煤矿生产概论范文

导语：如何才能写好一篇煤矿生产概论，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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论文摘要：“采煤概论”是一门让非采煤专业学生学习有关煤矿专业知识的课程，它力争在较短的时间内，投入较少的时间、精力，让学生去全面了解煤矿工程技术的基础知识、煤矿的主要开采技术及与煤矿相关的专业基础知识。教学工作不是孤立进行的，它是教师的教与学生的学两者的统一。教师应掌握完备的科学教育体系，掌握一套行之有效的教学方法，结合采煤工程实践，尽可能多地增加学生的感性认识，有条件时，组织学生参加煤炭科技创新学习小组。

采煤概论是一门让非采煤专业学生学习有关煤矿专业知识的课程，它力争让学生在较短的时间内投入较少的时间、精力，全面了解煤矿工程技术的基础知识、煤矿的主要开采技术及与煤矿相关的专业基础知识，也即是投入与产出的问题。如何以少量的投入，产出高质量优秀的合格品，使非采煤专业学生学习“采煤概论”后，能够全面理解采煤知识理论，也即是非采煤专业学生在不对煤矿进行认识、生产实习的基础上，并且“采煤概论”的课时又少于“采煤学”课时的条件下，运用采煤基本理论解释、解决煤矿生产中日常出现的实际问题。

一、提高教学质量的方法

1．1提高非采煤专业学生感性认识的方法及课程教学大纲应改变的地方

人类对事物的认识发展过程总是经历了感性认识，再上升为理性认识，即实践、认识、再实践、再认识的过程。采煤专业的学生在学习“采煤学”这门专业课之前，已让他们对煤矿有了充分的感性认识。首先在大一学期末进行认识实习，即到各煤矿区进行参观，熟悉煤矿的各种生产设施、建筑物、构造物及其使用用途，对煤矿工业广场的布置及其地面工业广场与煤矿井下生产的关系有所了解，然后学生在大二学期末进行生产实习。在进行生产实习之前，先到矿业工程学院实验与教学中心的采煤模型?实习是在认识实习的基础上加深学生对煤矿的感性认识，让他们更深入地了解煤矿生产工艺过程，各种煤矿设备、设施的使用目的及运行情况，全面了解煤矿各种安全保障规章制度及措施。这时学生不只局限于地面参观，往往再下到煤矿井下，熟悉地下各种巷道的名称及开掘每种巷道的目的。学生往往深入到采煤一线一采煤工作面，观看采煤生产全过程。采煤专业学生对煤矿有了充分的感性认识之后，在大三上学期便开始学习专业课“采煤学”。在学习“采煤学”过程中，安排学生上实验课，即到矿业工程实验与教学中心采煤模型室上采煤模型课。教师借助形象的采煤模型向学生讲解“采煤学”中的一些较抽象、较难懂的采煤原理。非采煤专业的学生没有进行过对采煤的认识、生产实习，没有对煤矿的感性认识，如果要让非采煤专业的学生学好“采煤概论”这门课，就必须加强他们对煤矿的感性认识。非采煤专业学生对煤矿感性认识的充分程度，是非煤专业学生学好“采煤概论”课的前提。

采煤专业学生在进行认识或生产学习时，首先要乘火车或汽车到煤矿现场，花一周左右时间吃、住在煤矿。下井参观时，学生在井下巷道需走几公里才能看到井下一些生产设施布置情况，及煤矿工作面产煤的现场情况。若要看巷道布置，则需在井下走更长时间。因此，考虑投入与产出的问题，让非煤专业学生参观矿业工程实验与教学中心采煤模型实验室，应成为首选。

采煤模型是将采矿工程现场实际情况，或人们预先设定的，设计出来的采矿工程现场情况，按一定比例进行缩小的仿真模型，使人们能够全面看到采矿工程现场的各个方面，具有形象、立体、直观的特点。到地面工业广场与地下采煤的空间关系，及地下采煤工作面与各种巷道的空间关系。图2可见地面下各种巷道的空间位置关系及每种巷道的作用。

学生参观了采煤模型室，提高了对煤矿的感性认识，弥补了非煤专业学生没有对煤矿进行认识、生产实习的缺陷。在上“采煤概论”之前，应组织学生多次参观采煤模型室。

采煤专业学生学习“采煤学”，一般是72学时，其他专业学生学习“采煤概论”，一般是32学时或24学时，最少是l6学时。“采煤学”上模犁课是6学时，而“采煤概论”模型课是4学时。以往“采煤概沦”的4学时采煤模型课都安排在课程中间E，这样安排的不足之处，是非采煤专业学生在学习“采煤慨论”之前对采煤缺少感性认识，即使上了采煤模型课，学生也没有巩固、回顾所学知识的时间，便又要继续学习有关煤矿的知识、理论。因此若要提高“采煤概沦”的教学质量，应改变课程教学大纲，让“采煤概论”模型课时多于采煤学模型课时。在上“采煤概论”课之前，为让非采煤专业学生对煤矿有感性认识，应由教师组织学生多次参观矿业工程实验与教学中心采煤模型室，对照采煤模型给学生讲解有关煤矿方面的知识。为加强非采煤专业学生对煤矿的感性认识，学生应用每天课后的闲暇时间参观采煤模型室。

上采煤模型课，即教师通过形象直观的采煤模型向学生讲解比较难懂、抽象的采煤理论，以及与采煤有关的知识重点、难点。学生听起来有种理论结合实际的感觉。形象的采煤模型与抽象的采煤理论相结合可使课本上理论的东西不那么枯燥、乏味，学生能更好地学习、理解煤矿理论知识。通过图3，学生可看到地面的砂石如何充填到井下采煤工作面后的采空区中，通过图4，学生可形象直观地看到厚煤层分层开采时，布置各种巷道及各种巷道所对应的空问位置关系，了解各种巷道的使用用途。

提高非采煤专业学生对煤矿的感性认识，还可通过教师制做三维立体多媒体课件，通过动漫形式向学生演示煤矿井下各种生产设施、井下巷道布置，以及即

使下井参观也不易见到的许多理论内容。还可以给学生放光盘。光盘的制作内容都是用摄像机拍摄的，它非常逼真地反映了煤矿生产的全部内容，让学生有身临其境的感觉。另外，我们矿业工程实验与教学中心正加大实验教学投资，筹建虚拟实验室。学生在虚拟实验室可见到煤矿的虚拟影像，可将煤矿所有的生产内容都通过虚拟影像表现出来，更有立体感、逼真感。以上都是通过动态画面给学生产生视觉冲击，增强学生对煤矿的感性认识。采煤模型则通过静态立体形式反映煤矿生产的各个方面，给学生留下一个学习、思考、探究的空间。

1．2教师应掌握的教学方法及对自身能力的要求

教学工作不是孤立进行的，它是教师的教与学生的学两者的统一。

教师教学的首要工作就是要激发学生学习“采煤概论”的求知欲望，让学生喜欢学习“采煤概论”，这是提高“采煤概论”课堂教学质量的前提。

在矿业工程教学与实验中心采煤模型室，主要从以下几方面来激发学生对“采煤概论”的学习热情。

人类采煤发展史，凝聚了人类科技发展史。人类生产的发展、生产力的提高，无疑都伴随着采煤的发展。当今的科学技术发展，任何领域，尤其是高精尖的科技领域，都与采矿、稀有金属有关，而与人们日常生活息息相关的黄金、珠宝更与采矿相连。学好采煤方法，对了解其他采矿方法都打下了良好的知识基础。在煤的发现、采掘及生产的过程中，自始至终伴随着科学的研究、探索与实践。学生可以通过学好“采煤概论”，达到触类旁通，学好各专业学生所学的本专业各门专业课程。

中国矿业大学的学生，不管学的是什么专业，都或多或少地与煤矿有关，因此学习“采煤概论”对完善学生的知识结构，在学校更好地与别人进行知识交流很有益处。

学好“采煤概论”为学生以后走上社会，找工作都打下了知识基础。人的一生，或大学毕业后找工作，都不会局限于某一行业，如果以后在煤炭行业工作，懂得了煤矿的专业知识，工作起来便会得心应手。

从当前学生的情况来看，如果有些学生在本科阶段想改学采煤专业，或在本科毕业后要考采煤专业的研究生，在目前学好“采煤概论”对个人以后的发展都大有脾益。

教师不但应有过硬的采煤专业理论，还应掌握完善的科学讲授“采煤概论”的知识体系。在“采煤概论”比“采煤学”的课时少的情况下，教师应力争用最精简的语言，将枯燥的采煤概论，通过自己的认识和理解转化为通俗的语言讲授给学生，集中讲几个典型案例，理论与实践相结合，加强学生对采煤知识综合运用的能力。教师要善于引导学生积极主动地参与到教学过程中。教师在上每节“采煤概论”课时，留出一部分时间让学生自由讨论、交流，齐心协力一起解决采煤方面的知识难点，使学生的学习活动生动、活泼、丰富。教师在教学过程中可多谈谈采矿科技的发展现状，还存在哪些科技难题，已解决到什么程度等，活跃教学气氛，启发学生积极思考，激发学生的学习热情。为使学生对“采煤概论”课程更加喜爱，有条件时，教师可组织学生参加煤炭科技创新学习小组，让学生将学到的煤矿科学理论知识，应用到煤矿科技实践中去，使学生的理论知识、思维创新能力得到深化。:

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关键词 双语教学；教学方法；采矿工程

中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2011)36-0038-03

Bilingual Teaching Reform in Mining Engineering Major Course//Zang Chuanwei, Ning Jianguo

Abstract Based on the bilingual teaching problems in mining engineering major course, the new teaching contents integrated four parts are put forward; the new teaching methods containing three methods are created; the new teaching technique way is chosen. These reform measures are applied, and good teaching effects are attained.

Key words bilingual teaching; teaching method; mining engineering

Author’s address College of Resource & Environmental Engineering, Shandong University of Science & Technology, Qingdao, Shandong, China 266510

1 问题的提出

教育部从2001年开始多次出台文件，明确要求高校积极开展双语教学，强调双语教学的重要性，要求加大双语教学改革力度。在此背景下，矿业类高校纷纷进行双语教学的改革和探索。目前，多数矿业类高校在采矿工程专业的双语教学上采用“采矿学（或煤矿开采学）+矿业概论双语”的教学模式，其中采矿学用中文讲，矿业概论采用双语教学，实际上就是将原来的专业英语改为采煤概论双语教学。然而“换汤不换药”，不能从根本上解决采矿专业学生专业英语水平普遍低的难题。另外一种方式是，选取煤矿开采学进行双语教学，由于学生学习这门课原本就有较大难度，再用双语教学，接受起来难度更大，难以取得很好效果。在双语教学方法上多采用讲授法，手段上又有“中文讲课+专业术语英语介绍”“英文讲课+中文专业词汇”“英文多媒体课件+中文版书”等。双语教学是用英语来讲专业知识，单纯的讲授法、灌输式讲课，教学效果较差。

因此，采矿工程专业双语教学内容需要优化，教学方法和教学手段需要进行革新，以达到同时提高学生的专业知识、技能和英语交流、运用能力，使学生具备初步的双语思维能力，实现复合型的采矿专业人才的培养目标。

2 双语教学现状

2.1 教学内容和教材

根据调研报告，我国矿业类院校双语教学内容有3类。1）采矿概论内容或原有专业英语教学内容，教材选用原有的专业英语教材，如蒋国安和吕家立在1998年编写的《采矿工程英语》。2）煤矿开采学内容，主要包括井田开拓、准备方式和采煤方法3大部分。目前尚无配套的双语教材，多是采用徐永圻编著的《煤矿开采学》和采矿工程专业英语教材。此外，还有蒋国安和秦忠诚在2003年编写的Theory and Technology of Solid Deposit Mining；林在康等在2004年编写的The Coal Mining Method。3）矿山岩体力学或矿山压力及控制方面的内容，比较新颖，难度也较大。教材主要是Syd S. Peng（彭赐灯）2008编写的Coal Mine Ground Control（《岩层控制》），为外文原版教材。

