《开采损害与环境保护》课程教学大纲

1、PAGE PAGE 11开采损害与环境保护课程教学大纲课程编码：课程名称：开采损害与环境保护课程英文名称：Mining damage and environment protection先修课程：岩石力学 适用专业：采矿工程总学时：36讲课学时：32实验学时：4上机学时：0总学分：2制订单位资源与环境工程学院制订时间：2012.4.10一、课程的性质和目的开采损害与环境保护是采矿工程专业一门专业基础课，学生通过本课程的学习，了解矿山资源开采的同时各种地质损害（灾害）的类型及特征，开采损害的防治措施以及矿山环境保护技术的发展等，使在专业基础知识中所学到的理论和方法进一步得到深化并运用到解决实际问

2、题中去。通过本课程的教学，使学生树立正确而较为全面的矿山开采损害与环境保护的概念，培养学生分析与解决问题的能力、实事求是的态度和严谨细致的作风，为后继课程的学习、毕业设计及将来在生产实践中应用打下基础。二、课程的基本要求及重点、难点(一)课程的基本要求1学习和掌握地表沉陷与损害特征、岩层移动和地表变形的一般规律性、开采损害监测与评价方法、建筑物保护矿柱的留设方法、建筑物下开采、铁路下开采、水体下开采的问题，受水体威胁矿床的开采技术及特殊采矿方法等基本知识、基本理论和基本技术。2学习和了解矿山资源与环境、采矿沉陷土地复垦、矿山废水控制与处理、矿山固体废弃物处理以及矿山环境与可持续性发展方面的新技

3、术、新方法。3通过学习使学生基本掌握和了解地质灾害基本理论和矿山开采损害与环境保护方面的基本知识。（二）重点、难点1矿井开采地质灾害类型及防护技术；2岩层与地表移动的一般规律；3开采损害的基本理论与防治手段；4建筑物下压煤开采的技术方法；5概率积分法岩移计算理论；6采矿塌陷地生态环境恢复技术。三、本课程与其它课程的关系本课程作为采矿工程专业的必修课与“采矿工程”、“弹性力学”“岩石力学”、“矿山地质”、“矿山测量”等专业课程有密切的关系，采矿工程专业或非采矿工程专业的大学本科学生，须在具备了上述课程的基本知识后才能学好本课程。四、课程内容与要求第一篇 开采损害的类型及特征第一章 开采损害类型及

4、特征 （2学时）1、学习目的和要求通过学习了解矿山开采对土地、房屋、地下构筑物、工业广场设施、井筒及工程地质灾害等，掌握其基本机理和分析方法。2、课程内容（1）开采沉陷土地损害（2）开采沉陷房屋损害（3）地面及地下构筑物损害（4）开采井筒煤柱不均匀沉陷导致的工业广场设施及井筒损害（5）开采沉陷导致的工程地质损害（6）近地表开采（挖）损害3、考核知识点和考核要求（1）识记：矿山开采沉陷的类型特征。（2）领会：本课程相关的基本理论。第二、三、四章 开采水动力、大气、固体废弃物（尾矿）损害（1学时）1、学习目的和要求通过本章学习了解矿井开采对水、大气的污染、损害，矿井产生的固体废弃物对土地资源、大气

5、、地下水资源等造成的损害影响，掌握矿山开采水动力、大气损害的概念、固体废弃物的危害，能够分析矿井水灾、大气污染的形成条件及机理。2、课程内容（1）水下开采损害（2）水上开采损害（3）矿井水污染及水资源损害（4）大气烟尘污染（5）有害气体污染（6）固体废弃物损害3、考核知识点和考核要求（1）识记：开采水动力灾害等基本概念。（2）领会：开采造成的矿井直接损害、生态环境间接损害以及对人类的影响。第五章 开采对生态环境的影响（1学时）1、学习目的和要求通过学习了解矿井资源开发对社会经济系统、自然生态系统的破坏和危害。2、课程内容（1）资源开发与生态环境（2）矿山开采沉陷的生态损害 3、考核知识点和考核

6、要求（1）识记：矿山开采生态损害类型及特征。（2）领会：矿山开采对人类居住环境的影响。第二篇 开采损害防治第六章 岩层移动变形机理（4学时）1、学习目的和要求通过学习了解开采围岩移动破坏形式、开采岩层移动变形影响因素及岩层移动变形的研究方法，掌握水平-缓倾斜煤层、倾斜煤层开采时“上三带”空间形态。2、课程内容（1）开采围岩移动破坏形式（2）岩层移动破坏分带特征（3）岩层移动变形研究方法（4）开采岩层移动变形影响因素 3、考核知识点和考核要求（1）识记：采动岩体内存在的移动破坏的主要类型；“上三带”、“下三带”形成及空间形态； （2）领会：岩层移动的探测方法及主要影响因素。第七章 开采沉陷的一般

