煤炭地质学范文

时间:2023-10-27 17:51:39

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煤炭地质学

篇1

关键词:实践教学特点 环节 创新 方法

煤矿地质课程的理论教学体系涵盖了地质科学的众多相关领域,主要内容包括:地球概述、地质作用等等。实践教学环节安排有矿物、沉积岩和岩浆岩以及煤的肉眼鉴定,同时包括课后野外教学的认识和实习。通过实习不仅可以初步掌握野外地质工作的基本技能和方法、认识和了解相关岩石、矿物和煤的基本鉴定特征,还可以进一步复习和系统总结所学到的理论知识,做到理论与实践的结合。

一、煤矿地质实践教学的重要性和特色

煤矿地质是一门实践性很强的学科,必须遵循“实践―认识―再实践”三步走的过程来进行研究才能学有所得。因此,我们在教学中一方面要进行大量的直观观察和实验,获得较丰富的实际资料;另一方面要将获得的大量资料进行归纳,学为己用。具体来说,煤矿地质实践教学具有以下几个特色:

(一)煤矿地质教学是一门集理论科学性、生产实践性、煤矿地质研究应用性于一身的综合性课程。课程教学改革的设计和安排既有理论教学又有野外、室内的实习、实验。理论与实践与科研相结合、是本课程的一大特色。

(二)该课程在包含有系统的地质基本知识、基本概念和基础知识的同时,重点突出了与煤矿生产紧密相关的地质知识和理论。为煤矿开采工程中解决地质问题、保障开采安全,为煤矿生产服务是本课程的又一大特色。课程内容中的一些规范也是矿井地质、采矿工程技术人员常备的重要参考资料。

(三)本课程内容庞杂,涉及多个学科:古生物地史学、地球科学概论、构造地质学、矿物岩石学、沉积学、水文地质学、煤田地质学、能源地质学、煤田地质勘探学等。本课程围绕煤矿生产这一中心,将这些学科知识进行了有机整合,并融入了现代科技新进展,既体现了知识机构的多样性、系统性、整体性、又突出了煤矿地质这一主题,反映整个课程构思的科学性、严谨性,是本课程的另一特色和创新点。

二、煤矿地质实践教学中应注意的环节

(一)合理安排教学体系

实践教学必须按照大纲和教材统一安排,根据教材知识体系合理进行知识量的布置,在认真研究学生对教材的理解,接受能力和思维规律的基础上,考虑先讲理论还是先实践教学,野外实习更应该制定好实习计划做到有目的,有步骤的进行,达到增强学生能力,巩固所学地质知识的目的。

(二)做好教学和资料积累的结合

学校可以根据实际情况在现有条件下逐步开展实践教学工作,可以采取一边进行教学,一边制作标本、模型和挂图的模式。例如,在组织野外实习时,可以发动学生制作一些矿物标本,或者在讲课中边讲边发动学生绘制一些地质图。同时注意保存和积累学生毕业设计的地质资料,这样做不仅为下一步实践教学积累做好了基础,而且会使我们的实践教学象滚雪球一样,资料越来越丰富。

(三)注意调查研究的针对性

实践教学要结合授课计划,有目的的进行,因此实践教学中的现场教学和野外实习地点的选择是十分重要的。为了加强针对性,任课教师必须在开课前做好充分的调查,选出有代表性、典型性的实践地点。这样做一方面可以结合本地区的地质特点,结合实践教学学以致用;另一方面能够切实提高实践课的教学质量和效率,加强针对性。

三、实践教学中的创新思路和方法

(一)课堂教学通过多媒体课件,重点突出基本的地质理论、方法和技术,应用此方法不仅可以增加教学信息量,而且可以更直观地了解一些地质作用的过程和结果,达到师生互动共同参与的目的。组织好煤矿地质课的现场教学是上好这门课的必要手段,例如:地质剖面图,水平切面图,煤层底板等高线图是矿井三大基本图件的多媒体展示,不仅直观,而且形象生动。

