《開采損害與環(huán)境保護(hù)》課程教學(xué)大綱

《開采損害與環(huán)境保護(hù)》課程教學(xué)大綱課程名稱：開采損害與環(huán)境保護(hù)MininginducedEnvironmentalDamageandProtection課程編號(hào)：021010260課程性質(zhì)：必修￡選修課程類別：□通識(shí)課程R專業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專業(yè)：采礦工程、智能采礦工程課程學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（線下18學(xué)時(shí)，線上10學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐4學(xué)時(shí)）課程學(xué)分：2學(xué)分應(yīng)開課學(xué)期：第六學(xué)期先修課程：煤礦地質(zhì)學(xué)、礦山測(cè)量學(xué)、巖體力學(xué)與工程、采礦學(xué)、礦山壓力與巖層控制等任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院采礦工程系一、課程簡(jiǎn)介《開采損害與環(huán)境保護(hù)》是采礦工程專業(yè)主干課程之一，課程主要研究礦區(qū)開采地表移動(dòng)和變形規(guī)律，開采損害預(yù)計(jì)理論與方法，開采損害控制的理論和方法，礦區(qū)開采損害的治理與環(huán)境保護(hù)等。該課程是開采損害預(yù)計(jì)、損害控制、環(huán)境保護(hù)等知識(shí)體系的綜合性技術(shù)科學(xué)。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：通過學(xué)習(xí)本課程使學(xué)生樹立正確而較為全面的礦山開采損害、綠色開采和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念，學(xué)生得到分析與解決采動(dòng)損害預(yù)計(jì)、控制和環(huán)境保護(hù)問題的基本訓(xùn)練，為學(xué)生今后解決礦區(qū)總體規(guī)劃、礦井設(shè)計(jì)和礦山生產(chǎn)實(shí)踐等復(fù)雜工程問題打下理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：應(yīng)用覆巖和地表移動(dòng)變形規(guī)律，正確設(shè)計(jì)建筑物下開采的保護(hù)煤柱和地表變形觀測(cè)站，創(chuàng)造性的提出建筑物下、水體下采煤的開采方案，撰寫研究報(bào)告和設(shè)計(jì)文件。課程目標(biāo)2：正確預(yù)計(jì)建（構(gòu)）筑物下開采的地表變形，正確分析和評(píng)價(jià)采動(dòng)損害程度，提高礦井資源回收率和經(jīng)濟(jì)效益，緩解采掘接替困難和工農(nóng)關(guān)系緊張等問題；課程目標(biāo)3：正確進(jìn)行采空區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，分析開采對(duì)礦區(qū)環(huán)境和生態(tài)影響，保證礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1：應(yīng)用覆巖和地表移動(dòng)變形規(guī)律，正確設(shè)計(jì)建筑物下開采的保護(hù)煤柱和地表變形觀測(cè)站。創(chuàng)造性的提出建筑物下、水體下采煤的開采方案，撰寫研究報(bào)告和設(shè)計(jì)文件。1.工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于采礦工程，并能解決較復(fù)雜工程問題。指標(biāo)點(diǎn)1.4：能夠運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和數(shù)學(xué)模型方法，對(duì)信息處理與傳輸系統(tǒng)中復(fù)雜工程問題解決方案進(jìn)行比較與綜合。學(xué)習(xí)目標(biāo)2：正確預(yù)計(jì)建（構(gòu)）筑物下開采的地表變形，正確分析和評(píng)價(jià)采動(dòng)損害程度，提高礦井資源回收率和經(jīng)濟(jì)效益，緩解采掘接替困難和工農(nóng)關(guān)系緊張等問題。6.工程與社會(huì)：能夠基于采礦工程相關(guān)背景知識(shí)進(jìn)行合理分析，評(píng)價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐和復(fù)雜采礦工程問題解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。指標(biāo)點(diǎn)2.4：能運(yùn)用信息處理與傳輸系統(tǒng)的基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析信息獲取、分析、存儲(chǔ)與傳輸過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。學(xué)習(xí)目標(biāo)3：正確進(jìn)行采空區(qū)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，分析開采對(duì)礦區(qū)環(huán)境和生態(tài)影響，保證礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展。7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)復(fù)雜采礦工程問題的工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響指標(biāo)點(diǎn)3.2：能夠完成信息處理與傳輸系統(tǒng)或工藝流程設(shè)計(jì)，針對(duì)特定需求完成具體單元（部件）的設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排（一）課程教學(xué)的內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐緒論知識(shí)點(diǎn)1.1：綠色開采技術(shù)、可持續(xù)發(fā)展理論；知識(shí)點(diǎn)1.2：開采損害與環(huán)境保護(hù)研究的現(xiàn)狀、展望；知識(shí)點(diǎn)1.3：學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法和成績(jī)?cè)u(píng)定；2課程目標(biāo)3第一章地表移動(dòng)和變形規(guī)律知識(shí)點(diǎn)2.1：理解覆巖“三帶”發(fā)育規(guī)律；知識(shí)點(diǎn)2.2：充分采動(dòng)程度判別和應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)2.3：采動(dòng)地表沉陷盆地特征及分析；知識(shí)點(diǎn)2.4：巖層移動(dòng)的角量參數(shù)和應(yīng)用。