7、规律（5学时）1、学习目的和要求通过本章学习了解地表移动变形的破坏形式，掌握开采沉陷的一般规律，能够用概率积分法对开采沉陷问题进行简单的预计计算。2、课程内容（1）地表移动变形的概念（2）地表移动盆地及其特征（3）地表移动盆地的空间分布和时间过程（4）地表移动变形的预计方法（5）山区开采沉陷的一般规律3、考核知识点和考核要求（1）识记：地表点移动和变形的指标：下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形、扭曲和剪切变形（或称剪应变）；主断面及移动变形规律；充分、非充分采动；移动盆地的边界确定；移动盆地的空间分布和时间过程。（2）领会：地表移动变形的形式；地表移动变形的预计计算；山区开采沉陷的一般规律。

8、第八章 开采损害的监测与评价（3学时）1、学习目的和要求通过本章学习掌握开采损害监测的方法，了解开采损害的立法，能进行开采损害评价。2、课程内容（1）开采损害的监测（2）开采损害的立法（3）开采损害的评价3、考核知识点和考核要求（1）识记：地表移动观测站的设计、观测；开采损害对建筑物的损害等级、补偿比率。（2）领会：建筑物下、铁路下、井筒煤柱开采时观测工作，开采损害的立法。 第九章 保护煤（岩）柱或矿（岩）柱的留设（1学时）1、学习目的和要求通过学习掌握保护煤（岩）柱或矿（岩）柱的概念与类型；各类保护煤柱的留设方法。2、课程内容（1）保护煤（岩）柱或矿（岩）柱的概念与类型（2）开采沉陷煤（岩）

9、柱留设参数的确定（3）开采沉陷各类保护物矿（岩）的留设方法3、考核知识点和考核要求（1）识记：保护保护煤（岩）柱或矿（岩）柱的类型及留设方法；留设参数的确定。（2）领会：煤（岩）柱留设原则，各类不同目的留设保护煤柱的方法。第十章 建筑物下压煤开采（3学时）1、学习目的和要求通过学习掌握建筑物下压煤的主要开采技术和开采方法，条带开采参数的确定以及充填开采技术。2、课程内容（1）国内外建筑物下压煤开采概况（2）协调开采技术及方法、开采边界的确定，残留矿柱的合理尺寸（3）局部开采技术及方法，条带开采工艺参数设计（4）充填开采技术3、考核知识点和考核要求（1）识记：建筑物下开采技术、开采边界的确定，条

10、带开采技术采宽和留宽的计算，相邻工作面合理错距计算。（2）领会：建筑物下压煤开采特点，开采设计原则，各类煤柱及开采参数选取方法。第十一章 线性构筑物下开采（1学时）1、学习目的和要求通过学习掌握铁路、公路、管线等延伸长度大的线性构筑物下开采的特殊技术要求，了解井下开采对其造成的影响。2、课程内容（1）铁路下开采（2）地下开采对公路的影响及防护措施3、考核知识点和考核要求（1）识记：铁路下开采路基、上部建筑的移动变形特征；地表移动变形值对公路的影响。（2）领会：线性构筑物下开采特点及防护的技术措施。第十二章 水体下开采（4学时）1、学习目的和要求通过学习掌握水体下开采的特点及开采的关键技术，初步

11、掌握各类防水保护煤柱的留设高度，了解导水裂隙带的高度的计算方法。2、课程内容（1）水体下开采的类型及特点（2）水体下开采的关键技术防水矿（岩）柱的留设（3）导水裂缝带高度的计算3、考核知识点和考核要求（1）识记：各类防水煤（岩）柱的类型、适用条件，防水安全煤（岩）柱的高度计算；不同开采条件覆岩破坏高度的计算。（2）领会：水体下开采的特点，防水煤（岩）柱留设的原则。第十三章 水体（承压水）上开采（2学时）1、学习目的和要求通过学习掌握水体上开采突水机制、“下三带”的概念、空间分布形态；有效保护层带厚度的计算、阻水能力的确定及安全性评价。2、课程内容（1）水体上开采的类型及特点（2）“下三带”理论

12、的概念（3）确定“下三带”数据的观测与计算方法（4）“下三带”理论的应用和发展3、考核知识点和考核要求（1）识记：“下三带”理论的概念；底板破坏深度的计算；开采安全性评价。（2）领会：底板破坏深度的观测、计算；“下三带”理论在实际生产中的应用、发展及还需要深入研究的，如保护层带扩展的机制等问题。第三篇 矿山环境保护第十四章 村庄、城镇建筑物的地上保护措施（2学时）1、学习目的和要求通过学习掌握开采过程中，地面上建（构）筑物的各种加固、保护措施。2、课程内容（1）加固措施（2）抗变形房屋建筑措施（就地重建措施）（3）压煤开采的其它措施3、考核知识点和考核要求（1）识记：矿区村庄、城镇建筑物的加固