第一类教学内容，教材为原版教材中摘录的内容，英语地道；同时，内容全面，学生能够掌握较多的专业术语，对于提高学生的阅读理解能力有较好的作用。但是，采用的教材比较陈旧，缺少我国家自己的先进采矿技术。第二类教学内容是采矿专业学生非常重要的学习内容，课时量大，内容丰富，且能够反映我国的煤矿开采水平。所用的中文教材也是一本经典的教材，但是缺少一本完整的配套的地道的英语教材。由于学生学习这门课本身就有一定难度，再加上英语讲授，教学效果往往难以保证。第三类教学内容是专业课方面比较新的内容，且教材为原版教材，是很好的教材和教学内容。但是，教材价格昂贵，正版教材为75美元，而且教学内容和采矿专业其他相关课程有重叠。

2.2 教学方法和教学手段

教学方法多采用讲授法，而且教师往往一讲到底，讲授法演变成“满堂灌”的注入式。对于第一类教学内容，教学过程多为先讲专业词汇，然后针对专业英语部分内容进行翻译，夹杂着部分内容的解释，师生间互动很少。对于第二类和第三类教学内容，由于内容比较新颖，学生很感兴趣。但是由于课时少、内容多，多数教师讲授速度较快，学生往往难以跟上教师的步伐；再加上英语专业术语对学生而言十分陌生，英语和汉语讲授穿插频繁，学生对英语的理解和听讲难度都很大。

在教学手段上多数采用多媒体教学，少数采用板书教学。由于课时量少，采用多媒体教学能够解决板书信息量少的问题，而且教学内容生动。但是，多媒体教学课件的制作还有待于提高，而且学生感觉速度偏快，来不及做笔记等。

2.3 教学效果

根据调研情况，采矿工程双语教学的效果总体较差，学生没有得到应有的锻炼，尤其是专业英语思维能力非常欠缺，也很难做到熟练利用专业英语进行交流。通过对本专业学生统计发现，认为专业英语用处不大的占到40%，有2/3的学生认为通过专业英语的学习只是多增加了一些专业词汇和阅读量，仅有个别学生做到用专业英语思考。通过对双语讲授煤矿开采学进行统计发现，有近50%的学生认为专业英语的介入不利于专业知识的接受，本来能够听明白的，中文夹杂英文反而难以理解，3/4的学生认为只是增加了一些专业英语词汇量。

3 教学内容的优化

在选择双语教学课程、教学内容以及教材时，要以采矿专业的培养目标为根据，结合本专业的培养计划，同时考虑到国内外采矿业的发展和趋势，考虑双语教学的培养目的，进行教学内容的优选。山东科技大学采矿专业的培养计划中已经取消采矿工程专业英语这门课程，设置了Coal Mining Technology双语课程。在教学内容的选择上进行了充分考虑，通过学院、系里的教师的探讨、论证，结合教学实验的结果，最终确定了这门课的教学内容，分为基础部分、提高部分、深化部分及附录部分。

基础部分是原有采矿工程专业英语（或采煤概论）教学内容的浓缩和提炼。由于取消了采矿工程专业英语，学生没有一定的专业英语词汇量，专业英语阅读能力差，直接进行新的专业知识的英语教学难度大，效果较差。这部分内容包括煤矿地质、井田开拓和准备、采煤方法和工艺、通风和安全、运输提升以及排水和供电。通过这部分内容的学习，学生掌握了足够的词汇量，具备了初步的专业英语阅读理解能力，扩充了知识面，了解了国外矿井的生产情况以及整个煤炭开采的过程，为以后的专业知识学习打下基础。

提高部分是国外先进的采矿理论、技术、工艺以及设备等方面的内容，是国外有而国内没有，或者国外水平高于国内水平的内容。纵观世界采矿业的发展和现状，国外矿业发达国家，如美国、德国、俄罗斯、澳大利亚等，他们在短壁开采方法、采矿机械设备、深井开采理论和技术、矿井安全等方面水平高于我国。当然，由于课时的限制，不可能把所有的国外采矿先进技术都罗列进来。精选其中的部分内容，主要是短壁开采方法方面的内容，包括工艺、设备（如连续采煤机、梭车、锚杆钻机等）、通风与安全措施等，以美国、澳大利亚和南非三国这方面的内容为主。短壁开采在我国的应用不多，但是有增加的趋势，尤其是在边角煤的回采过程中，而国外在短壁开采方面技术和设备已经比较成熟。基础部分和提高部分内容相应的教材应该采用外文原版教材或外文原版教材的摘录。

深化部分内容主要是我国先进的采矿技术、设备和工艺方面的内容，是我国领先于世界其他国家的先进和成熟的技术。目前，我国的煤炭产量居世界第一，多项采矿技术也居于世界领先地位，如放顶煤技术、无煤柱开采、长壁开采技术以及近年来提出的绿色开采技术体系等。在我国成熟的、特色的采矿技术中，选择长壁采煤方法、放顶煤开采和绿色开采技术体系作为教学内容。这部分内容需要自己编写教材，聘请国外矿业方面的专家来审稿，确保教材的质量。

附录部分包括科技英语知识和英文科技摘要写作技巧两部分。这部分内容主要是为了帮助学生更好地掌握专业词汇、读懂科技英语，同时掌握一些论文的写作技巧和翻译技巧，便于以后、和国外同行交流。

这四部分教学内容组成一个有机的整体，缺了哪一部分都不完整。基础部分使学生了解国外矿井的生产系统、巷道布置、采掘工艺、安全以及机械设备等方面的知识，掌握一定的词汇量，具备初步的外语阅读和思维能力；提高部分则是针对国外先进的成熟的技术，进一步提高学生的专业知识水平，增强外语阅读和思维能力；深化部分则是使学生了解我国先进的成熟的采矿技术，并能够用地道的外语表达，增强学生的翻译能力和表达能力；附录部分起到一个辅助作用，有助于学生更快更好地学好专业英语。

4 教学方法和教学手段改革

教学方法和手段的选择应该是因材施教，要根据不同的教学内容、不同的教学对象选择，不能笼统地采用某一种方法和手段。

4.1 合适的双语教学方法

在双语教学方法的选择上，应该以讲授法为主，结合案例教学法、讨论法、实验教学、学生自学等，多种方法综合运用，达到良好的教学效果。

1）讲授法。在使用讲授法时，一定要避免“满堂灌”，避免“填鸭式”教学。在课堂上可以采用以问题为中心的讲授法，先讲问题，再分析、得到结论，再讲应用；同时，讲授速度不要太快，给学生留下一定的思考时间。

讲授的内容和重点要根据不同的教学内容而定。对于学生已经学过的中文专业术语和相关知识的内容，如煤矿地质、井巷工程等，学生已经掌握专业术语的中文含义，已经掌握相关的知识点，重点讲授词汇、构词法、背景知识，扩充词汇量；分析长句语法结构，教会如何看懂复杂的句子，增强学生的阅读理解能力；讲表达，讲如何构词成句，增强学生的英语表达能力；同时，介绍国外煤矿的情况。课堂内设置语境，进行英语交流。课后布置大量的练习作业，课堂上再检查改正。对于国外先进技术部分内容，教材为原版英语教材，应该按照国外的先进教学方法进行讲授，在前面学习的基础上，尽可能多地采用英语教授，加上必要的中文解释，使学生既学到地道的英语，又掌握专业知识。对于没有学习过的中文知识，讲知识点，加英语表达，从词汇翻译到句子、到段落、到文章，以中文为主，专业术语采用英文并讲解；讲授翻译技巧，让学生掌握如何将中文翻译成原汁原味的英语；结合少量的关键的英语句子和段落讲解。

2）案例教学法。以国外一个典型的现代化矿井为例，用原汁原味的英语详细介绍其地质、开拓准备、采煤、掘进、通风安全以及各大生产系统等，使得学生将前面所学的术语和知识点能够融会贯通。

3）实验教学。充分利用山东科技大学教育部重点实验室的优秀资源，以大型现代化矿井仿真系统为平台，划分小组，用英语介绍整个矿井的生产系统、采掘工艺、巷道布置等，从而提高学生的英语表达能力。

4）讨论教学法的使用。练习外语演讲，一个主题，分几个小组，学生自己搜索内容，组织演讲材料，英语讲授。一个人讲，其他组员补充。由教师和学生共同组成评委，演讲成绩作为考试成绩之一，占20%。

4.2 以多媒体为主的多样化的教学手段

根据学生对知识的接受情况，结合教学内容，选择不同教学手段，由浅入深，逐步提高。双语教学课时少，内容多，两种语言同时运用，教学信息量大。所以，单纯采用板书来授课很困难，加上采矿专业中有大量的图形要讲，板书绘图会占用大量课堂时间，这使得板书更是难上加难。因此，应该利用多媒体教学手段将图表、动画、录像和文字集中到一起。为了便于学生能够做好笔记，更好地接受知识，建议采用以多媒体为主、辅以板书的教学手段：对于介绍性的知识内容，结合图表，表明逻辑关系，采用多媒体教学；对于推导性的知识，如公式，板书推导；对于复杂的图形说明，多媒体演示重点部分，再板书一遍。这种教学手段学生反应良好，取得较好的效果。

5 结束语

采矿工程专业的双语教学是一项难度很大的教学任务，从教学内容、教学方法和教学手段进行改革和探索，并进行教学实验，取得初步的教学成果。当然，这还远远不够，今后应该在双语教材建设、双语师资培养等方面继续进行研究，进一步提高本专业学生双语能力，实现复合型采矿人才的培养目标。

参考文献

[1]臧传伟.提高采矿工程专业英语教学质量初探[J].山东科技大学学报:社会科学版,2007(12):93-94.

[2]Lin Zaikang, etc. The Coal Mining Method[M].Xuzhou: China university of mining and Technology Press,2004.

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[关键词]煤矿地质学 课程改革 实践教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）07-0119-02

《煤矿地质学》是普通高等学校采矿工程、安全工程、测量工程、建井工程等非地质专业的一门重要的专业基础课程，是集地质研究、生产实践于一体，并与煤矿生产紧密结合的实用地质学。近年来，为了满足煤炭工业的发展和我国煤炭科学技术进步对煤炭工程技术人员的要求，对原有煤矿地质学课程进行了课时压缩和较大规模的内容精简。这给该门课程在教学过程中带来了相应的问题。根据该专业课程综合性和实践性很强的特点，如何利用给定的学时传授教学内容并提高学生的创新与实际动手能力，对提高学生的职业适应能力和满足社会的人才需求有着重要意义。为此，笔者针对《煤矿地质学》课程教学存在的问题与解决方法进行了一些探索。

一、“煤矿地质学”课程特点

（一）教材内容丰富，但学时较少

“煤矿地质学”是一门矿井地质知识与煤炭生产实践紧密结合的自然科学，主要研究矿井建设开始至开采结束全过程中的所有地质现象，认识地质规律，提出解决煤矿建设、煤矿生产过程中出现的各种地质问题，为煤矿生产建设提供必要的地质依据。课程内容包括地质作用、矿物和岩石、古生物与地层、地质构造、煤地质学基础、煤矿开采及安全地质条件、矿井水文地质与水害防治、煤矿地质勘查、煤炭资源储量计算与管理、矿井原始地质编录等。但是，由于专业的培养目标、要求的限制及学习目的与侧重点的不同，该课程学时往往较少，如我校采矿工程专业总学时压缩至48学时，其中40学时为课堂讲授，8学时为实验课；安全工程专业总学时压缩至40学时，其中32学时为课堂讲授，8学时为实验课。考虑到教学内容多、学科特点及学时限制，教学内容一般侧重于地层、矿物岩石、地质构造及煤矿开采及安全地质条件、矿井水文地质与水害防治等解决矿井各种地质问题的应用地质工程技术部分，重点培养学生在实际工作中运用理论知识解决各种地质现象与问题的能力。

