求。领会：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能够掌握有关概念、原理、方法的区别与联系。这是较高层次的要求。掌握：在领会的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法来分析和解决有关的理论与现实问题。这是最高层次的要求。（二）关于学习教材与主要参考书1学习教材：矿山压力及其控制钱鸣高主编，中国矿业大学出版社 2010年7月第2版。2推荐参考教材：矿山压力与岩层控制谭云亮主编，煤炭工业出版社2010年7月第1版。（三）自学方法指导1在全面系统学习的基础上，掌握相关概念、基本理论、基本方法。本课程内容涉及范围广泛。自学应考者应首先全面系统的学习各章内容，记忆应当掌握的基本概念和观点，深入理解基本理论，较为熟练的掌握矿山压力计算与巷道围岩控制的技术与方法。其次，弄清楚各章内容之间的内在联系和逻辑关系，注重融会贯通。再次，在全面系统学习的基础上，掌握重点，有目的的深入学习重点内容。但切忌在没有全面学习教材的情况下孤立地去抓重点。2重理论联系实际。矿山压力及其控制课程既是理论性很强的课程，也是实践性和应用性很强的技术性课程。本课程的学习要求学生结合采矿工程的实践，学习、理解和运用矿山压力及岩层控制的理论与方法。自学应考者在学习中应当结合采矿行业的实际掌握矿山压力及控制的基础知识、基本理论与方法，从而最终提高自身矿山压力及控制领域的理论分析与实践能力。（四）对社会助学的要求1社会助学者应根据本大纲规定的考试内容和考核目标，认真钻研指定的教材，明确