51課程目標(biāo)1第二章地表移動(dòng)和變形預(yù)計(jì)知識(shí)點(diǎn)3.1：理解地表變形預(yù)計(jì)理論；知識(shí)點(diǎn)3.2：概率積分法基本原理及應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)3.3：地表變形極值應(yīng)用及分析計(jì)算；知識(shí)點(diǎn)3.4：半無限開采地表變形預(yù)計(jì)和評(píng)價(jià)；知識(shí)點(diǎn)3.5：概率積分法參數(shù)及物理意義。11課程目標(biāo)2第三章地表移動(dòng)和變形觀測(cè)站設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)4.1：剖面線狀觀測(cè)設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)4.2：地表移動(dòng)和變形的觀測(cè)；知識(shí)點(diǎn)4.3：實(shí)測(cè)資料的數(shù)據(jù)處理和分析。2課程目標(biāo)1第四章建（構(gòu)）筑物保護(hù)煤柱留設(shè)知識(shí)點(diǎn)5.1：理解保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)基本原理；知識(shí)點(diǎn)5.2：垂直剖面法設(shè)計(jì)保護(hù)煤柱應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)5.3：垂線法設(shè)計(jì)保護(hù)煤柱應(yīng)用。2課程目標(biāo)1第五章建筑下采煤知識(shí)點(diǎn)6.1：穩(wěn)態(tài)地表沉陷盆地與建筑物受損關(guān)系分析；知識(shí)點(diǎn)6.2：基理解建筑物下協(xié)調(diào)開采原理和方法；知識(shí)點(diǎn)6.3：建筑物下限厚開采方法的應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)6.4：創(chuàng)造性的開展建筑物下開采設(shè)計(jì)、應(yīng)用和評(píng)價(jià)；知識(shí)點(diǎn)6.5：建筑物下減沉開采原理和方法；知識(shí)點(diǎn)6.6：建筑物受損評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)。22課程目標(biāo)2第六章水體下采煤知識(shí)點(diǎn)7.1：理解巖體內(nèi)部移動(dòng)變形分布規(guī)律；知識(shí)點(diǎn)7.2：導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度分析和應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)7.3：水體下采煤安全煤（巖）柱分析和評(píng)價(jià)。22課程目標(biāo)2第七章承壓水上采煤知識(shí)點(diǎn)8.1：理解采動(dòng)覆巖“下三帶”理論；知識(shí)點(diǎn)8.2：承壓水上采煤安全煤（巖）柱分析和評(píng)價(jià)。2課程目標(biāo)2第八章線性構(gòu)筑物下采煤知識(shí)點(diǎn)9.1：理解線性構(gòu)筑物下采煤的特點(diǎn)及典型案例；知識(shí)點(diǎn)9.2：橫向、縱向水平變形對(duì)線性構(gòu)筑物影響分析；知識(shí)點(diǎn)9.3：線性構(gòu)筑物下保護(hù)開采方法應(yīng)用。1課程目標(biāo)2第九章井筒與工業(yè)廣場(chǎng)煤柱開采知識(shí)點(diǎn)10.1：理解井筒煤柱開采損害特點(diǎn)；知識(shí)點(diǎn)10.2：理解井筒煤柱開采方法；知識(shí)點(diǎn)10.3：井筒煤柱開采的安全技術(shù)措施的應(yīng)用。1課程目標(biāo)1第十章開采對(duì)環(huán)境的影響及保護(hù)知識(shí)點(diǎn)11.1：理解開采對(duì)礦產(chǎn)資源破壞與保護(hù)；知識(shí)點(diǎn)11.2：采對(duì)水資源破壞與防治應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)11.3：開采對(duì)土地資源破壞與保護(hù)分析；知識(shí)點(diǎn)11.4：礦山土地復(fù)墾設(shè)計(jì)方法應(yīng)用及評(píng)價(jià)。2課程目標(biāo)3合計(jì)1810（二）課堂實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)項(xiàng)目名稱內(nèi)容、要求學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類別實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類型每組人數(shù)必做/選做課程目標(biāo)1覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律的模擬方法及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：相似模擬試驗(yàn)原理、制作及注意事項(xiàng)；相似模擬試驗(yàn)下覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律及分析。實(shí)驗(yàn)要求：熟悉相似模擬原理及模型制作，學(xué)會(huì)相似模擬試驗(yàn)的數(shù)據(jù)提取及分析。2專業(yè)綜合型30必做課程目標(biāo)12開采損害及環(huán)境治理技術(shù)及分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉煤礦開采對(duì)地表沉陷的影響范圍、分布特征等；煤礦開采對(duì)應(yīng)的地表建構(gòu)筑物損害程度、特征分析及環(huán)境治理技術(shù)及分析。實(shí)驗(yàn)要求：通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，分析不同位置、不同建構(gòu)筑的的采動(dòng)損害破壞特征，繪制不同采動(dòng)程度下的沉陷規(guī)律及特征曲線圖。2專業(yè)綜合型30必做課程目標(biāo)3基本要求1．認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，預(yù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)知識(shí)，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法；2.