（二）综合性、特色性、实用性强

“煤矿地质学”课程涉及矿物学、岩石学、古生物与地层学、构造地质学、煤地质学等较多地质学科，因此，综合性较强。在课程讲授过程中，要求教师要有宽广及雄厚的专业知识背景，且要对讲授内容灵活把握，坚持有所为有所不为的原则。该门课程与煤炭生产紧密相关，具有极强的煤矿特色。学习本门课程的最终目的是为煤矿安全、高效、洁净生产培养专业高级人才，课程强调矿井地质知识与煤炭生产之间的紧密联系，地质问题围绕矿井地质灾害防治、煤炭及其伴生矿床开发利用等方面。在知识传授过程中，不仅要传授学生矿物岩石、古生物地层、构造等地质基本理论，还要教会学生运用所学知识解决实践地质问题和实际工作的能力，如对井下断层的认识与识别、岩石产状观察、地质图件读取与制作等，因此具有较强的实用性。

二、“煤矿地质学”课程教学存在的主要问题

（一）教学内容涉及面广，总学时数偏少

煤矿地质学课程涉及地质学科的主要学科，内容较广。但各专业对总学时的要求不一致，总体表现为总学时数偏少，老师对教学内容把握难度大。如我校采矿工程专业开设课时为48学时，安全工程专业开设课时为40学时。而对于教学要求，各专业又都希望尽可能地覆盖普通地质学、矿物岩石学、构造地质学、古生物地层学及相关应用地质工程技术部分。同时，采矿工程专业煤矿地质学课程开设于大学二年级第一学期，安全工程该课程开设于大学三年级第一学期，在开设该课程之前，并没有地质类、采矿类基础课程学习基础，进一步加深了学生对该类课程学习的难度。由于各专业人才培养计划中课程设置基本都是全盘考虑学院、专业而自行决定的，学院与学院之间、专业与专业之间、教师之间对课程开设缺乏有效的沟通，进而导致教学内容的大致相同而课时不同、课时量大幅度压缩的现象。显然，较少的理论课教学课时与实验课时，使得任课教师很难制订统一、全面的“煤矿地质学”课程教学大纲和教学内容，增加了教师把握教学内容的难度。由于没有统一制订的教学任务与学时安排，导致了不同任课教师可以根据自己的教学经验安排课程内容的传授，不同任课教师的教学内容与教学重点不一致，使不同年级、不同学科的学生的学习内容产生不连贯。

（二）实验与野外实践教学课时压缩

按照教学大纲的要求，必须安排一定的课时开展验证性实验课（三大类岩石的鉴定、煤的观测等）对所学地质理论进行验证；开设三天的野外地质认知实习课，提高学生对地质现象的综合分析能力和实践能力。但我校实验课学时仅为8学时，野外地质认知实验课也被砍掉。从课程内容看，与煤矿生产建设相关的野外地质基本工作方法与技能、采掘地质图件编制、井下地质编录等内容的掌握均得不到有力保证。而这些内容仅仅依靠课堂讲授比较抽象，理解相当困难，难以实现学生实际应用能力的培养；同时，课时量的限制也无法保证充裕的讲授时间，制约了学生动手能力、理论联系实际能力的培养与提高。

三、相关对策探讨

（一）改革教学与实践教学课时分配，强化实践环节

为了解决上述教学过程中存在的问题，建议增加课程学时数为64学时，其中46学时为课堂讲授，8学时为实验课，10学时为课程设计课，同时仍然恢复原大纲要求的3天外地质认知实习。同时，建议在开设“煤矿地质学”课程开设之前，应首先或同时开设“采煤概论”等基本课程，并将开设时间统一调整至大学三年级下半学期。通过教学课时调整，能够将煤矿生产运用到的基本地质知识通过实验验证进行强化；通过课程设计获得煤矿采掘地质图件的编制方法等。在课堂讲授过程中，要着重关注课程内容体系的合理安排，对于地球基本知识应少讲或不讲，而着重讲授矿物岩石、地质构造、地层等方面的内容；对于应用地质工程技术部分的地质勘探、煤矿环境地质等方面课时也应压缩，主讲影响煤矿生产的主要地质因素、矿井水防治、地质图件、地质编录、储量管理等内容。通过8学时的实验课，可让同学们掌握三大类岩石的鉴定特征，达到认知、熟悉的目的。通过10个学时的课程设计课，可以让同学们自己动手制作煤矿采掘工程图件，达到掌握各种常用采掘地质图件的编制方法与提高识图读图的能力，进一步巩固课堂上基础理论知识和提高学生的实际工作能力。

（二）灵活采用教学方法，提升课堂教学水平

“煤矿地质学”课程具有基本概念多、跨学科知识多等特点，为避免学生产生枯燥感，降低教学效果，针对授课对象为非地质专业学生的特点，教师不仅要注重书本内容的传授，还要灵活采用教学方法，提升课堂教学水平。近年来许多高校提出了许多创新性的教学方法，在教学中取得了良好的效果。如在讲解煤层厚度变化及其影响因素时，可采用“讨论式”教学方法，调动学生的想象力和注意力，激发学习兴趣；在讲解地质构造对煤矿生产的影响时，教师可以将自身参与的科研内容融于其中，以科研过程中存在的典型地质构造问题进行详细讲解，抓住学生的注意力，增强教学内容的实效性和教学效果。在讲解矿井水文地质及防治水这一部分内容时，可以我国近年煤矿发生的透水事故为实例，以设疑式教学法引导学生对透水事故发生的来源、通道条件、透水预兆与防治方法等进行深入思考。总之，教师只有综合与灵活运用多种教学方法，并以多媒体教学为手段，多从案例入手，才能增加学生学习兴趣，调动学生听课与学习的积极性，提升课堂教学效果与教学质量。同时，在授课中要做到语言深入浅出，多与学生互动，针对课程重点内容和难点内容多作讲解。

（三）突出应用地质工程技术部分知识实用性教学

“煤矿地质学”是一门与煤炭生产实践和矿井地质研究紧密相结合的实用课程，应注重培养学生在实际工作中运用理论知识解决现场问题的能力。[3]为使煤矿主体专业学生在这方面得到必要的知识和训练，必须突出应用地质工程技术部分知识的教学。针对课程基础理论部分的教学，要做到有所侧重，如地球概况及其性质、古生物等章节的内容可以点到为止。而对于应用地质工程技术部分内容的教学，如煤矿安全生产地质因素、矿井储量管理、地质编录等则是重点内容。总之，只有通过将各种专业知识结合，并协调运用多种教学手段，并以课程实验和课程设计为辅助，才能更深层次地加强“煤矿地质学”地质工程技术部分知识学习的效果，培养与锻炼学生的现场工作能力，为学生毕业后到煤矿生产单位工作打下基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 杨孟达，刘新华，王瑛.煤矿地质学[M].北京：煤炭工业出版社，2000.

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秉承服务煤炭优良传统，矢志培养高素质行业人才

作为我国西部地区唯一一所地矿特色鲜明、行业背景突出的地矿类本科高等院校，西安科技大学在50多年的办学历程中始终坚持服务地矿不动摇，虽历经两次更名，但一贯服务地矿行业，保持了地矿特色的地矿优势。在“十一五”规划中，学校明确提出了“建设以地矿及其相关学科为特色，以工科为主体，工、理、管、文、法协调发展的、在国内有广泛影响的教学研究型大学”的奋斗目标。在“十二五”规划中，该校确立了“立足西部，面向全国，服务地矿相关行业及地方经济与社会发展”的服务面向，提出了建设“地矿及其相关学科特色鲜明、工程技术学科优势突出，多学科协调发展的特色鲜明的高水平教学研究型大学”的奋斗目标。该校坚持以培养煤炭工业所需的应用型高级专业技术人才为己任，坚持“地矿特色学科重点发展、相关学科突出特色发展、新兴学科依托特色发展”的思路，切实强化特色学科和学科特色，保持并强化了地矿学科专业的特色和优势。在该校10个省部级重点学科中，其中5个学科获一级学科博士学位授予权，9个学科属地矿及相关学科。该校现有54个本科专业，其中28个专业与行业和地方产业结构结合紧密，已为我国煤炭工业等行业输送了6万余名高素质行业人才，较好地满足了西部乃至全国煤炭工业发展对各类专业技术人才的需求。这些毕业生成为了不同时期西部煤炭工业的主要高层管理和骨干技术力量，许多人已成为煤炭行业的领军人物，为国家煤炭工业发展作出了巨大贡献。

围绕产业链构建专业链群，增强人才培养的适应性

西安科技大学以现代煤炭工业“资源勘查――矿井建设――资源开采――加工利用――环境保护――产品销售”新型产业链对各类专业技术人才的需求、配置为导向，在原有专业的基础上，通过调整专业设置、优化专业结构，适当增加新型交叉学科、煤炭深加工与清洁利用以及矿山机电类专业，比如矿物加工工程、能源化工技术以及机械电子工程等专业，撤减调整适应性差的专业或压缩招生计划，形成了与现代煤炭工业产业链联系紧密、煤矿特色鲜明、优势突出、资源共享的专业链群。

以现代技术进步为导向，构建煤矿主体专业课程体系

西安科技大学遵循“以特色赢地位，以优势显实力，以质量求发展”的本科人才培养思路，在实践中努力构建并完善特色鲜明、结构合理的煤矿主体专业课程教学体系，优化理论教学和实验教学内容，凸显西部矿业特色。该校以提高学生理论素养和强化专业实践能力为抓手，注重知识获取、技能提高和能力提升，以区域经济和煤炭行业发展对人才的需求为导向，提出了“培养方案修订――课程教材建设――教学方法改革――考试方法改革”和涉煤企业联合进行的人才培养过程组织管理程序；构建了“煤矿主体专业所开通识课、专业基础课程全部贯通、基础课与专业课程在专业分化时注重内容整合及衔接”的课程体系；形成了学校与涉煤企业优质教学资源融合，同一课程校内教师与企业教师分工、共同开设的机制；建设了“安全学原理”、“采煤概论”、“安全经济学”、“矿山安全技术”等精品视频公开课程群。另外，该校在新版人才培养方案中，还要求全校非地矿类专业开设“采矿概论”和“地球科学概论”必选课程，以强化地矿特色培养，加强对学生的通识教育。

整合校内、联合校外资源，打造高水平实验平台

西安科技大学以现代煤炭工业新型产业链对各类专业技术人才的需求、配置为导向，遵循“突出特色、面向西部经济社会发展、面向基层开采生产实践、面向矿业开采工程应用”的煤矿主体专业实验室建设与整合思路，针对性解决专业实验室与生产实际脱节、校内实验室资源有限等问题。

该校以西部煤矿资源合理开发和矿山安全高效开采技术人才培养为目标，通过学校整体统筹，整合本科基础实验平台和科研实验平台资源，实现校内煤矿主体各专业各类实验室资源的开放共享。通过联合校外涉煤企业共同建设工程教育中心等实践平台资源，以适应煤炭产业的发展，提高学生的实践能力。在现有采矿工程实验教学中心、岩土工程实验教学中心等省级实验教学示范平台资源基础上，按照学科关联、实验技术、仪器设备性质和环境设施相近原则，调整实验室布局，整合校内安全（煤火控制与瓦斯抽采方向）、地质环境（地质博物馆和矿井环境检测方向）和地下工程（交通隧道和路基边坡方向）、矿山工程测绘（井巷贯通、定向、沉降方向）等专业的本科基础实验平台资源，以更好地适应“资源勘查――矿井建设――资源开采――加工利用――环境保护――产品销售”煤炭产业链宽基础、强实践本科生培养目标；并统筹管理交叉专业特色鲜明、资源不易共享的本科专业实验室（燃烧爆炸和安全救护装备等），构建功能集约的综合性实验平台。

该校通过构建集“专业演示实验、验证型实验、综合性实验、实践创新型实验”四个层次相互交叉渗透的煤矿主体专业实验实训平台，强化学生专业实践能力，为实现矿山开采“安全、经济、高效、绿色”和培养应用创新型人才创造有利的实践实验条件。并基于煤矿主体专业建设框架，强化学生操作能力和专业实践能力，统筹整合重点学科、重点实验室和工程研究中心等科研实验平台资源，弥补传统基础实验教学不足，引导学生在科研实践中学习，促进“学―研―用”的有机结合。