(二)实例式教学法目的是通过煤矿生产中的实际案例分析,让同学们了解地质理论在煤矿中的具体应用,从而学会在生产中解决发生的地质问题。例如在讲到地层的划分对比时,就可以用石门揭开含高瓦斯煤层的施工中,如何预报掘进工作面距煤层的距离的案例来讲解。这就涉及到煤层及上覆、下伏地层的岩性对比和厚度的关系,一画图就清楚了。通过该事例不仅讲解了地层划分对比的内涵,也分析了地层划分对比的方法,同时又讲解了预防盲目揭开煤层而产生瓦斯突出危险的一个重要方法,达到事半功倍的目的。

(三)启发式教学法是针对非地质专业学生对地质知识尚未入门的特殊情况而确定的。例如在讲到地质构造时,因为比较抽象,就可以通过野外或井下地层的出露情况让同学们思考为什么这些地层大多数是倾斜的或弯曲的?然后一步步的从理论上启发他们:这是因为受到水平作用力后发生弯曲倾斜的结构。这样有利于培养学生的主动思考和理论联系实践的能力。

(四)设疑式教学法是在进行讲解矿井水文地质工作时经常运用的一种方法。在讲到矿井地质灾害预防时,就可以假设一些问题,让同学们结合讲课内容进行思考。例如矿井井下突水的防治,就可以假设巷道掘进前方有一条断层,我们应怎么办?――通过学生自己的解答给出思路:首先要了解断层性质、是否导水,然后要了解断层位置,如果有突水可能就要进行井下探放水,为了探放水应该做好那些安全保障工作等等。这样一系列解决问题的措施的提出不但给学生一种身临其境的感觉,而且使学生从中学会了对井下地质问题的分析、处理的方法。

四、结束语

煤矿地质学是采矿工程、安全工程等专业必修的专业基础课,属于核心课程。实践课程的培养目标是使学生了解和初步掌握与煤矿基建、煤矿生产有关的地质知识和矿井地质的工作方法,做好煤矿地质的教学工作,对培养学生阅读和使用各种地质资料、地质图件的能力,从而更好地为煤矿设计、基建、开发生产等阶段服务具有重要的意义。

参考文献:

[1]李风华.浅谈《煤矿地质》实践教学环节[J].西部大开发.2010.

[2]吴志明.强化高职院校实践教学环节之我见[J].南通职业大学学报.2007.

篇2

关键词:煤矿地质;实践教学环节;体验教学;认识实习

中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:1009-8631(2010)01-0155-01

21世纪是高科技的信息时代,随着科学技术的飞速发展和现代化企业的兴起,新技术新工艺新产品层出不穷,现代化企业急需高素质技术人才。高职教育就是适应现代化生产的需要而发展起来的,高职教育的人才培养目标是培养服务生产一线的高等技术应用型专门人才,提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力。实践能力是实现人才培养目标的关键,实践教学是培养实践能力的重要途径,在《煤矿地质》中如何合理设计实践教学环节,提高实践能力,值得与同行们共同探讨。

一、《煤矿地质》实践教学组成及组织形式

《煤矿地质》分为理论教学和实践教学两部分,实践教学占总课时量的60%,穿插在理论教学中的实践课时量占20%,课程结束后期末的认识实习占40%。《煤矿地质》开课专业是矿业工程系的采煤技术专业和矿井通风与安全专业,属于非地质类专业基础课。一般专业课的实践教学是指课程结束的学期末的生产实习和认识实习,《煤矿地质》的实践教学有所创新,其环节分为循序渐进的五个过程:社会调查环节、地质资源鉴赏环节、地质实验环节、体验式教学环节和地质认识实习环节。以小组的形式组织,小组长负责制。小组长考查组员,老师考评小组长并抽查组员成绩。

