《采矿地球物理学概论》(Brief Introduction to Mining .doc

《采矿地球物理学概论》 Brief Introduction to Mining Geophysics 课程教学大纲 32学时 2学分 一、课程的性质、目的及任务 本课程是为采矿工程专业选修课。通过该课程的学习，让学生了解地球及地球上所存在的天然物理场、人工激发的物理场，了解弹性波的传播理论，了解开采引起的地层及岩层运动产生的震动现象，煤岩变形破裂破坏过程中产生的声发射、电磁辐射现象，开采引起重力场的变化，开采引起的岩层温度场的变化等，为毕业设计的一般部分和专题部分以及为将来从事矿井开采、疑难技术问题的解决打好基础。 二、适用专业 采矿工程。 三、先修课程 地质学、采矿学、矿山压力与岩层控制。 四、课程的基本要求 通过本课程的学习，学生应达到下列要求： 1．了解地球及地球上所存在的天然物理场。 2．了解弹性波的传播理论。 3．了解开采引起的地层及岩层运动产生的物理现象，其中包括：震动现象，煤岩变形破裂破坏过程中产生的声发射、电磁辐射现象，开采引起重力场的变化，开采引起的岩层温度场变化的现象等。 五、课程的教学内容 1．引言 主要介绍采矿地球物理学的概念、研究方向和主要研究内容。 2．地球物理学简介 讲述太阳系，地球的年龄，地球的转动，地球的形状，地球表面形态，地球内部构造，地球的成分，地球的物理场，其中包括地震、地磁场、密度重力场、温度场等。 3．弹性波的传播理论 讲述弹性波的形式，波的传播理论，岩体中的波动方程以及动力学方程。煤岩体冲击破坏的机理模型及声电判据。 4．矿山开采引发的震动 讲述了矿山开采引发震动的机理，矿震对环境的影响，顶板断裂等震源位置的确定，震动能量的计算，以及对冲击矿压动力灾害的预测等。 5．地震探测煤岩应力状态 讲述了地震法确定井下煤岩体物理力学动态参数的基本原理，地震法探测煤岩体所受应力状态的物理基础，以及采用地震法对冲击矿压动力灾害的预测等。 6．煤岩变形破裂的声发射 讲述了煤岩体变形破裂过程中产生声发射的现象以及岩体破裂声发射的特征，声发射的物理基础，声发射现象的测量与观测，声发射方法在预测冲击矿压危险以及其他方面的应用等。 7．煤岩变形破裂的电磁辐射 讲述了煤岩体变形破裂过程中产生电磁辐射的现象，煤岩体变形破裂的电磁辐射机理，电磁辐射现象的测量与观测，电磁辐射方法在预测冲击矿压危险以及其他方面的应用等。 8．开采引起的重力场 讲述了地球重力场的基本概念，井下测量的重力递减法，以及在预测冲击矿压危险、揭露老巷及充填程度等其他方面应用等。 9．煤岩变形破裂的电性参数 讲述了煤岩体在变形破裂过程中电性参数的变化规律及其应用等。 10．煤岩变形破裂的温度场 讲述了煤岩体在变形破裂过程中温度场的变形规律，以及采用红外探测的方法预测煤岩体破裂过程等的应用。 六、学时分配表 内 容 讲课 小计 （一）引言 2 2 （二）地球物理学简介 8 8 （三）弹性波的传播理论 2 2 （四）矿山开采引发的震动 4 4 （五）地震探测煤岩应力状态 2 2 （六）煤岩变形破裂的声发射 4 4 （七）煤岩变形破裂的电磁辐射 4 4 （八）开采引起的重力场 2 2 （九）煤岩变形破裂的电性参数 2 2 （十）煤岩变形破裂的温度场 2 2 合 计 332 七、主要参考书 1．窦林名，谢耀社．采矿地球物理学导论（讲义）．2002 2．窦林名，何学秋．采矿地球物理学．北京：中国科学文化出版社,2002 3．刘本培，蔡运龙地球科学导论北京：高等教育出版社，2000