该校还通过联合校外涉煤企业共同建设工程教育中心等实践平台，适应煤炭产业发展，提高人才培养的适应性。目前，该校已与神华宁夏煤业集团、陕西煤业集团、山西阳泉煤业集团等企业建立了稳定的大学生实训基地，并在此基础上，进一步加强与川煤集团和陕煤化工集团等的合作，深入推进已获批的教育部“西安科技大学―陕西煤业化工集团工程实践教育中心”建设，弥补校内基础实验和科研实验平台资源不足，提升专业实践训练条件。

依托载体，建立与涉煤企业联合、双向培养人才的机制

西安科技大学依托学校煤矿主体专业链群，通过在涉煤企业实地培养、专业教师挂职锻炼、涉煤企业定向培养、企业在职人员培训等方式，建立了与涉煤企业深度联合、双向培养人才的创新机制。

一是安排煤矿主体专业学生去涉煤企业工作现场接受企业培养，累计学习时间1年。以“3+1”培养模式组织教学，即校内学习累计3年，企业学习累计1年。企业学习的内容包括在企业开设课程、实习实践、毕业设计等环节。学生在企业实践可通过顶岗工作，使学生完成分层次、分类别、分岗位、分流程的实践训练，以培养学生的实践动手能力。

二是煤矿主体专业教师到涉煤企业挂职锻炼，并在企业连续工作6个月至1年。从上世纪90年代开始，西安科技大学就实行了青年教师下矿锻炼制度，如今这批青年教师已成长为学校的专业骨干教师。2009年，为进一步加强对青年教师的培养，全面提升教师队伍整体水平，该校出台了《关于进一步加强青年教师实践能力培养的实施办法》，分期、分批组织青年教师到国内大型企业挂职锻炼。学校每年选派煤矿主体专业教师赴兖州矿业集团、霍州煤电集团等涉煤企业，在企业的采掘技术队长、通防技术队长、矿长助理、矿总工程师助理、副矿长助理、处长助理、厂长助理或企业技术中心和专业部门从事专题研究等岗位挂职锻炼1年，参与企业科技攻关项目、工程项目研究工作，提高教师的实践能力。

三是实行“对口单招”进行订单式培养，学制4年。煤炭企业对口单独招生（简称“对口单招”）是教育部针对煤炭企业专业技术人才急需的实际，委托原煤炭高校单独招生、定向培养的一种人才培养模式。生源是中等职业学校、技工学校以及职业高中的优秀应届毕业生（简称“三校生”）和煤炭企业优秀青年，报名时需承诺毕业后到煤炭企业就业，考生、高校与企业三方签订人才培养合同，保证学生毕业后回原单位就业。借鉴“订单式”人才培养模式的成功经验，让企业参与人才培养方案修订、培养标准制定，参与实践教学指导，让学生顶岗实践，“真刀真枪”做毕业设计，增强人才培养的适应性。

四是涉煤企业在职人员培训，脱产2个月。该校通过“前沿技术+创新理念+案例研讨+行业交流”教学模式，对在职人员讲授煤炭企业的管理和发展；创新管理理念，透析经典案例，组织学员考察学习，激发学员积极探索自身企业发展之路；切实关注涉煤企业决策层人员的培训要求，结合煤炭企业投资管理经典核心课程与煤炭专业课程特色，累计为陕西煤业化工集团、神华宁夏煤业集团、新疆煤业集团等企业培训人员3000余人次。

继承发扬“胡杨精神”，增强师生献身煤业意识

煤炭行业是一个艰苦和危险行业。献身于煤炭事业，不仅要有过硬的业务素质，而且要有崇高的理想、坚定的信念。西安科技大学在半个多世纪的办学历程中秉承“祖国利益高于一切”的校训和“团结、勤奋、求实、创新”的优良校风，并结合多年的办学实践，历经几代西科人的不懈努力和顽强拼搏，砥砺出“励志图存、自强不息”的“胡杨精神”，造就了一支特别能战斗的师资队伍，激励、培养了一大批献身煤矿事业的毕业生，为服务地方经济和煤炭工业的发展作出了卓越贡献。

在教师队伍建设上，该校注重发挥团队的作用特别是发挥老教师和学科带头人的“传、帮、带”作用，使得优势地矿学科和学术方向能够有效地继承下去。同时，以提高煤炭资源开采技术水平和努力改变煤炭企业形象和面貌、促进煤炭工业可持续发展为己任，大力推进“产、学、研”的结合，“十一五”以来，该校承担科研项目2700余项，其中国家重大科技专项课题、“973”、“863”、国家科技支撑计划、国家自然科学基金以及国家社科基金等国家级项目88项；科研经费总额7亿多元；获各级科技成果奖260余项，其中国家科技进步奖4项，省部级科技成果奖91项；获准专利187项。

该校融大学精神于专业思想教育之中，注重大学生吃苦耐劳精神和甘于奉献精神的培养，通过优秀校友和先进典型示范教育，努力营造献身煤炭的良好文化氛围，帮助学生树立服务煤炭、奉献基层的志向，并以科研项目和社会实践为依托，着力培养学生的实践能力，提高学生服务煤炭行业的能力，以解决煤炭企业技术人才紧缺困境。在“胡杨精神”的鼓舞和感召下，西安科技大学培养和造就了一批“基础扎实、适应性强、工作扎实、作风朴实、勇于创新”的优秀毕业生。当代知识分子的典型代表、全国教育系统学习榜样、我国煤矿防灭火专家徐精彩，“第二届感动中国的矿工十大杰出人物”陈苏社，“全国工人先锋号”董刚等等就是其中的杰出代表，他们甘愿扎根西部和基层，吃苦耐劳、甘于奉献，用自己的实际行动继承和弘扬了学校“励志图存、自强不息”的“胡杨精神”。

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关键词：仿真模拟系统 多媒体 一体化教学

中图分类号：G712 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.04.092

采、掘类专业课程是矿业学院与采矿工程相关的专业开设的必修课程，是体现矿业学校特色和优势的主要课程。通过这些课程的学习不仅使学生了解采矿工程的基本理论、基本概念，更重要的是使学生明确所学专业知识在煤矿生产建设中的实际运用。

1 KD-KJMN-Ⅱ型现代化矿井仿真模拟系统在教学中的运用

矿业学院的学生在采、掘类专业课程的学习中，由于缺少生产实习的经验，对矿井生产系统缺乏感性认识，给专业课程的教学带来很大的困难。中煤职业技术学院引进了KD-KJMN-Ⅱ型现代化矿井仿真模拟系统，很好地解决了这个难题。仿真模拟系统是将采矿工程现场实际情况预先设定、设计出来的按一定比例进行缩小的仿真模型，使人们能够全面看到采矿工程现场的各个方面，具有形象、立体、直观的特点。该系统模型包括了：地面生产系统和井下生产系统。地面生产系统布置在工业广场中，有地面变电所、压风机房、煤仓、选矸楼等，采用综合式布置。井下生产系统包括了：提升运输系统、供电系统、排水系统、压风系统、通风系统等。各生产系统的运行通过中央操控台控制。例如：打开主、副井的提升系统的控制开关，主井的箕斗开始提煤，副井的罐笼开始运行。

图1 KD-KJMN-Ⅱ型现代化矿井仿真模拟系统中央操控台

1.1 仿真模拟系统模拟采、掘工作面的生产情况

仿真模拟系统设计了煤巷和岩巷掘进工作面。煤巷掘进使用综掘机截割刮板输送机转载机皮带运输机。岩巷掘进，着重演示了耙斗装岩机装岩、矿车运输过程。按下操作按钮，掘进设备开始运行。教师通过对运行的掘进设备的讲解，使学生较好地理解煤巷和岩巷的掘进工艺。模拟系统在采煤工作面的布置中，井田西翼布置了“走向长壁式综采和综放工作面”，东翼布置了“倾斜长壁式工作面”。按下按钮，滚筒采煤机开始沿刮板输送机运行采用“前顶后底”的割煤方式，前滚筒为右螺旋，沿顶板割煤、后滚筒为左螺旋，沿底板割煤，采煤机落煤、装煤、刮板输送机运煤，不同的采煤方法采用了不同的支护方式。通过老师的讲解和现场观看，学生对普采、综采和综采放顶煤的采煤方法和采煤工艺有了充分的感性认识。

1.2 仿真模拟系统模拟矿井通风系统

在矿井通风系统的模拟中，它通过声、光、电的形式模拟进、回风流的流动路线，清晰明了。通过绿灯的闪烁来表示进风流前进的路线，桔红灯的闪动路线为乏风行进路线。启动通风按钮，绿灯闪烁，新鲜风流由副井进风经主要运输大巷采区石门轨道上山溜子道采煤工作面材料道采区回风石门回风大巷风井。如果打开反风开关，反风风流通过桔红灯的运动指示风流的行进路线，进风井变成了出风井。通过观看，学生对矿井通风的方法和通风方式以及工作面的“U”型通风系统一目了然，提高了感性认识，取得较好的教学效果。按下“三专两闭锁”按钮，局扇运转，采用压入式通风，模拟系统的瓦斯报警仪在掘进工作面瓦斯浓度达到1.0%时，发出警报声和灯光。使同学对《煤矿安全规程》规定：当掘进巷道中瓦斯浓度达到1.0%时，低浓度瓦斯传感器自动报警；当瓦斯浓度达到1.5%时，瓦斯断电仪自动断电。有了较深刻的认识。

通过现代化矿井仿真模拟系统的演示，提高了对煤矿生产的感性认识，补充了学生没有煤矿认识和生产实习的缺点。因此若要提高采、掘类专业课程的教学质量，应转变课程教学大纲，增加矿井仿真模拟系统模型课时。即教师通过形象直观的模型向学生讲解比较难懂、抽象的采、掘类专业的理论，以及知识重点、难点。形象的矿井仿真模拟系统模型与抽象的理论相结合，可使课本上的理论的知识不那么枯燥、乏味。

2 运用多媒体教学

多媒体教学课件运用到教学中丰富了教学方法和手段，仿真模拟系统虽然使学生能够较全面看到采矿工程现场，具有形象、立体、直观的特点，但在具体的采煤工艺、掘进工艺、通风方法和方式表现上不够细致和全面，仿真模拟系统更注重对各生产系统的宏观认识。为此，我院引进了“和利德”教学仿真系统教学软件，很好的弥补了这些不足。它从微观上较好诠释了各具体专业的生产工艺、机械操作和检修方法。该教学软件利用语音讲解、“3D”的动画演示，形象、生动的将28个常用工种专业知识进行了介绍，和教材形成无缝衔接。如（图2、3）：煤矿安全技术可视化仿真系统在对综采工艺进行演示使，通过语音讲解、“3D”的动画演示，形象生动地介绍了双滚筒采煤机端部割三角煤的进刀方式进刀方式，沿工作面双向割煤、装煤，刮板输送机运煤，综采工作面液压支架单架连续移架方式及各工序的配合。

图2综采工作面双滚筒采煤机割三角煤的进刀方式

图3综采工作面综采液压支架单架连续移架方式

教学仿真系统教学课件还模拟了综采机械设备的操作练习和检修，例如：课件先演示正确的滚筒采煤机的操作方法。学生观看后可以操作练习，只有操作步骤正确采煤机才开始运行，使他们在学习的同时就独立进行练习，更加贴近了实际生产。

3 利用实习车间进行教学

现代化的教学要求理论和实践相结合，中煤职业技术学院倡导一体化教学方式。一体化教学符合实践、认识、再实践、再认识的过程。技训科的实习车间给采、掘类专业课程的教学提供了实践的平台。通过KD-KJMN-Ⅱ型现代化矿井仿真模拟系统在采、掘类专业课程教学中的运用，学生对矿井的生产系统有了宏观的认识，利用课堂讲解结合“和利德”教学仿真系统课件“3D”的动画演示，学生已经较好地掌握了相关专业的知识，再利用实习车间实习设备，如：双滚筒采煤机、可弯曲的刮板输送机、自移式的液压支架、综掘机等设备实际运行使学生从实际生产的视角学习采、掘工序在生产中的配合，并对机械设备的操作、结构、检修进行必要的讲解，将达到事半功倍的效果。

4 结束语

教师应加强科研工作，增进实践教学工作，不断改进教学方法和教学手段，积极进行教改、增长敬业精力，将科研成果渗透到实践教学中，转变原有的传统理论教学模式，全面提高专业课程的教学质量。

参考文献：

[1]汪理全.矿业工程概论[M].中国矿业大学出版社，2004.