二、《煤矿地质》实践教学环节

1.地质资源的社会调查环节。它是实践教学第一个环节,安排在“矿物概念和性质”等理论教学之后,“常见矿物”教学之前。目的是更好掌握矿物的性质,激发专业兴趣,调动学习积极性,为更好地理解“矿物特征”、“常见矿物鉴别”做铺垫。专业课中开展社会调查,是《煤矿地质》实践教学的改革尝试。比如:利用奇石一条街和每年的“奇石展”作为地质教学资源,带领学生走出教室,把课堂设在珠宝行和展厅,通过完成实习作业展开地质资源社会调查。各小组在规定时间完成实习作业后回到课堂,汇报作业内容、质疑。以学生汇报,代替老师“一言堂”来完成“五类矿物”和“常见矿物”学习过程。这种实践教学方式激发了学生的好奇心和学习兴趣,培养了与人交流的能力、收集信息的能力、按要求完成作业的工作能力和团队合作的能力。学生答疑的过程,是加深理解理论知识的过程,体现了学习的积极性和主动性。教学环境的改变也为培养创造性和发散思维创设了良好的学习情境。

2.野外地质资源鉴赏环节。它是实践教学的第二个环节,安排在“地层的划分与对比”开课之前,为理解“地层”的概念和出露形态增加直观性。乌海位于贺兰山北段,黄沙遍野,山上寸草不生。黄河水自然切割的地层,是理论教学最好的资源,其出露形式、露头线与地形关系,形象直观,而且有利于其他学科如《矿图》和《井巷工程》等的理论学习,很好整合了其他学科知识,体现了实践能力培养的系统性。在前两个实践教学环节中,通过踏勘和观察,扩充了教材内容。如来自内蒙左旗的恐龙蛋化石、沙漠玫瑰和大漠石、来自周边采石场的钟乳石、来自煤矿的黄铁矿结核等等。了解了珠宝奇石的鉴赏方法。认识了乌海市濒危固沙植物:四合木、胡杨和早柳。看到了沙漠特有的“雅丹地貌”、蓬勃发展的西部高耗能化工基地,焦炭基地等,从生产生活实际延伸到环境与经济的可持续发展,由温室气体的排放唤醒环保意识;了解黄河水中上游的污染现状,展望内蒙古煤的洁净转化和深加工技术的应用前景等等。爱因斯坦曾说过:

“仅使用专业知识育人是不够的,通过专业教育可以成为一种有用的机器,但不能成为一个和谐发展的人”。这种社会调查和鉴赏课正是跨学科学习最好的方式,建立了热爱祖国热爱家乡的情感,树立了用专业知识建设美好家乡的信心。

3.地质实验教学环节。在“岩层产状”一节,实验课。目的获得操作技能和理解概念和测量原理。地质实验不同与其他学科,产状三要素、岩层真倾角和视倾角的理解是历届学生的难点。借助模型和地质罗盘,利用直观性教学,来突破难点。至于仪器的操作,由“会用”到“会测”再到“能测”的过程就是由知识转变成技能的过程,即操作技能。反复练习就能获得。而真正理解抽象概念和理论知识,还需要给学生思考的空间,地质实验课不是走形式验证实验数据,而是要理解至关重要的专业术语。

4.体验式教学环节。实验课结束后安排体验式教学(现场教学)环节。即野外岩层产状测量,由模型过渡到实物,利用校园周围的奇石资源,边授课边实验。要求画出并表示岩层三要素,为后面绘制地质素描打基础。目的培养运用知识解决实际问题的能力。在体验式教学环节中学生会出现好多疑问:如图与实物不对应等。“不愤不启不悱不发”,针对学生的问题教师要循循善诱,采用孔子的启发式教学,鼓励学生积极思考,举一反三,闻一知十,一以贯之,融会贯通。体验中才能促进思考,亲手实践才能加深理解理论,才能培养实践能力。高职教育实践教学恰好弥补了传统教育的不足,学生走向工作岗位,动手能力强,上手就能干并且低就业,适应性强,得到用人单位认可,最终成长为技术骨干。

