《矿山压力与岩层控制》课程是采矿工程（函授专升本）专业的必修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。

6．掌握巷道矿压显现规律及围岩控制原理，巷道合理布置，巷道矿压控制基本途径，巷道卸压技术，巷道支护技术；软岩巷道的围岩压力及控制，巷道顶板事故。

7．掌握煤矿动压现象及其分类；冲击地压的机理、预测和预防方法；大面积来压的机理和预防方法。

8．掌握厚煤层综放开采、浅埋煤层开采，了解非煤开采岩层控制及露天开采边坡稳定。

9．掌握回采工作面和巷道矿山压力研究现场观测方法、观测仪器及观测资料整理方法；回采工作面支护质量与顶板动态监测的基本方法。

五、课程的教学内容

（一）课堂讲授的教学内容

1．绪论

矿山压力、矿山压力显现、矿山压力控制等基本概念，研究矿山压力的目的、意义，介绍学科的发展状况；学习方法及要求。

2．矿山岩体的原岩应力及其重新分布

原岩应力场、岩体的弹性变形能、围岩极限平衡状态及支承压力等概念；“孔”周围的应力分布特点，支承压力在底板内的传播规律。

3．采场顶板活动规律

回采工作面及其采空区上覆岩层所形成的结构；直接顶的稳定性，老顶岩层“梁”与“板”模型，老顶岩层断块形成的“砌体梁”结构及其稳定性；老顶断裂时在岩体内引起的扰动。

4．采场矿山压力显现基本规律

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

5．采场顶板支护方法

直接顶分类与老顶分级。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。综合机械化、单体液压支柱采煤工作面顶板控制设计，采场来压预报与支护质量监测。

6．采场岩层移动与控制

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，采场上覆岩层移动控制技术。

7．巷道矿压显现规律

巷道围岩压力及围岩控制原理，巷道合理布置及其矿压显现规律。巷道围岩应力及变形规律，受采动影响巷道矿压显现规律。

8．巷道维护原理和支护技术

无煤柱护巷，巷道围岩卸压技术，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。

9．厚煤层综放开采岩层控制

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。

10．浅埋煤层开采岩层控制

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。

11．煤矿动压现象及其控制

冲击矿压现象形成特点及分类，冲击矿压发生机理，冲击矿压的预测预报及危险性评定，冲击矿压的防治，顶板大面积来压。

12．非煤矿山岩层控制与边坡稳定

金属矿的采场矿压，边坡稳定分析与控制。

13．矿山岩层控制研究方法

长壁工作面矿压观测，矿山压力数值分析方法概述，相似材料模拟实验研究方法。

（二）实验的教学内容

1．工作面顶板结构模拟实验，使用模拟实验台模拟工作面上覆岩层移动破坏规律，加深对老顶结构失稳引起工作面来压的认识。

2．支架性能实验，实验室测定工作面单体支柱性能；演示巷道支架性能测试实验。

3．常用矿压观测仪器、仪表介绍，演示和介绍煤矿常用矿压观测仪器、仪表的性能和使用方法。

六、学时分配表

七、主要参考书

1．钱鸣高，石平五，许家林．矿山压力与岩层控制．徐州：中国矿业大学出版社，2013

2．陈炎光，钱鸣高．中国煤矿采场围岩控制．徐州：中国矿业大学出版社，1994

3．陈炎光，陆士良．中国煤矿巷道围岩控制．徐州：中国矿业大学出版社，1994

八、评价方式

1．闭卷考试（笔试）占70%。

2．平时作业占30%。

九、说明

1．本课程应在学完基础课，基本学完专业基础课，并经过现场实习之后开设。

2．本课程最好与《开采工艺》等专业课同时讲授。

3．大纲适应于采矿工程专业本科生教学。

    本大纲适用于中国矿业大学继续教育学院函授专升本采矿工程专业学生。

二、考试性质

    科学、公平、准确、规范地测试考生对矿山压力与岩层控制的基本概念、基本理论和基础知识的掌握程度，以及分析和解决矿山压力问题的能力。考生应该熟练的掌握矿山压力与岩层控制的基础理论知识，能够结合现场条件，独立的分析解决现场矿压问题。