13、措施：变形缝、钢拉杆、钢筋混凝土圈梁、基础联系梁、钢筋混凝土锚固板、堵砌门窗洞等作用。（2）领会：建筑物加固保护措施的重要性。第十五章 开采沉陷土地治理（0.5学时）1、学习目的和要求通过学习掌握矿区土地复垦的基本模式和技术要求、现代科学技术在土地复垦中的应用、矿区生态环境的综合治理。2、课程内容（1）土地复垦的国内外发展现状（2）开采沉陷盆地的土地复垦（3）矿区生态环境的综合治理3、考核知识点和考核要求（1）识记：矿区土地复垦的基本模式、技术要求；（2）领会：矿区土地复垦规划、设计内容和方法、矿区生态环境综合治理措施。第十六章 矿山固体废弃物处理（0.5学时）1、学习目的和要求通过学习了解矿

14、山固体废弃物的危害、处理方式及其综合利用。2、课程内容（1）矿山固体废弃物处理概述（2）坑口电厂粉煤灰的综合利用（3）煤矸石的综合利用（4）含有毒、有害成分尾矿处理技术（5）含有放射性废弃物的处理3、考核知识点和考核要求（1）识记：矿山固体废弃物的概念和特性、主要处理方式；粉煤灰、煤矸石的综合利用（2）领会：有毒、有害成分尾矿的综合处理措施。第十七章 矿区水环境与水资源化（0.5学时）1、学习目的和要求通过学习了解矿山废水污染控制与处理措施、矿区水资源的开发利用。2、课程内容（1）矿区废水污染控制与处理技术（2）矿区水资源化3、考核知识点和考核要求（1）识记：矿山矿区废水控制的基本原则；废水处

15、理的基本方法；矿区水资源化的概念。（2）领会：矿区水资源的开发利用现状；矿区水资源化技术途径。第十八章 矿山环境质量评价（0.5学时）1、学习目的和要求通过学习掌握环境质量的概念，合计质量评价的类型，了解环境质量报告书的编写；矿山环境的规划、管理及综合治理的投资机制。2、课程内容（1）矿山环境的概念（2）矿山环境质量现状评价（3）矿山环境影响评价（4）环境规划与管理（5）矿区生态环境综合治理的投资机制3、考核知识点和考核要求（1）识记：矿山质量评价方法、主要类型。（2）领会：矿山环境影响评价的工作程序、矿山环境规划、矿山环境管理的发展趋势，矿区生态环境治理的资金运作方式。第十九章 开采损害防治

16、新理论、新技术及其应用（0.5学时）1、学习目的和要求通过学习掌握“三下一上”开采技术、沉陷治理技术，了解开采沉陷预测的新技术、地理信息系统GIS在开采损害中的作用、物探新技术等。2、课程内容（1）开采沉陷预测理论研究现状（2）开采沉陷预测新技术及其应用（3）地理信息系统GIS在开采损害及矿区环境保护中的应用（4）水下、水上开采水害防治物理探测新技术及其应用3、考核知识点和考核要求（1）识记：3S技术在矿山的应用、数字矿山的概念、开采沉陷预计的新方法、物理探测新技术。（2）领会：数字矿山的建立。第二十章 矿区环境与可持续发展（0.5学时）1、学习目的和要求通过学习了解矿区可持续发展的产生和内涵

17、、我国矿区生态环境面临的主要问题。2、课程内容（1）可持续发展的产生和内涵（2）矿区生态环境与可持续发展（3）洁净煤燃烧及转化技术与可持续发展（4）煤层地下气化与可持续发展（5）煤层气开发试验3、考核知识点和考核要求（1）识记：我国矿区生态环境面临的主要问题。（2）领会：我国生态环境保护技术措施和管理对策、洁净煤技术、煤层地下气化技术。实验1 采场相似材料模拟实验（2学时）1、实验目的通过实验室模拟使学生在上课时能够直观的看到煤层开采引起的上覆岩层运动规律，加深学生对上覆岩岩层运动规律的认识，提高学生科研创新的意识。2、实验内容（1）实验材料的选取（2）相似材料的配制（3）模型的制作、模拟开挖（4）实验规律的总结3、考核要求按要求编写实验报告书。实验2 围岩裂隙发育高度实验（2学时）1、实验目的使学生了解双端封堵分段注水测漏技术在实验室及现场的模拟及应用，通过实验室模拟使学生在上课时能够直观的看到煤层开采引起的上覆岩层裂隙发育探测情况，加深学生对双端封堵分段注水测漏技术的认识，提高学生科研创新及动手解决问题的能力。2、实验内容（1）了解围岩裂隙发育的基本形态（2）掌握探测围岩裂隙发育高度的基本方法（3）实验室掌握设备的基本运用（4）成果图绘制及规律总结3、考核要求按要求编写实验报告书。主要参考书目1.郭惟嘉