《開采損害與環(huán)境保護》課程教學大綱

1、PAGE PAGE 11開采損害與環(huán)境保護課程教學大綱課程編碼：課程名稱：開采損害與環(huán)境保護課程英文名稱：Mining damage and environment protection先修課程：巖石力學 適用專業(yè)：采礦工程總學時：36講課學時：32實驗學時：4上機學時：0總學分：2制訂單位資源與環(huán)境工程學院制訂時間：2012.4.10一、課程的性質和目的開采損害與環(huán)境保護是采礦工程專業(yè)一門專業(yè)基礎課，學生通過本課程的學習，了解礦山資源開采的同時各種地質損害（災害）的類型及特征，開采損害的防治措施以及礦山環(huán)境保護技術的發(fā)展等，使在專業(yè)基礎知識中所學到的理論和方法進一步得到深化并運用到解決實際問

2、題中去。通過本課程的教學，使學生樹立正確而較為全面的礦山開采損害與環(huán)境保護的概念，培養(yǎng)學生分析與解決問題的能力、實事求是的態(tài)度和嚴謹細致的作風，為后繼課程的學習、畢業(yè)設計及將來在生產實踐中應用打下基礎。二、課程的基本要求及重點、難點(一)課程的基本要求1學習和掌握地表沉陷與損害特征、巖層移動和地表變形的一般規(guī)律性、開采損害監(jiān)測與評價方法、建筑物保護礦柱的留設方法、建筑物下開采、鐵路下開采、水體下開采的問題，受水體威脅礦床的開采技術及特殊采礦方法等基本知識、基本理論和基本技術。2學習和了解礦山資源與環(huán)境、采礦沉陷土地復墾、礦山廢水控制與處理、礦山固體廢棄物處理以及礦山環(huán)境與可持續(xù)性發(fā)展方面的新技

3、術、新方法。3通過學習使學生基本掌握和了解地質災害基本理論和礦山開采損害與環(huán)境保護方面的基本知識。（二）重點、難點1礦井開采地質災害類型及防護技術；2巖層與地表移動的一般規(guī)律；3開采損害的基本理論與防治手段；4建筑物下壓煤開采的技術方法；5概率積分法巖移計算理論；6采礦塌陷地生態(tài)環(huán)境恢復技術。三、本課程與其它課程的關系本課程作為采礦工程專業(yè)的必修課與“采礦工程”、“彈性力學”“巖石力學”、“礦山地質”、“礦山測量”等專業(yè)課程有密切的關系，采礦工程專業(yè)或非采礦工程專業(yè)的大學本科學生，須在具備了上述課程的基本知識后才能學好本課程。四、課程內容與要求第一篇 開采損害的類型及特征第一章 開采損害類型及

4、特征 （2學時）1、學習目的和要求通過學習了解礦山開采對土地、房屋、地下構筑物、工業(yè)廣場設施、井筒及工程地質災害等，掌握其基本機理和分析方法。2、課程內容（1）開采沉陷土地損害（2）開采沉陷房屋損害（3）地面及地下構筑物損害（4）開采井筒煤柱不均勻沉陷導致的工業(yè)廣場設施及井筒損害（5）開采沉陷導致的工程地質損害（6）近地表開采（挖）損害3、考核知識點和考核要求（1）識記：礦山開采沉陷的類型特征。（2）領會：本課程相關的基本理論。第二、三、四章 開采水動力、大氣、固體廢棄物（尾礦）損害（1學時）1、學習目的和要求通過本章學習了解礦井開采對水、大氣的污染、損害，礦井產生的固體廢棄物對土地資源、大氣

5、、地下水資源等造成的損害影響，掌握礦山開采水動力、大氣損害的概念、固體廢棄物的危害，能夠分析礦井水災、大氣污染的形成條件及機理。2、課程內容（1）水下開采損害（2）水上開采損害（3）礦井水污染及水資源損害（4）大氣煙塵污染（5）有害氣體污染（6）固體廢棄物損害3、考核知識點和考核要求（1）識記：開采水動力災害等基本概念。（2）領會：開采造成的礦井直接損害、生態(tài)環(huán)境間接損害以及對人類的影響。第五章 開采對生態(tài)環(huán)境的影響（1學時）1、學習目的和要求通過學習了解礦井資源開發(fā)對社會經濟系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞和危害。2、課程內容（1）資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境（2）礦山開采沉陷的生態(tài)損害 3、考核知識點和考核