三、考试范围

    考试内容由课内和课外两部分构成。

    其中课内：闭卷考试（笔试）占70%；课外：平时作业占30%。

四、考试形式与内容

    考试形式为笔试、闭卷。考试时间为100分钟。满分100分。考试内容主要包括以下几个方面：

    1、填空题

    本部分满分15分，共计15个空，每空1分。测试考生对基本概念及原理的掌握程度。

    2、名词解释

    本部分满分15分，共计5个小题，每小题3分。测试考生对矿压书本中重要的基本概念的掌握程度。

    3、简答题

    本部分满分40分，共计5个小题，每小题8分。测试考生对矿压书本中重要的理论、方法、研究成果的掌握程度。

    4、论述题

    本部分满分30分，共计2个小题，每小题15分。测试考生对矿压书本中系统的知识、研究成果熟练程度。

掌握程度：

一 绪论、矿山岩石和岩体的基本性质

【目的要求】

    了解矿山压力及其控制的基本概念、研究现状、发展方向。

【教学内容】

    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现状；

    矿山岩石和岩体的基本性质不要求。

【重点难点】

    矿山压力、矿山压力显现以及矿山压力控制的内涵。

 二 矿山岩体内的原岩应力及其重新分布

【目的要求】

    了解岩体中的自重应力和构造应力以及“孔”周围的应力分布；重点掌握围岩的极限平衡与支承压力分布的受力状态。

【教学内容】

    1、岩体中的自重应力和构造应力；

    2、“孔”周围的应力分布；

    3、围岩的极限平衡与支承压力分布。

【重点难点】

    重点是围岩的极限平衡与支承压力分布。

三 采场顶板活动规律

【目的要求】

    了解采场上覆岩层的岩体结构，掌握老顶初次破断时的极限垮距、直接顶的稳定性以及采场上覆岩层的移动规律。

【教学内容】

    1、直接顶的垮落；

    2、老顶的断裂形式

    3、老顶的初次断裂步距；

    4、老顶断裂后的砌体梁结构及其稳定性分析。

【重点难点】

    重点老顶初次破断时的极限垮距、直接顶的稳定性以及采场上覆岩层的移动规律。

四 采场矿山压力显现基本规律

【目的要求】

    了解顶板压力的估算的方法；重点掌握老顶初次来压、周期来压的基本概念、影响采场矿山压力显现的主要因素、采场前后支承压力分布状况以及控制矿山压力的方法。

【教学内容】

    1、矿山压力显现程度的指标；

    2、老顶初次来压；

    3、老顶周期来压；

    4、顶板压力估算；

    5、影响采场矿山压力显现的主要因素。

【重点难点】

    重点是掌握老顶初次来压、周期来压的基本概念、影响采场矿山压力显现的主要因素、采场前后支承压力分布状况以及控制矿山压力的方法；难点是采场前后、侧向支承压力分布状况以及控制矿山压力的方法。

五 采场顶板支护方法

【目的要求】

    了解顶板的分类与底板特征。重点掌握采场支架与围岩相互作用原理、液压支架的支护方法与应用条件以及根据采场的现状和应力显现特征选用合理的支架和支护方法、综合机械化采煤工作面顶板控制设计。