[2]杜计平，孟宪锐.采矿学[M].中国矿业大学出版社，2009.

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[关键词] 三维GIS； 煤矿开采； 应急事件

一 三维GIS技术概述

随着GIS（Geographical Information System，地理信息系统）技术的不断发展完善，三维GIS应用而生。GIS是由计算机硬件，软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决负责的规划和管理问题。[4] 三维GIS技术是近些年随着三维建模技术和GIS迅速发展起来的新技术，是两者有机的结合。以往的GIS应用一般是2维或2.5维的，由于数据间没有三维拓扑关系，所以只能查看和浏览，不能实现真正意义上的空间分析。而三维技术的出现为该问题提供了解决方案，利用真三维技术可以实现精确定位、缓冲区分析和最优路径选择等功能。

目前国内外对三维GIS技术都有一定的研究，也有相关的专业软件出现，比如国外的ArcGIS、Skyline、WorldWind、Google Earth，国内的MapGIS、SuperMap、GeoStar等都有三维GIS功能模块。这些专业三维GIS软件为开发提供了快速开发应用软件的解决方案。

二 三维GIS在煤矿开采应急事件处理中的应用

我国是煤矿开采大国，截止2009年，全国煤炭查明资源储量为1.2×1012t，位居世界第三[3]。但与此同时，煤矿开采中的安全问题却始终令人担忧，由于我国95%的煤矿开采是地下作业，煤矿安全生产形势仍十分严峻[5]。目前，煤矿开采仍然属于高危行业，如何提高安全系数，对煤矿开采中应急事件做出快速有效的处理，保障矿工从业人员的人员安全是亟待解决的问题。

三维GIS通过创建煤矿空间和属性数据库，建立三维立体模型，并且利用GIS的空间分析功能为煤矿开采应急事件快速及时的提供有效的解决方案。与二维GIS相比，三维GIS能够更加逼真，以立体的效果展现井下结构，在实现解决方案的同时以可视化的形式展示救援和逃生等路线图。

1. 煤矿开采应急事件三维GIS功能

本三维GIS系统主要是为在煤矿开采中，仅限于井下，出现应急事件时，尽快掌握应急区域的地形结构，有全面的把握，充分利用周围的救援资源，并在有效的时间内做出响应。具体的功能如下：

（1） 井下通讯查找

通讯设备在发生紧急事件时具有重要的意义，它是井下与救援人员之间互动的最有效工具。利用菜单栏中的“井下通讯查找”，即可搜寻可用的通讯工具。该通讯工具既可以由救援人员实地搜救时使用，也可以由被困人员使用。

（2） 就近避难硐室

在发生紧急事件时，矿工需要自救，沿路线出来，但是可能路线被塌陷、水或火等阻挡，或者是因为有毒气体无法前行，这时矿工可以躲进避难硐室。但状况混乱，可能一时无法找到避难硐室。这时，利用三维GIS菜单栏中的“就近避难硐室”功能，可以搜寻离矿工最近的避难硐室。

（3） 人员逃生路线

利用比较成熟的dijkstra最短路径算法，可以找到人员逃生的最短路径。并在三维模型上显示出来。该路径可由调度人员通过通讯设备告知被困人员，动态指挥人员按照路线撤离。当然，可以设置断点，重新计算，查找最短和最优的路径。

（4） 火灾应急预案

在火灾应急预案模块中，利用缓冲区分析会预测火灾蔓延过程，以及影响范围。对于火灾中生成的浓烟也会生成浓烟影响路径和非影响路径，因为很多火灾中因为浓烟缺氧而死的比例比火要大得多。根据火灾蔓延过程和程度制定抢救人、财、物力应急预案。

（5） 水灾应急预案

在水灾应急预案模块中，可以以三维可视化的形式查看水灾地周围的岩层信息，并根据水灾的不同原因，如地表水、地下水、突发山洪等不同层面的事件，制定相应的水灾应急预案。

（6） 塌陷应急预案

在塌陷应急预案模块中，塌陷区域前后对比，确定塌陷区域的损害面积和体积。并且利用地表计算网格点生成开采沉陷三维地图，能够直观、精确地反映出开采沉陷对周围环境的影响范围，并可以利用GIS强大的空间分析功能得到沉陷区任意位置的剖面图、沉陷区面积、沉陷区坡度分布图等信息[2]。

（7） 瓦斯应急预案

国有重点煤矿大多数属于瓦斯矿井，其中46%为高瓦斯矿井。[6]本系统在瓦斯应急预案模块中，通过整合与瓦斯相关的危险源、地质信息和救援设备等信息，并模拟瓦斯爆炸影响结果和救援方案。而且，还建立了预警机制，实时监控危险区域，将分析结果以报告的形式生成。

2. 煤矿开采应急事件三维GIS开发

本系统的开发步骤如下图所示：

具体步骤如下所示：

（1） 开发软件的选择

本系统的空间数据库选用了ArcSDE，属性数据库选用了Access，建模软件用的是SketchUp，功能的实现选用的是ArcEngine和Visual Studio 2010，开发语言则是用的C#。

（2） 界面设计

界面是用户操作的窗口，是人机交互的接口，本系统界面的设计遵循以用户为主导的理念设计，上方是工具栏，左侧是图层，右侧主界面是显示框。如下图所示：

（3） 数据库设计

本系统所用到的数据库包括空间数据库和属性数据库，空间数据库是为空间分析服务的，是SketchUp模型导入到ArcSDE中生成的，而属性数据库是为了查询服务的，是按照查询的需求设计的，由不同的表格组成。

（4） 模型的建立

在ArcGIS中加入数据， 使用Select Features 工具选择需要建模的二维GIS 数据，使用SketchUpESRI插件，利用SketchUpGIS Tool将所选择的二维数据批量的按高程转换为三维SKP数据格式在SketchUp环境中进行精细建模、 纹理映射等建模处理。[1]

（5） 功能模块的实现

在Visual Studio 2010中，先利用ArcEngine嵌入到Visual Studio中的三维控件设计界面，然后利用相关的函数将上一部分提到的各功能模块实现。之后，调试应用程序，测试无误。

三 结论与展望

三维GIS在煤矿开采应急事件处理方面有广泛的应用前景，它能够快速有效地为应急事件提供分析结果和解决的方案。而且三维GIS的可视化效果要比二维GIS更逼真，模拟也更接近真实井下情况。

本系统下一步的研究方向是随着煤矿开采的进行动态推进更改模型、将该三维GIS系统放到Web上供多人在线操作以及智能专家模拟。

[参考文献]

[1]单楠，况明生，李营刚 基于SketchUp和ArcGIS的三维GIS开发技术研究[J]. 铁路计算机应用，2009（4）：3.

[2]范云峰，宋利利，鲍金红 GI在煤矿区塌陷监测中的应用研究[J]. 研究与探讨，2010，06：1.

[3]郭奉贤，煤矿开采[M].煤炭工业出版社，2011：1.

[4]黄杏元，马劲松 地理信息系统概论[M].高等教育出版社，2010：4.

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【关键词】数字测图；矿山；井下测量；应用

1、前言

在煤矿安全生产过程中，采用有效的测量方式是一种技术性相对较强的工作，如果在细节处理上出现问题，就会造成测量的精准度不高，从而给企业的生产带来不同程度的影响。因此，在煤矿井下测量过程中，要针对测量技术人员给与全面的技术培训、明确岗位职责，养成精准测量的良好习惯，减少在人为因素上造成的误差，形成良好的对策。在煤矿井下测量技术运用过程中，测量工作人员要肩负更大的责任，在认真、细致的精神操守中，针对测量过程中出现的各种问题，在实践测量中进行及时的更正、学习，逐步完善整个操作过程，更好地为整个测量工作提供精准的数据与图像，尤其是结合煤矿工程的实际特点，展开相应的技术运用，为整个生产的高效性提供全面的服务和帮助

2、数字测量技术在矿山测量中的应用

2.1 全站仪的使用

全站式电子速测仪简称为全站仪，一般被叫作电子速测仪。它的特点是把测角、测距和危机处理三大部分结合并能自动地进行测角、测距、坐标增量、水平距离计算等，并自动完成数据的显示、记录、存储和输出工作。全站仪的测距发射轴、接受轴以及望远镜视准轴三轴共线，更多用来测量空间点或是移动目标。全站仪是由丰富的内部软件构造而成的，全站仪在矿山测量中的应用，能有效地将测量步骤简易化、精确化，有利于提高矿山测量的工作效率。

2.2 “3S”技术的使用

“3S”技术是对空间信息进行获取、存储、分析、管理和更新的技术系统，如今这项技术已经在诸多领域中使用。主要是对地质、土地、环境、灾害监测、资源管理等领域，带来了巨大的经济效益和社会效益。美国于1994年完成了全球定位系统（GPS）的整体部署，这是一项历经了20年研究、耗资200多亿美元完成的科技成果，实现了全球性的高精确度覆盖效果。GPS与现代通讯技术的结合使得地球表层的三维坐标的测量方法动态化，定位或导航完成数据的后处理。GPS技术在工程测量、地籍测量、矿山测量、控制测量等多个方面应用，并深入了环境、海洋、交通、地震、气象、资源等领域的研究。RS是脱离实物本身而通过传感器控制和搜集电磁波信息，并自动进行分析、处理、识别目标物、解析其物理性质以及几何关系的变化规律的现代高科技术。RS以航空摄影技术为基础，是20世纪60年代确立的一门技术，发展至今已在资源、地质、气象、环境、水文等多个领域中使用，并成为了先进的、高效的探测系统。GIS通过计算机的软件支持以及地理空间数据库下运用信息科学理论和系统工程理论，对地理的空间数据进行科学分析和综合管理，是一项决策性高、管理性强的技术系统。总而言之，GIS更适用于测绘功能，在数据库中存储数据和使用数据，完成计算机的编程和分析、管理地理空间的数据，并能自动查询、分析和管理信息，三者统一可达到功能互补和资源共享的效果，但在信息的获取与更新上存在不足。“3S”作为一项智能化、自动化、实时化的集成观察系统，能实时又自动地采集数据、更新数据和处理数据，促进了测量工作的智能化。

2.3 三维激光扫描技术的使用

三维激光扫描技术是以体积计算的方法来测量高密度的云数据单位。这项技术能实现复制实景，具有高精度、低成本、方便管理、提高安全系数、密集数据点等优点，可以解决高难度的矿山开采并达到精确测量的标准。在开展露天矿山测量工作时，可以形象直观地分析模型的数据，管理者无需到实地勘察便能对矿山的开采过程一目了然，具有高效性、快捷性、安全性等特点，也是目前最适宜露天矿山测量的技术手段，使得矿山实现了动态化的储量监管，维护了矿产资源权人的权益，为国家的矿业权益以及市场健康发展提供了保障，具有不可替代的现实意义。