6、要求（1）識記：礦山開采生態(tài)損害類型及特征。（2）領會：礦山開采對人類居住環(huán)境的影響。第二篇 開采損害防治第六章 巖層移動變形機理（4學時）1、學習目的和要求通過學習了解開采圍巖移動破壞形式、開采巖層移動變形影響因素及巖層移動變形的研究方法，掌握水平-緩傾斜煤層、傾斜煤層開采時“上三帶”空間形態(tài)。2、課程內容（1）開采圍巖移動破壞形式（2）巖層移動破壞分帶特征（3）巖層移動變形研究方法（4）開采巖層移動變形影響因素 3、考核知識點和考核要求（1）識記：采動巖體內存在的移動破壞的主要類型；“上三帶”、“下三帶”形成及空間形態(tài)； （2）領會：巖層移動的探測方法及主要影響因素。第七章 開采沉陷的一般

7、規(guī)律（5學時）1、學習目的和要求通過本章學習了解地表移動變形的破壞形式，掌握開采沉陷的一般規(guī)律，能夠用概率積分法對開采沉陷問題進行簡單的預計計算。2、課程內容（1）地表移動變形的概念（2）地表移動盆地及其特征（3）地表移動盆地的空間分布和時間過程（4）地表移動變形的預計方法（5）山區(qū)開采沉陷的一般規(guī)律3、考核知識點和考核要求（1）識記：地表點移動和變形的指標：下沉、傾斜、曲率、水平移動、水平變形、扭曲和剪切變形（或稱剪應變）；主斷面及移動變形規(guī)律；充分、非充分采動；移動盆地的邊界確定；移動盆地的空間分布和時間過程。（2）領會：地表移動變形的形式；地表移動變形的預計計算；山區(qū)開采沉陷的一般規(guī)律。

8、第八章 開采損害的監(jiān)測與評價（3學時）1、學習目的和要求通過本章學習掌握開采損害監(jiān)測的方法，了解開采損害的立法，能進行開采損害評價。2、課程內容（1）開采損害的監(jiān)測（2）開采損害的立法（3）開采損害的評價3、考核知識點和考核要求（1）識記：地表移動觀測站的設計、觀測；開采損害對建筑物的損害等級、補償比率。（2）領會：建筑物下、鐵路下、井筒煤柱開采時觀測工作，開采損害的立法。 第九章 保護煤（巖）柱或礦（巖）柱的留設（1學時）1、學習目的和要求通過學習掌握保護煤（巖）柱或礦（巖）柱的概念與類型；各類保護煤柱的留設方法。2、課程內容（1）保護煤（巖）柱或礦（巖）柱的概念與類型（2）開采沉陷煤（巖）

9、柱留設參數的確定（3）開采沉陷各類保護物礦（巖）的留設方法3、考核知識點和考核要求（1）識記：保護保護煤（巖）柱或礦（巖）柱的類型及留設方法；留設參數的確定。（2）領會：煤（巖）柱留設原則，各類不同目的留設保護煤柱的方法。第十章 建筑物下壓煤開采（3學時）1、學習目的和要求通過學習掌握建筑物下壓煤的主要開采技術和開采方法，條帶開采參數的確定以及充填開采技術。2、課程內容（1）國內外建筑物下壓煤開采概況（2）協(xié)調開采技術及方法、開采邊界的確定，殘留礦柱的合理尺寸（3）局部開采技術及方法，條帶開采工藝參數設計（4）充填開采技術3、考核知識點和考核要求（1）識記：建筑物下開采技術、開采邊界的確定，條