【教学内容】

    1、顶板分类与底板特征；

    2、采场支架与围岩相互作用原理；

    3、综合机械化采煤工作面顶板控制设计；

    4、单体液压支柱工作面顶板控制原则。

【重点难点】

    重点掌握采场支架与围岩相互作用原理、液压支架的支护方法与应用条件以及根据采场的现状和应力显现特征选用合理的支架和支护方法、综合机械化采煤工作面顶板控制设计。

六 采场岩层移动与控制

【目的要求】

    了解岩层移动引起的采动损害；重点掌握岩层控制的关键层理论；采场上覆岩层移动规律；采场上覆岩层移动控制技术。

【教学内容】

    1、岩层控制的关键层理论；

    2、采场上覆岩层移动规律；

    3、采场上覆岩层移动控制技术。

【重点难点】

    重点掌握岩层控制的关键层理论；采场上覆岩层移动规律；采场上覆岩层移动控制技术。

七 巷道矿压显现规律

【目的要求】

    了解巷道围岩应力及其变形规律；重点掌握受影响巷道变形与破坏的特点、巷道矿压显现的基本规律、巷道围岩的控制原理。

【教学内容】

    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。

【重点难点】

    重点掌握受影响巷道变形与破坏的特点、巷道矿压显现的基本规律、巷道围岩的控制原理。

八 巷道维护原理和支护技术

【目的要求】

    掌握无煤柱护巷原理、巷道围岩卸压原理、巷道金属支架、锚杆支护技术；了解软岩巷道围岩变形规律及其支护技术；了解锚杆支护质量监测的方法。

【教学内容】

    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。

【重点难点】

    重点掌握无煤柱护巷原理、巷道围岩卸压原理、巷道金属支架、锚杆支护技术。

（二）自学内容

一 绪论、矿山岩石和岩体的基本性质

【目的要求】

    了解矿山压力及其控制的基本概念、研究现状、发展方向以及岩石的成分、结构与力学性质的关系；掌握岩石的物理性质、变形特征及流变性。

二 矿山岩体内的原岩应力及其重新分布

【目的要求】

    了解岩体中的弹性变形能；掌握支承压力在底板岩层中传播的规律。

【教学内容】

    1、岩体中的弹性变形能；

    2、支承压力在底板岩层中传播规律。

【重点难点】

    重点是围岩的极限平衡与支承压力分布的受力状态、支承压力在底板岩层中传播的规律；难点是多煤层开采时支承压力在底板岩层的分布。

三 采场顶板活动规律

【目的要求】

    了解采场上覆岩层的岩体结构、老顶破断时在岩体内引起的扰动现象；重点老顶岩层稳定的机理、运用公式计算极限垮距。

【教学内容】

    1、有关采场上覆岩层活动规律的假说；

    2、老顶断裂后的砌体梁结构及其稳定性分析；

    3、老顶断裂时在岩体内引起的扰动。

【重点难点】

    重点老顶岩层稳定的机理、运用公式计算极限垮距；难点是运用公式计算极限垮距。

四 采场矿山压力显现基本规律

【目的要求】

    了解顶板压力的估算的方法；重点掌握老顶初次来压、周期来压的基本概念、影响采场矿山压力显现的主要因素、采场前后支承压力分布状况以及控制矿山压力的方法。

【教学内容】

    1、矿山压力显现程度的指标；

    2、回采工作面前后支承压力分布。

【重点难点】

    重点是掌握老顶初次来压、周期来压的基本概念、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素、回采工作面前后支承压力分布状况以及控制矿山压力的方法。

五 采场顶板支护方法

【目的要求】

    了解顶板的分类与底板特征。重点掌握采场支架与围岩相互作用原理、液压支架的支护方法与应用条件以及根据采场的现状和应力显现特征选用合理的支架和支护方法、综合机械化采煤工作面顶板控制设计。