2.4 RTK技术在矿山测量中的运用

采用RTK技术进行矿山测量的时候，需要注意参考站的接收机和流动站的接收机的转换参数要相同。在测量前，流动站需要进行检核 ，测量出来的数据需要采用统一的格式进行整理。在测量中，中线的位置需要测量确定，中折线的坐标确定后，通过RTK测量技术能够自动地显示出接收机和中线之间的距离。以此确定出中线的位置。从而可以确定中线的位置。由于矿山所处的地形地势的不同，尤其处于一些高山中 ，采用RTK技术能够提高测量的准确度。值得注意的是，在矿山测量中 ，采用RTK技术发展控制点，原控制网转换参数和坐标的转换参数需要保持一致。测量时，对控制点发展2次，且2次的互差不能大于以下的限差：X≤0.05m，H≤0.05m。进而将发展点作为控制点使用。在矿山测量中，一般采用RTK技术测量出的数据需要采用不同的数据输出格式，需要对测量出的数据进行转换。以转换出的数据的平均精度来作为测量中的误差。在RTK完成作业后，需要上交检核点的坐标的成果，并且检核点数不能少于总点数的1%[5]。因此，在矿山测量中采用RTK技术进行测量需要技术人员熟练的操作技能，以及高水平的技术知识，在测量中需要对矿山地形地质多方面的了解，才能应用好RTK技术，保证矿山的测量工作提供高效率和高精确度。

3、全面推动数字测量技术在矿山生产中应用

基于数字测量技术测量的高效性和精确性，矿山生产应大力推广数字测量技术。从而矿山以自动化、信息化和智能化带动整个矿山产业的发展。通过科学的发展数字测量技术，促进整个矿山行业的优化升级。推动数字测量技术有助于矿业企业的新兴路线实施。有助于引进高技术的测量人才和先进的测量设备，促进矿山产业的发展。在矿山生产中通过应用数字测量技术能够促进矿产资源的综合开发，为矿山生产提供安全性的保障。因此，基于数字测量的种种优势，矿产企业需要全面的推动数字测量技术在矿山生产中的应用，提高整个产业的核心竞争力，促进矿山产业的长远发展。

4、结论

本文通过对数字测量技术在矿山测量中的应用分析，通过对测量技术的介绍，以及测量技术在矿山生产中的具体应用的介绍。从而了解到，数字技术由于其高效性和精确度的优势有着良好的发展前景，并广泛的应用到矿山生产中，从而确保了矿山生产的安全性。虽然，在现有的科学技术水平下，可能数字技术还不够完善，但是，相信随着科技的发展，测量人员测量经验的总结，测量技术一定能够更加的完善，从而更好的为矿山生产服务。

参考文献

[1]李世贵，张彤.浅析数字测图在矿山测量中的应用[J].测绘与空间地理信息，2009，32（5）：189-191.

[2]施建兵.浅谈数字矿山建设中的矿山测量[J].科技风，2012（14）：151.

[3]时宁宁.论数字化技术在矿山测量中的应用[J].中国西部科技，2010（35）.

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关键词：瓦斯赋存规律，地质构造，埋藏深度

 

我国煤矿灾害中，瓦斯灾害尤为严重，而且随着采深的增加，瓦斯含量和地应力的增加，瓦斯灾害日益严重[1]。08年全国瓦斯突出矿井共计754处，比2007年增加了近10%，国有重点煤矿20.3%为突出矿井。据统计2008年全国共发生34起煤与瓦斯突出事故，死亡278人，事故数同比增加4起，死亡人数增加62人；2009年发生3人以上的煤与瓦斯突出事故19起，死亡226人。瓦斯灾害直接妨碍了煤矿正常生产，成为我国煤矿安全生产的重要障碍，严重影响了煤炭工业的持续、健康、稳定地发展[2]。。加强瓦斯灾害的防治是确保煤炭能源的稳定、可靠供应，促进国民经济全面、健康发展的重要保证。瓦斯灾害防治的基础是弄清矿区、矿井瓦斯赋存规律，做到防治瓦斯工作有的放矢[3]。研究矿区瓦斯赋存规律对于瓦斯涌出量预测、突出区域预测、制定相应的防治瓦斯措施都有重要的指导意义。

1矿区地质特征

鹤壁煤田呈近南北方向展布，构造形迹以断裂为主，伴有发育程度的褶皱，并有岩浆岩侵入和喷出岩。总的构造形态为一走向NNE、倾向SE、倾角5°~40°的单斜构造。区域构造线展布方向以NE、NNE向为主，近SN向断层次之，煤田南部发育EW向构造。构造线多呈雁行式，地垒地堑构造相间出现。经过生产和勘探证实，矿区构造以断裂为主，方向大致可分为NE、NNE、EW、SN、NW，其中以NE、NNE两组为主。据统计落差大于30m的断层有86条，其中大于100m的断层就达29条之多，它们均为具有压扭性质的正断层。大断层常常构成井田的自然边界，在这些大断层之间，宽缓褶皱发育。煤层倾角变化在8°至30多度，一般倾角为20°左右。

2瓦斯地质单元划分

地质条件控制了突出的分区和分带，如何根据影响构造软煤发育和瓦斯赋存在尺度上的差异，划分不同级别的瓦斯地质单元，是突出区域预测瓦斯地质方法的关键[4]。划分瓦斯地质单元应遵循以下方法：① 单元的大小根据研究范围确定，在矿区内研究突出区分布时，根据宏观构造发育特征，以矿井为基础，以分井田的大尺度自然构造确定边界，划出Ⅰ级瓦斯地质单元，在多煤层井田内研究瓦斯突出带时，以分煤层、分水平、分采区为基础，以深度或自然构造确定边界；②从影响煤与瓦斯突出的地质因素中选择反映煤层条件和瓦斯条件的主要因素，确定临界值，划分单元界限，形成综合统一的瓦斯地质单元。

鹤壁矿区的一级断层构造为贾家地堑和F40断层组，累计落差均在200 m以上，将矿区分成相对独立的三部分：南部为六矿、八矿、十矿3对矿井；中部为三矿、五矿2对矿井；北部为二矿、四矿、九矿3对矿井。根据研究区褶皱、断裂构造发育特征等可将研究区划分为三大构造分区，命名为南部瓦斯地质单元（六矿、八矿、十矿）、中部瓦斯地单元质（三矿、五矿）和北部瓦斯地质单元（二矿、四矿、九矿），其具体瓦斯地质单元划分见图1。

图1 鹤壁矿区瓦斯地质单元划分

3矿区瓦斯赋存规律

通过对鹤壁矿区的勘探期间钻孔瓦斯含量、井下实测瓦斯含量、间接计算和瓦斯含量反演等多源数据的分析、融合，获得了94个相对可靠且分布较均匀的瓦斯含量控制点。在此基础上，研究了各个瓦斯地质单元的瓦斯赋存规律

3.1南部单元瓦斯赋存规律

南部单元主要包括六、八、十矿，该地质单元南以十矿F1070断层为界，北以F40断层组为界。与中部和北部地质单元相比，该地质单元地质构造较为复杂，其矿井井田内断层相互切割穿插较多；在该地质单元矿井井田内，尤其是六矿井田内较多不同方向的褶曲相互交叉，形成穹隆或构造盆地。该单元构造相对复杂，煤层透气性较差，瓦斯保存条件较好，埋深相同而瓦斯压力较高。

通过对多源瓦斯含量（地堪期间瓦斯含量、生产期间瓦斯含量、瓦斯涌出量反演和间接计算瓦斯含量）的可靠性进行分析，在该单元内共获得55个可靠且相对均匀的瓦斯含量控制点，经统计分析，瓦斯含量与埋藏深度之间具有如图2所示的统计规律：W=0.0277H-1.6987(R2=61.84%)。。式中，W为煤层瓦斯含量，m3/t；H为煤层埋藏深度，m。由此计算得出，南部单元煤层瓦斯风化带深度约为61.3m，含量增长梯度为0.0277m3/t/m。

图2 南部单元瓦斯含量与埋深关系图

3.2中部单元瓦斯赋存规律

中部单元主要包括五矿和三矿，该地质单元南以F40断层组为界，北以贾家地堑为界。除边界断层外，五矿倾伏向斜、F20断层、三矿倾伏向斜对该区的构造变形影响较大。。边界断层对瓦斯释放的能力较强。

在该单元内共获得12个可靠且相对均匀的瓦斯含量控制点，经统计分析，瓦斯含量与埋藏深度之间具有如图3所示的统计规律：W=0.0304H-6.4616(R2=67.54%)。式中，W为煤层瓦斯含量，m3/t；H为煤层埋藏深度，m。由此计算得出，中部单元煤层瓦斯风化带深度约为212m，含量增长梯度为0.0304m3/t/m。

图3 中单元瓦斯含量与埋深关系图

3.3北部单元瓦斯赋存规律

北部单元主要包括四矿、二矿和九矿3对矿井，该地质单元南以贾家地堑为界，北以F135断层为界。

在该单元内共获得27个可靠且相对均匀的瓦斯含量控制点，经统计分析，瓦斯含量与埋藏深度之间具有如图4所示的统计规律：W=0.0326H-3.539(R=58.72%)。式中，W为煤层瓦斯含量，m3/t；H为煤层埋藏深度，m。由此计算得出，中部单元煤层瓦斯风化带深度约为110m，含量增长梯度为0.0326m3/t/m。

图4 北部单元瓦斯含量与埋深关系图

3鹤壁矿区瓦斯赋存的主要控制因素

由鹤壁矿区的瓦斯赋存规律可知，鹤壁矿区的瓦斯赋存主要受煤层埋藏深度和构造分区的影响。不同瓦斯地质单元瓦斯含量随煤层埋藏深度变化的梯度和瓦斯风化带深度不同，造成单元内瓦斯富集程度不同，瓦斯分布受到地质构造的控制。小断层使瓦斯含量局部增加。小断层往往造成附近煤体严重破坏，煤层透气性大大降低，同时由于断距小，延伸短，不容易与其它裂隙较发育的岩层连通，而形成良好的瓦斯储存环境。褶曲类型和褶皱复杂程度对瓦斯赋存均有影响。向斜由于岩层受到强力挤压、围岩透气性变得更低，有利于瓦斯封存，特别是在向斜轴部，如六矿受75-7向斜控制的2814采面，其瓦斯含量达17.98m3/t，而同等开采深度的2810采面的瓦斯含量实测值却只有12.10m3/t；背斜往往也有利于瓦斯储存，但当封闭条件差时，瓦斯容易沿背斜顶部的裂隙逸散，背斜不同部位之间的瓦斯含量仍有差别，往往是轴部大于两翼。鹤壁矿区发育的断层一般为张扭性正断层，属开放性断层，有利于瓦斯的排放。如六矿北四采区南部位于75－7向斜和75－32向斜交汇形成的盆地构造处，本应是有利于瓦斯聚集的地质条件，但由于该区域张扭性的大中型断层较发育，断距在10m以上的断层有7条，特别是盆地构造底部发育有落差200m以上的F46断层组，该断层组由走向斜交的张性正断层，使该区域形成较好的瓦斯排放条件。

在鹤壁矿区目前的开拓开采水平范围内，由于小断层及褶曲构造对瓦斯遗散的控制作用，一般会使控制区域内的瓦斯含量较同等埋藏深度的煤层瓦斯含量高出3～5 m3/t。

4 结 论

1、以鹤壁矿区的一级断层构造贾家地堑和F40断层组为界，将其划分为南、中、北三个瓦斯地质单元。

2、鹤壁矿区瓦斯赋存随埋藏深度的延伸而逐渐增加，但是瓦斯赋存受地质构造的控制比较明显，在封闭型断层附近瓦斯含量大，在开放型大断层附近瓦斯较小。

参考文献：

[1] 于不凡，王佑安．煤与瓦斯灾害防治及利用技术手册[S]．北京：煤炭工业出版社，2000

[2] 林伯泉，崔恒信．矿井瓦斯防治理论与技术[M]．徐州：中国矿业大学出版社，1998

[3] 焦作矿业学院瓦斯地质研究室．瓦斯地质概论[M]．北京：煤炭工业出版社，1990

[4] 周世宁，林伯泉．煤层瓦斯赋存与流动理论[M]．北京：煤炭工业出版社，1997

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关键词：自动化；矿业；特色专业

作者简介：陶慧（1979-），女，河南信阳人，河南理工大学电气学院，讲师；郑征（1965-），女，河南南阳人，河南理工大学电气学院副院长，教授。（河南　焦作　454000）