10、帶開采技術采寬和留寬的計算，相鄰工作面合理錯距計算。（2）領會：建筑物下壓煤開采特點，開采設計原則，各類煤柱及開采參數選取方法。第十一章 線性構筑物下開采（1學時）1、學習目的和要求通過學習掌握鐵路、公路、管線等延伸長度大的線性構筑物下開采的特殊技術要求，了解井下開采對其造成的影響。2、課程內容（1）鐵路下開采（2）地下開采對公路的影響及防護措施3、考核知識點和考核要求（1）識記：鐵路下開采路基、上部建筑的移動變形特征；地表移動變形值對公路的影響。（2）領會：線性構筑物下開采特點及防護的技術措施。第十二章 水體下開采（4學時）1、學習目的和要求通過學習掌握水體下開采的特點及開采的關鍵技術，初步

11、掌握各類防水保護煤柱的留設高度，了解導水裂隙帶的高度的計算方法。2、課程內容（1）水體下開采的類型及特點（2）水體下開采的關鍵技術防水礦（巖）柱的留設（3）導水裂縫帶高度的計算3、考核知識點和考核要求（1）識記：各類防水煤（巖）柱的類型、適用條件，防水安全煤（巖）柱的高度計算；不同開采條件覆巖破壞高度的計算。（2）領會：水體下開采的特點，防水煤（巖）柱留設的原則。第十三章 水體（承壓水）上開采（2學時）1、學習目的和要求通過學習掌握水體上開采突水機制、“下三帶”的概念、空間分布形態(tài)；有效保護層帶厚度的計算、阻水能力的確定及安全性評價。2、課程內容（1）水體上開采的類型及特點（2）“下三帶”理論

12、的概念（3）確定“下三帶”數據的觀測與計算方法（4）“下三帶”理論的應用和發(fā)展3、考核知識點和考核要求（1）識記：“下三帶”理論的概念；底板破壞深度的計算；開采安全性評價。（2）領會：底板破壞深度的觀測、計算；“下三帶”理論在實際生產中的應用、發(fā)展及還需要深入研究的，如保護層帶擴展的機制等問題。第三篇 礦山環(huán)境保護第十四章 村莊、城鎮(zhèn)建筑物的地上保護措施（2學時）1、學習目的和要求通過學習掌握開采過程中，地面上建（構）筑物的各種加固、保護措施。2、課程內容（1）加固措施（2）抗變形房屋建筑措施（就地重建措施）（3）壓煤開采的其它措施3、考核知識點和考核要求（1）識記：礦區(qū)村莊、城鎮(zhèn)建筑物的加固

13、措施：變形縫、鋼拉桿、鋼筋混凝土圈梁、基礎聯(lián)系梁、鋼筋混凝土錨固板、堵砌門窗洞等作用。（2）領會：建筑物加固保護措施的重要性。第十五章 開采沉陷土地治理（0.5學時）1、學習目的和要求通過學習掌握礦區(qū)土地復墾的基本模式和技術要求、現(xiàn)代科學技術在土地復墾中的應用、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合治理。2、課程內容（1）土地復墾的國內外發(fā)展現(xiàn)狀（2）開采沉陷盆地的土地復墾（3）礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合治理3、考核知識點和考核要求（1）識記：礦區(qū)土地復墾的基本模式、技術要求；（2）領會：礦區(qū)土地復墾規(guī)劃、設計內容和方法、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理措施。第十六章 礦山固體廢棄物處理（0.5學時）1、學習目的和要求通過學習了解礦

14、山固體廢棄物的危害、處理方式及其綜合利用。2、課程內容（1）礦山固體廢棄物處理概述（2）坑口電廠粉煤灰的綜合利用（3）煤矸石的綜合利用（4）含有毒、有害成分尾礦處理技術（5）含有放射性廢棄物的處理3、考核知識點和考核要求（1）識記：礦山固體廢棄物的概念和特性、主要處理方式；粉煤灰、煤矸石的綜合利用（2）領會：有毒、有害成分尾礦的綜合處理措施。第十七章 礦區(qū)水環(huán)境與水資源化（0.5學時）1、學習目的和要求通過學習了解礦山廢水污染控制與處理措施、礦區(qū)水資源的開發(fā)利用。2、課程內容（1）礦區(qū)廢水污染控制與處理技術（2）礦區(qū)水資源化3、考核知識點和考核要求（1）識記：礦山礦區(qū)廢水控制的基本原則；廢水處