熟悉所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法；3.按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；4.實(shí)驗(yàn)中觀察、檢測(cè)并記錄有關(guān)數(shù)據(jù)，能分析和解決在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和問題；5.不盲目輕信實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。不抄襲別人的數(shù)據(jù)和結(jié)果；6.每次實(shí)驗(yàn)后，每個(gè)學(xué)生均應(yīng)按本次實(shí)驗(yàn)情況編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)論要明確。要求格式規(guī)范，圖表清晰工整。注：實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類別：專業(yè)、上機(jī)等實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類型：操作型、驗(yàn)證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程有煤礦地質(zhì)學(xué)、礦山測(cè)量學(xué)、巖體力學(xué)與工程、采礦學(xué)、礦山壓力與巖層控制等課程提供基礎(chǔ)。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書或在線資源）（一）建議教材郭文兵,譚志祥,宋常勝,等.煤礦開采損害與環(huán)境保護(hù)（第3版）[M].北京:應(yīng)急出版社,2019.10（二）其他教學(xué)資源1.SPOC課程：/spoc/course/HPU國(guó)家煤炭局.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2017.53.何國(guó)清,楊倫,凌賡娣，等編.礦山開采沉陷學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1991.4.Syd.SPeng著,SurfaceSubsidenceEngineering,2010年六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：《開采損害與環(huán)境保護(hù)（第3版）》課程采用國(guó)家“十三五”規(guī)劃教材，將以“采動(dòng)損害預(yù)計(jì)、沉陷控制和環(huán)境保護(hù)”為主線，結(jié)合學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)，因材施教。采用線上線下混合式教學(xué)模式：線下主要以講授、討論和答辯為主，以測(cè)驗(yàn)和作業(yè)為輔；線上教學(xué)將充分利用SPOC等手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，提高教學(xué)效率。重點(diǎn)掌握：地表移動(dòng)變形規(guī)律、保護(hù)煤柱留設(shè)、地表變形觀測(cè)站設(shè)計(jì)、“三下一上”開采設(shè)計(jì)；難點(diǎn)：設(shè)計(jì)建筑物下采煤開采和地面保護(hù)方案、開采對(duì)環(huán)境影響及保護(hù)等。自主學(xué)習(xí)建議：采用線上線下混合式教學(xué)模式，做好課前預(yù)習(xí)、課中認(rèn)真學(xué)習(xí)、課后及時(shí)完成練習(xí)是學(xué)好課程的關(guān)鍵，結(jié)合外出調(diào)研，對(duì)開采沉陷損害、資源枯竭礦井、城市有感性認(rèn)識(shí)；通過文獻(xiàn)檢索獲取國(guó)內(nèi)外煤炭行業(yè)發(fā)展中的案例資源；借鑒相同或相似的校內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)課程資源；利用好SPOC線上教學(xué)資源，提高理論知識(shí)靈活應(yīng)用于工程實(shí)踐的能力。七、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式（一）課程考核基于《開采損害與環(huán)境保護(hù)》學(xué)習(xí)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，制定本課程質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。課程考試考核總成績(jī)由平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)、過程考核成績(jī)和結(jié)課考試成績(jī)?nèi)糠纸M成，這種考核方式可大大促進(jìn)學(xué)生對(duì)日常教學(xué)環(huán)節(jié)中知識(shí)積累、掌握和應(yīng)用的重視程度，促進(jìn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出。具體考核方案及權(quán)重見下表：課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)權(quán)重合計(jì)平時(shí)表現(xiàn)過程考核（SPOC）結(jié)課考試課程目標(biāo)15%14%6%25%課程目標(biāo)23%10%24%37%課程目標(biāo)37%11%20%38%合計(jì)15%35%50%100%（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識(shí)單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識(shí)單元考試內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)1：應(yīng)用覆巖和地表移動(dòng)變形規(guī)律，正確設(shè)計(jì)建筑物下開采的保護(hù)煤柱和地表變形觀測(cè)站。創(chuàng)造性的提出建筑物下、水體下采煤的開采方案，撰寫研究報(bào)告和設(shè)計(jì)文件。地表移動(dòng)變形規(guī)律保護(hù)煤柱留設(shè)地表變形觀測(cè)站設(shè)計(jì)“三下一上”開采設(shè)計(jì)根據(jù)具體的情況，結(jié)合礦井采掘工程地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)地表巖移觀測(cè)站；繪制不同采動(dòng)程度下的下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)、水平變形曲線及特征。學(xué)習(xí)目標(biāo)2：正確預(yù)計(jì)建（