【教学内容】

    1、顶板分类与底板特征；

    2、采场支架类型与支架力学特征；

    3、单体液压支柱工作面顶板控制原则。

【重点难点】

    重点掌握采场支架与围岩相互作用原理、液压支架的支护方法与应用条件以及根据采场的现状和应力显现特征选用合理的支架和支护方法、综合机械化采煤工作面顶板控制设计。

六 采场岩层移动与控制

【目的要求】

    了解岩层移动引起的采动损害；重点掌握岩层控制的关键层理论；采场上覆岩层移动规律；采场上覆岩层移动控制技术。

【教学内容】

    1、采场上覆岩层移动规律；

    2、采场上覆岩层移动控制技术。

【重点难点】

    重点掌握岩层控制的关键层理论；采场上覆岩层移动规律；采场上覆岩层移动控制技术。

七 巷道矿压显现规律

【目的要求】

    了解巷道围岩应力及其变形规律；重点掌握受影响巷道变形与破坏的特点、巷道矿压显现的基本规律、巷道围岩的控制原理。

【教学内容】

    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。

【重点难点】

    重点掌握受影响巷道变形与破坏的特点、巷道矿压显现的基本规律、巷道围岩的控制原理。

八 巷道维护原理和支护技术

【目的要求】

    掌握无煤柱护巷原理、巷道围岩卸压原理、巷道金属支架、锚杆支护技术；了解软岩巷道围岩变形规律及其支护技术；了解锚杆支护质量监测的方法。

【教学内容】

    1、无煤柱护巷；

    2、巷道围岩卸压；

    3、软岩巷道围岩变形规律及其支护技术；

    4、锚杆支护质量监测。

【重点难点】

    重点掌握无煤柱护巷原理、巷道围岩卸压原理、巷道金属支架、锚杆支护技术。

九 厚煤层综放开采岩层控制

【目的要求】

    了解顶板破碎机理与运移规律；重点掌握放顶煤开采矿压显现的基本规律。

【教学内容】

    1、顶板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。

【重点难点】

    重点掌握放顶煤开采矿压显现的基本规律。

十 浅埋煤层开采岩层控制

【目的要求】

    了解浅部煤层长壁工作面上覆岩层活动特点、顶板结构及其稳定性；重点掌握浅埋煤层采场支护技术。

【教学内容】

    1、浅部煤层长壁工作面上覆岩层活动特点；

    2、浅部煤层长壁开采顶板砌体梁结构及其稳定性；

    3、浅埋煤层采场支护。

【重点难点】

    重点掌握浅埋煤层采场支护技术。

十一 煤矿动压现象及其控制

【目的要求】

    了解冲击矿压的成因、影响因素及分类，矿压实验室研究方法；重点掌握冲击矿压发生机理、冲击矿压的预测预报、冲击矿压的防治。

【教学内容】

    1、冲击矿压现象形成特点及分类；

    2、冲击矿压发生机理；

    3、冲击矿压的预测预报及危险性评级；

    4、冲击矿压的防治；

    5、顶板大面积来压。

【重点难点】

    重点掌握冲击矿压发生机理、冲击矿压的预测预报、冲击矿压的防治。

十二 矿山岩层控制研究方法

【目的要求】

    了解长壁工作面矿压观测的研究方法；矿山压力数值分析方法以及相似材料模拟实验方法。

【教学内容】

    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。

六、重点内容和考核方式

重点内容：

    1、矿山压力及其控制的基本概念；

    2、围岩的极限平衡与支承压力分布的受力状态；

    3、老顶岩层稳定的机理、老顶初次破断时的极限垮距、直接顶的稳定性以及回采工作面上覆岩层的移动规律，能够熟练运用公式计算极限垮距。

    4、老顶初次来压、周期来压的基本概念、影响回采工作面矿山压力显现的主要因素、回采工作面前后支承压力分布状况以及控制矿山压力的方法；

    5、液压支架的支护方法与应用条件以及根据回采工作面的现状和应力显现特征选用合理的支架和支护方法；

    6、采区巷道矿压显现的基本规律、控制巷道矿压的基本方法以及巷道的保护措施和支护方法，能够根据采区实际情况选择合理的巷道布置方式；

    7、顶板大面积来压的防治措施、矿山压力现场观测的方法以及观测数据的处理方法。

五、参考教材

    矿山压力与岩层控制；钱鸣高 石平五 许家林主编；中国矿业大学出版社，2010.9.2 印次：2011.5.2

2．陈炎光，钱鸣高．中国煤矿采场围岩控制．徐州：中国矿业大学出版社，1994

3．陈炎光，陆士良．中国煤矿巷道围岩控制．徐州：中国矿业大学出版社，1994