15、理的基本方法；礦區(qū)水資源化的概念。（2）領會：礦區(qū)水資源的開發(fā)利用現(xiàn)狀；礦區(qū)水資源化技術途徑。第十八章 礦山環(huán)境質量評價（0.5學時）1、學習目的和要求通過學習掌握環(huán)境質量的概念，合計質量評價的類型，了解環(huán)境質量報告書的編寫；礦山環(huán)境的規(guī)劃、管理及綜合治理的投資機制。2、課程內容（1）礦山環(huán)境的概念（2）礦山環(huán)境質量現(xiàn)狀評價（3）礦山環(huán)境影響評價（4）環(huán)境規(guī)劃與管理（5）礦區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理的投資機制3、考核知識點和考核要求（1）識記：礦山質量評價方法、主要類型。（2）領會：礦山環(huán)境影響評價的工作程序、礦山環(huán)境規(guī)劃、礦山環(huán)境管理的發(fā)展趨勢，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理的資金運作方式。第十九章 開采損害防治

16、新理論、新技術及其應用（0.5學時）1、學習目的和要求通過學習掌握“三下一上”開采技術、沉陷治理技術，了解開采沉陷預測的新技術、地理信息系統(tǒng)GIS在開采損害中的作用、物探新技術等。2、課程內容（1）開采沉陷預測理論研究現(xiàn)狀（2）開采沉陷預測新技術及其應用（3）地理信息系統(tǒng)GIS在開采損害及礦區(qū)環(huán)境保護中的應用（4）水下、水上開采水害防治物理探測新技術及其應用3、考核知識點和考核要求（1）識記：3S技術在礦山的應用、數字礦山的概念、開采沉陷預計的新方法、物理探測新技術。（2）領會：數字礦山的建立。第二十章 礦區(qū)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展（0.5學時）1、學習目的和要求通過學習了解礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的產生和內涵

17、、我國礦區(qū)生態(tài)環(huán)境面臨的主要問題。2、課程內容（1）可持續(xù)發(fā)展的產生和內涵（2）礦區(qū)生態(tài)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展（3）潔凈煤燃燒及轉化技術與可持續(xù)發(fā)展（4）煤層地下氣化與可持續(xù)發(fā)展（5）煤層氣開發(fā)試驗3、考核知識點和考核要求（1）識記：我國礦區(qū)生態(tài)環(huán)境面臨的主要問題。（2）領會：我國生態(tài)環(huán)境保護技術措施和管理對策、潔凈煤技術、煤層地下氣化技術。實驗1 采場相似材料模擬實驗（2學時）1、實驗目的通過實驗室模擬使學生在上課時能夠直觀的看到煤層開采引起的上覆巖層運動規(guī)律，加深學生對上覆巖巖層運動規(guī)律的認識，提高學生科研創(chuàng)新的意識。2、實驗內容（1）實驗材料的選?。?）相似材料的配制（3）模型的制作、模擬開挖（4）實驗規(guī)律的總結3、考核要求按要求編寫實驗報告書。實驗2 圍巖裂隙發(fā)育高度實驗（2學時）1、實驗目的使學生了解雙端封堵分段注水測漏技術在實驗室及現(xiàn)場的模擬及應用，通過實驗室模擬使學生在上課時能夠直觀的看到煤層開采引起的上覆巖層裂隙發(fā)育探測情況，加深學生對雙端封堵分段注水測漏技術的認識，提高學生科研創(chuàng)新及動手解決問題的能力。2、實驗內容（1）了解圍巖裂隙發(fā)育的基本形態(tài)（2）掌握探測圍巖裂隙發(fā)育高度的基本方法（3）實驗室掌握設備的基本運用（4）成果圖繪制及規(guī)律總結3、考核要求按要求編寫實驗報告書。主要參考書目1.郭惟嘉