基金项目：本文系河南省教育教学规划项目（项目编号：[2011]-JKGHAD-0291）、河南理工大学教改项目（项目编号：2009JG068）、河南省自动化特色专业建设和自动控制系统国家精品课程建设的研究成果。

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0046-02

煤炭是我国的重要能源。随着煤炭需求和生产量的日益扩大以及社会对煤矿安全问题的日益关注，各煤矿企业竞相采用自动化程度较高的现代化生产技术，提高产量的同时加强煤矿安全，因此，煤炭行业对自动化人才的需求越来越大。但长期以来，煤矿自动化人才紧缺。[1]河南理工大学是全国第一所矿业高等院校，自动化专业是河南省的特色和名牌专业，义不容辞地肩负着为煤炭行业输送专门自动化人才的责任。河南理工大学以河南省特色专业建设为契机，根据当前的经济形势及区域背景，充分发挥矿业院校长期积累下来的有形及无形资源，改革人才培养模式，加强课程建设，建设具有矿山自动化专业知识的师资队伍，改革实验教学，加强矿业特色的自动化专业建设。

一、建设目标

河南理工大学的自动化专业于2009年被评为河南省特色专业。特色专业的建设结合学校的区域特点及行业背景，以矿山自动化为特色，以创新精神和实践能力培养为重点，培养具备自动控制、过程控制、信息检测与处理、计算机控制和信息网络技术等方面的基本理论和相关专业知识的人才，注重培养工矿企业自动化生产急需的具有较强工程能力和一定研究能力的复合应用型人才。具体建设目标如下：

1.改革人才培养模式，优化课程体系，加强课程建设

借鉴国内外高水平大学的成功经验制订适应时代和行业要求的专业培养目标，完成专业课程设置与教学内容改革，建立科学合理的自动化特色专业培养方案和课程体系，以精品课程带动自动化专业课程建设。

2.建设具备矿山自动化专业知识的高水平师资队伍

高水平的师资队伍是提高教育质量、培养高水平人才的关键。针对河南理工大学的背景，自动化专业的师资队伍应了解矿业工程、具备矿业工程专业知识。

3.改革实践教学，培养学生的工程能力

实践教学是促使知识向能力、素质转化的有效途径。构建功能完善的实验教学平台和先进的实践教学体系，为学生进行自主学习和创新实践活动提供有利条件和机会，通过实践教学使学生具备较强的工程实践和创新能力，以适应行业需求。

二、完善人才培养方案，优化课程体系，加强课程建设

1.人才培养方案的修订与完善

结合河南理工大学的实际情况，在部分毕业生的反馈信息和用人单位的需求信息基础上，新的培养方案是以“突出特色、适应行业需求”为原则修订的。为使河南理工大学培养的自动化学生既能满足煤矿行业的需求，同时又能服务其他行业，在2011年的专业培养方案中进行了较大改革：分方向培养。[2]分方向培养是指前五个学期开展通识教育、公共基础和专业基础课程教育，从三年级的后半学期开始分成矿山自动化、电气传动自动化、过程自动化三个方向培养。学生可以选择其中的一个或两个方向，这样毕业生有了更大的选择空间。如果已完全确定就业方向，可集中精力专攻一个方向。如果不能确定就业方向，可选择两个方向，扩大就业范围。比如选择矿山自动化和过程自动化，学生就业既可以去矿业单位，也可以到相关工业过程自动化的企事业单位。因此毕业生既可服务于煤炭行业，也可辐射其他行业。

2.课程体系建设

课程体系以数理课程为知识基础，以三电课程（电路、电子和电机）为专业支柱，以控制理论和信号与系统课程为桥梁，以专业方向课程群为应用基础，建立起本专业的核心知识构架，并在此基础上广泛开设反映自动化前沿技术的专业选修课程，尽可能地拓宽知识面，从而建立合理、科学的知识结构体系。由于首次采用分方向培养，专业方向课程群的建设是课程体系建设的重中之重。这三个方向相互联系又相互区别，课程的设置有所侧重。矿山自动化方向设置煤矿固定设备控制、数字化矿山技术、采煤概论和运动控制系统等课程。电气传动自动化设置有DSP原理及应用、运动控制系统、现代交流调速和电气设备的故障诊断技术等课程。过程自动化方向有信号检测、现场总线与工业网、过程控制工程等课程。课程群的建设在整体优化的高度上明确了各课程的分工，组成了一个完整的有机实体。

3.以精品课程带动课程建设

河南理工大学有“自动控制系统”、“供电技术”两门国家级精品课程和多门省校级精品课程。精品课程的建设思路、过程与要求及其引发的人才培养模式变革为其他课程的建设注入了新的活力，提供了示范作用。[3]在精品课程的带动下，自动化专业主干课程“电力电子技术”、“自动控制原理”和“微型计算机控制技术”等都建设成为精品课程，提升了教师整体素质，更新了教育理念，从而促进教学研究和科学研究、提高教学管理水平。

三、具备矿山自动化专业知识的高水平师资队伍建设

1.建设结构合理的高水平师资队伍

按照“培养、提高、稳定、引进”的原则，科学合理地配置教师资源，建立健全师资培训制度，加大中青年学术带头人和骨干教师的培养力度。经过建设，目前本专业专职教师70人，其中专业课任课教师具有博士学位者达60%以上；具有国内外大学进修学习经历者达到50%以上；形成了“三电”、“供电系统自动化”、“自动控制原理与系统”教学团队等多个专业教学团队。其中“三电”基础课程教学团队为国家级教学团队。并聘请了10位煤矿企业和研究院所的具有较强工程和科研经验的高级技术人员担任兼职教师，指导学生的课程设计和其他工程实践。

2.开展教师下煤矿调研活动，加强矿山自动化知识

定期组织教师到大型煤矿进行调研，使教师及时了解和掌握煤矿现场的生产情况，让教师与生产现场实现零距离对接。鼓励教学任务不太繁重的教师到现场工作一年或半年时间，根据煤矿自动化的现场要求积极开展科学和技术研究，解决煤矿的实际问题。三年来已形成了教师定期下基层的制度，共组织教师下煤矿调研10余次，有5名教师在煤矿实习半年以上，有10余名教师长期在煤矿开展科学研究。目前自动化专业教师都非常熟悉矿山自动化的生产技术现状，具备深厚的矿山自动化专业知识。

3.积极开展教研活动，提高教师教学水平

以工程型和创新型人才培养模式的改革作为自动化专业建设的客观背景，组织教师进行教育思想大讨论，更新教育思想和教学观念，引导自动化专业改革和教学实践。通过教研活动提升教师的业务能力和教学研究能力；加强对教学内容和方法手段的研究，形成人人参与教学研究的氛围。

四、改革实践教学，培养学生工程和创新能力

构建功能完善的实验教学平台，加大实验室建设投入，全面改善实验室条件，为实践教学提供有利条件。改革实践教学体系，增加综合设计性试验比例，增设综合性课程设计和创新实践环节，切实提高学生工程和实验能力。

1.实验教学平台建设

实验平台包括硬件实验平台和虚拟实验平台。将虚拟实验与实物实验有机结合起来，实践与理论并重，提高了实践效率。

（1）硬件实验平台。近5年来学校投入1000多万元对实验室进行了大规模扩建。目前，实验中心建设成为国家级实验教学示范中心。自动化专业的实验教学平台分三个层次（基础实验教学平台、检测与信号处理实验教学平台和自动化实验教学平台），可实现自动化系统的基本理论实验、系统设计、过程实施的全过程工程素质训练，具备培养具有创新意识和工程能力人才的必要条件。

（2）虚拟实验平台。目前专业课程基本都建立了虚拟实验平台。虚拟实验可辅助理论教学，帮助学生理解抽象的理论知识；将实验扩展到实验室之外，突出了以学生为中心的开放摸式，使每个学生都能动手分析和设计电路，并与理论结果进行对照，及时验证设计的正确性。在这样的实验环境中，学生快速加深了对理论知识的理解，提高了实验质量和效率，从而增加了学习兴趣，激发了创新意识。因此，虚拟实验平台为综合设计性、工程创新性实验提供了一条捷径，为学生的课外科技活动提供了一个良好的实验环境。

2.改革实践教学体系

（1）改革实验类型，降低验证性实验所占比例，增加大量优秀的综合设计性实验项目。由于综合设计性试验需要学生自己设计实验方案，可以培养其创新意识。学生在实验过程中会遇到一些障碍，有利于锻炼学生发现问题、思考问题和独立解决问题的能力。目前电路等基础课程的实验验证性占60%，综合设计性占40%。自动控制原理等专业基础课程的实验验证性占40%、综合设计性占60%，专业课程实验验证性占25%＼综合设计性占75%。

（2）加强课程设计环节。原来培养计划中对多门课程都开设有课程设计环节，但大多都是针对一门课程的，且不要求做出实物。新的培养计划增设了综合课程设计，[5]在有条件的情况下要求做出实物，并进行答辩。如原“自动控制原理”课程要求学生根据给定的系统传函下设计调节器以满足其性能指标，现在将其与“运动控制系统”课程结合起来，开设为期两周的综合课程设计内容，要求设计一个完整的双闭环直流调速系统。其内容不仅涉及到“自动控制原理”和“运动控制系统”课程知识，还包含电力拖动、电子技术、电力电子技术方面的知识，涉及的知识面广，能训练学生综合运用多门课程知识分析和解决问题的能力。

（3）增设选修创新模块，鼓励学生参加各类科技竞赛。培养计划在第七学期增加了供学生选修的创新模块，主要包括创新实验、科研训练、、科技发明和科技竞赛等。其中每个环节为两个学分，要求学生至少取得4个学分。积极培养引导学生参加电子设计竞赛、科研训练计划、“飞思卡尔”智能汽车大赛和“挑战杯”等全国赛事。近 5 年自动化学生共参与相关课题研究 50 多项；5人获电子设计大赛国家二等奖，42 人获河南赛区一、二、三等奖；4人获“飞思卡尔”大赛全国总决赛二、三等奖，16人获西北赛区二、三等奖；13人获“挑战杯”课外作品竞赛一等奖。

五、结语

根据河南理工大学的区域特点及煤炭行业背景，以河南省特色专业建设为契机，自动化专业建设取得了一定成效，改革了人才培养模式、优化了课程体系，建立了“突出特色，适应行业需求”、强调创新意识和工程能力培养的人才培养方案，多门课程建设成为国家级、省级和校级精品课程。通过具备矿山自动化专业知识的师资队伍建设，培育了国家级“三电”教学团队；依托国家级电工电子实验教学示范中心的实验室资源，改革实验教学体系，自动化学生在全国性科技竞赛取得优异成绩，提高了学校的知名度和声誉。

参考文献：

[1]程红，邹甲，王彦文.具有矿业特色的电气工程与自动化专业建设探索与实践[J].中国科技信息，2010，（2）：87-88.

[2]乔美英，陶慧，王泰华.煤矿类高校自动化专业培养方案改革[J].高教论坛，2010，（9）：50-55.

[3]陶慧，郑征，李冰峰.国家精品课程建设的探索与实践——以“自动控制系统”为例[J].中国电力教育，2009，（12）：101-103.

篇10

关键词：能源开发；经济发展；建议

[ Abstract ]: Energy development is an important economic development boosters, but unreasonable development to waste a lot of resources, needs attention, This paper analyzed the energy problems in the development process briefly, and put forward a proposal, for reference only.

Key words: energy development; economic development; suggestion

中图分类号：TE0

1、前言

改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的能源消耗越来越大，石油、天然气、煤炭等能源被大量开发，为经济发展注入了源源不断的活力，但是由于能源的过度开发，给生态环境造成了不良的影响，很多地方，能源开发结束了，那里也由于种种原因不再适合人类居住，能源的开发支援了经济的发展，却给当地居民带来了极大的损害，这严重违背了可持续发展的基本国策。另外需要注意的是，我国的能源利用率低，就拿煤炭来说，我国的煤炭储量相当大，但是大量的原煤被源源不断的运往国外，缺乏对煤炭的深加工，也就不能综合利用煤炭自身所蕴含的所有价值，赚取的仅仅是原材料的利润和人工成本，这也是以后的能源应着重解决的问题。综上可以看出，对能源的开发进行探讨具有非常重要的意义，本文以下内容将对能源开发过程中存在的问题进行简要的分析，并提出建议，仅供参考。

2、能源开发过程中存在的问题

根据作者多年的实践经验，认为能源开发过程中主要存在如下几个方面的问题：

第一，无序开采。多数矿山不按开采设计和开发利用方案进行开采，短期行为较为普遍。有的擅自改变开采顺序和开采方法，有的不按核定的开采规模进行生产，资源浪费较严重，矿业经济的规模效益没有体现出来。

第二，煤炭利用率低，能源利用不充分，在煤炭资源开发的同时，有大量的洗煤废水、烟气和固体废弃物排出，不仅浪费了资源，而且造成了严重的环境污染。

第三，矿产资源综合利用中新技术作用发挥不明显。我国矿产资源加工利用技术与国外相比差距较大，新技术的工程化引进与实施落后于世界水平，新技术实现产业化的规模较小，相关学科的最新成就在矿产资源利用与保护领域的融合较少，发挥作用不明显。

第四，煤炭行业的市场准入制度不合理。煤炭资源的有限性决定了国家对进入煤炭行业的企业要给予一定限制。我国对煤炭企业的设立实行许可原则，由煤炭管理部门审查批准。我国《煤炭法》第十八条规定：“有符合煤炭安全生产和环境保护要求的矿山设计”。《矿产资源开采登记管理办法》第五条采矿权申请人申请办理采矿许可证时，应当向登记管理机关提交的资料规定的 “开采矿产资源的环境影响评价报告”。虽然都有环境保护的内容，但矿山设计是否符合环境保护要求由哪个部门审批认定，是环境保护部门还是煤炭管理部门没有具体规定，缺乏可操作性。再就是从《煤炭法》第十八条规定的开办煤炭企业的六项条件来看，条件低，不细化，使许多生产技术条件比较差的小煤矿能够通过审批成立，从而造成资源浪费和环境污染。

第五，煤炭资源的调查规划和勘查工作有待加强，煤矿生产的机械化、集约化程度低，采矿方法落后, 科技含量低，煤炭深加工和综合利用水平低，洁净煤技术还有待推广。

第六，产品结构单一，产业链短，附加值低。2007年，某省实现煤炭工业总产值69亿元，其中非煤产值26亿元，这说明传统采煤、卖煤经营模式没有改变。在煤炭企业中普遍存在煤炭产品深加工不足问题，细加工就更不存在。洗煤生产线比较单一，品种不多，现在一般入洗生成产品为精煤和动力煤，不能构成合理的产品格局，直接影响销售面，影响销售收入，对煤矿生产出的其他附加品更是处理不够，导致浪费和对环境的污染，如煤矸石造成占地，气体甲烷破环大气层等，正因为不能延长煤炭产品的产业链，不能对煤炭产品和附加品进行深细加工，达到合理利用，使产品不能创造更大收益，进一步制约了煤炭行业的发展。

3、能源开发的建议

根据作者多年的实践经验，认为要解决能源的过度开发和低水平的煤炭转化现状应从如下几个方面采取措施：

第一，在矿区发展循环经济。

①注重再生资源综合利用的技术升级。再生资源综合利用只有达到一定的层次和规模，才能产生最大的效益。煤炭企业需要引进高技术含量的设备和技术，努力扩大再生资源的综合利用范围，提高转化利用率，使资源再生综合利用变得有利可图。

②创新思路，加强再生资源建设。要加快再生资源回收、综合利用体系建设。就必须发挥管理的主导作用，通过制度建设，形成回收、加工利用、处理三者有机结合的产业链。要严格管理，坚决淘汰资源浪费、污染严重的投资行为，整合循环利用资源，创建统一的管理机制，加大再生资源循环利用的力度和范围，使资源再生管理上规模、上层次、规范化发展。在利益共享的市场机制下，发挥科技开发、信息服务共享等优势，进行集约化管理，面向社会调剂利用，取得规模效益，增强企业可持续发展能力。

③建立以市场为导向的利益驱动机制。循环经济与市场经济具有同一性，目的是提高资源利用效率，进而提高环境效益和经济发展质量。同市场经济一样，都追求资源的高效利用和优化配置。因此，发展再生资源产业，需要建立以市场为导向的利益驱动机制，即由市场调节价格，建立合理的成本与收益链条，使循环经济链稳定运行。

④要建立再生资源回收利用强制制约机制，规范管理流程，强化循环体系建设。通过出台严密的工作措施，建立一整套严格的申报、鉴定、分拣、加工、利用、整理、调剂、出卖、交易程序，实现了从物资供应到废旧物资回收、管理、利用和处置的闭合式管理模式，对各单位回收上缴比例要有一定的强制性，考核投入产出比，并给予适当奖励，提高对下属企业回收上缴再生资源的工作积极性，引导再生资源产业有序、良性发展。

⑤转变观念，扩大循环经济发展范畴。再生资源在矿区内部循环只是企业层面的“小循环”，只有纳入到社会的“大循环”之中，才能真正实现物尽其用，有限资源、无限循环的工作目标。企业必须要面向社会，建立区域信息平台，实现同周边同类型企业的资源共享，实现资源使用的最大化。

第二，着力发展新型煤化工。新型煤化工是以洁净能源和化学品为目标产品，应用煤转化高的新技术，建成未来新兴煤炭－能源化产业；结合煤炭资源开发和煤炭生产建设的发展，建成若干大型产业基地或基地群。新型煤化工是煤炭工业调整产业结构，走新型工业化道路的战略方向；发展煤炭液化、气化等现代煤转化技术，对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义。

第三，主攻洁净煤技术，提高煤炭洗选水平。洁净煤技术指的是提高煤炭利用效率和减少环境污染的煤炭开发、燃烧、转化及污染控制等新技术群。美国开发的“维新-21”技术，按其概念设计、煤的利用率可以提高到55%，大大降低了温室气体的排放。随着这一新技术的实现与推广，到本世纪下半叶，可以期待煤炭转化“零污染”技术出现。洁净煤技术受到工业发达国家的高度重视。例如，美国政府已投入了69亿美元发展洁净煤技术，各工业发达国家制订了21世纪能源和能源科技新世纪战略规划和计划，旨在解决能源利用造成的环境问题。我国洁净煤技术发展迅速，一些重点领域或关键技术的研究开发，推广应用取得突破，其中：自主知识产权的超临界机组、烟气脱硫、大型煤气化技术正在开发之中；以自主技术为主的煤炭液化、IGCC、煤层气开发等技术已开始进入工业性示范阶段；型煤、中小型燃煤工业锅炉技术、煤矸石综合利用、粉煤灰综合利用、矿井水资源化利用等技术正在提高和完善中。但当前的洁净煤技术尚不能适应国民经济发展及市场需求，仍有待发展。研究表明：生产等量电力，如果煤炭燃烧率从30%提高到40%，就可以减少25%的二氧化碳排放量。我国火力发电煤耗要比世界先进水平高出60-70g/kW•h,全国发电煤耗每降低1g/kW•h，就意味着少烧24.3万吨标准煤。因此，要想使煤炭在未来的能源市场中站稳脚跟，必须在提高煤炭利用效率和洁净利用煤炭上狠下功夫，大力发展洁净煤技术，做深做精煤炭产业。

第四，积极鼓励煤炭资源规模开采。进一步加快煤炭能源产业结构调整，加大小煤矿的关停力度，加快淘汰落后产能、设备和技术，进一步推动有条件的地区建设大型煤电一体化等能源基地，提升能源产业的集中度，提高煤炭科学开采水平，提升资源的利用率，实现由粗放开采向以先进技术为支撑的安全高效开采转变，全面提升煤炭资源开采科学技术水平和综合安全保障能力。

第五，进一步调整优化煤炭企业结构，提高煤炭行业整体素质。加快实施大公司、大集团战略，抓紧大型煤炭基地建设，尽快形成若干个千万吨级的大型企业，以及一批年产规模500万t左右的企业，是改变煤矿安全状况，实现煤炭工业可持续发展的一条根本途径。在这个过程中，要积极引导和鼓励有实力、有技术、有信誉的企业，采取联营、兼并、参股、控股、收购等多种形式，促使有限的矿产资源向强势企业集中，依靠资金、技术优势加快发展矿产业，做大做强做优矿业经济。要结合深化煤矿安全专项整治，继续整顿关闭那些技术落后、浪费资源、污染环境和不具备安全生条件的小煤矿。在解决小煤矿无序开采、违法违规生产问题的同时，解决煤矿数量过多、集中度过低的问题。应联合、重组小煤矿，提高单井规模，最大限度地减少小煤矿数量。

第六，加快实施“科教兴煤”战略。要从根本上改变煤矿的面貌，必须大力推进科技进步，依靠科技进步提升传统产业，提高煤炭工业的整体素质。主要依靠企业自身的努力，同时在国家政策的扶持下，搞好矿井安全技术改造，加快技术装备更新换代和现代化矿井建设步伐。通过对矿井生产、安全系统改造，稳定生产能力或扩大生产规模。要瞄准煤矿安全的薄弱环节和煤炭发展的主攻方向，针对煤矿在瓦斯治理、高产高效、综合加工利用等方面的重大技术难题，开展科研攻关。可以采用建立煤炭企业技术中心的措施，其职能主要表现在如下几个方面：

①煤炭企业的技术中心重点围绕提高煤炭生产效率、安全和质量进行新工艺和新技术的开发和研究，以加快煤矿的现代化建设，以帮助企业走资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境污染少和可持续的煤炭工业发展道路。

②技术中心不断的研究分析国际和国内技术和市场发展的动态，有一定的获取技术和市场信息能力和分析判断能力，可以为企业发展提供决策依据。另外，要加快引进和培育煤炭科技力量，建设以大型企业为主体，中小企业参与、院校联合的煤炭科技服务中心，针对全省煤炭企业共性技术和关键技术开展科研、创新和服务。同时狠抓在职员工的技术培训和低文化职工的文化教育，提高队伍素质，适应技术升级。第七，完善煤炭立法。

①严格实行煤炭行业的市场准入制度。建设高产高效集约化矿井，逐步取代小煤矿，减少煤炭资源浪费，是煤炭工业实施可持续发展战略的必由之路。这就需要建立煤炭勘探、开发准入制度，提高煤炭行业的市场准入门槛，完善对开办煤炭企业条件的规定。对已有企业，要严格煤炭生产许可证的发放条件，可以根据煤炭资源赋存情况和开发要求，增加对企业年生产能力、回采率的要求，将不符合条件的组织、个人拒之门外。

②完善保护和治理矿区环境制度。煤炭资源的开发利用必须依法开展环境影响评价，环保设施与主体工程要严格实行建设项目“三同时”制度。按照“谁开发、谁保护，谁污染、谁治理，谁破坏、谁恢复”的原则，加强矿区生态环境和水资源保护、废弃物和采煤沉陷区治理。研究建立矿区生态环境恢复补偿机制，明确企业和政府的治理责任，加大生态环境治理投入，逐步使矿区环境治理步入良性循环。对原中央国有重点煤矿历史形成的采煤沉陷等环境治理欠账，要制订专项规划，继续实施综合治理，中央政府给予必要的资金和政策支持，地方各级人民政府和煤炭企业按规定安排配套资金。

③加大对能源开发的执法监察力度。应严格按照国家的相关法律法规对能源开发进行执法监察工作，对于违反国家法律法规的行为，要下整改通知单，并严格按照规定进行惩罚。

5、结尾

以上内容首先以煤炭为主要研究对象介绍了能源开发过程中存在的主要问题，随后根据自身经验提出了要解决能源开发过程中存在的问题的一些建议，表达了自己的观点，提出了自己的见解，但是作者深知，能源开发过程中显现出来的问题，需要从多个方面采取措施，而作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，才能为提高能源开发水平做出应有的贡献。

【参考文献】

[1] 《现代煤炭企业管理》牛克洪等，煤炭工业出版社