5.地质认识实习环节。认识实习是《煤矿地质》最后实践教学环节,也是综合运用地质理论培养岗位实践能力的重要环节。在这一环节中,带学生到野外的“石峡谷”(断裂构造也是旅游景点)。任务是画出该断裂的素描图并描述两盘的岩性特征。目的锻炼学生井下巷道的素描能力、地质编录能力、采掘中地质构造素描能力。由于受井下生产条件、时空限制,只有在地面模拟讲解。看到学生自己制作的素描图,就像欣赏一幅幅名人作品一样令人兴奋。从学生的实习感受里似乎跳跃着一个个充满创造性的心灵,显现了巨大的潜力。每个学生都渴望知识、获得能力,是传统的教学模式扼杀了学生的灵感和创造欲望。

篇3

一、激发学生的学习兴趣

现代的多媒体技术可以在课堂上创设有趣的教学情境,使课堂变得更具有动态性,让学生融入一种更加具有活力的学习氛围之中,提高学生的学习兴趣。在中职地理课堂上运用多媒体技术使课堂不再静态且呆板。

在中职地理教学中有许多运用多媒体技术的实际事例,在讲解地理运动与地表形态时,导入部分运用多媒体播放了一段关于沧海桑田的影视片段,通过变换的画面、悦耳的音乐以及详细动听的解说,学生仿佛身临其境,给学生美的享受。与此同时,可以抓住学生的注意力,使其集中精神到课堂上。在讲解地貌以及外力作用时,可以通过多媒体展示给学生一定的地貌景观的图片,包括风积作用中的风蚀蘑菇、风蚀柱等。这样就可以使学生的感性认识得到增强,更好地理解和记忆,产生比较好的教学效果。

二、培养学生自主探究的学习能力

在现代的地理教学中,网络技术应用广泛。教师可以通过多媒体技术对学生进行网络教学,让学生自主探究地学习。在这个过程中,学生是教学的真正的主体,而教师起到指导和促进的作用,同时可以调动学生的主观能动性。多媒体技术可以提供更多的丰富的画面。声音以及文字,使学习内容变得更加形象具体,有利于学生的学习和记忆。如在讲解工业废水对生态环境的影响时,可以制作幻灯片进行教学,制作生动的动画进行演示,同时在动画播放的过程中插入适当的文字讲解,使文字与动画结合起来,达到了很好的教学效果。在课件演示的同时,教师可以在班级的中间位置进行授课,这样可以更好地亲近学生,同时也最大范围地对学生进行监督。

三、提高学生的读图能力

在中职地理的学习中,很重要的特点就是将地理事物落实到实际的地图上,所以学生应该掌握读图和解图的技能。应该培养学生的读图能力,然而在书本上的图片是静止的,学生不容易理解,运用多媒体技术则可以直观地展现设计内容。例如,在讲解洋流内容时,运用多媒体播放视频以及动态的图片展示海水在地球表面的流动方向和变化的规律,学生通过直观的感受更容易理解并且在脑海中形成比较深刻的印象,最终学生可以提高自己的读图能力。

四、提高课堂的教学效率

运用多媒体技术进行网络地理教学,内容非常具有时代性,教学氛围非常活跃。这样,学生状态非常好,从而进行自主学习。多媒体技术进行教学具有很多的优点,可以多种媒体相互交错地使用,非常方便并且迅速,与传统的教学相比,运用多媒体教学,教学容量更大,教学效率更高。如在讲解西北地区的内蒙古草原时,可以播放相关的音乐,如《草原上升起不落的太阳》或者播放有关于草原放牧的视频,加深学生?δ谌莸睦斫夂图且洌?同时有效地活跃了课堂氛围。在中职地理教学中,合理运用多媒体技术可以大大提高课堂教学效率。

篇4

【关键词】非物质文化遗产 中学美术教育 校本课程 文化传承

非物质文化遗产凝聚着中华民族优秀传统文化的精髓,是民族文化的灵魂。它体现了中国五千年源远流长的文明历史以及深厚的文化积淀,映射着民族精神的光芒。然而,在经济全球化和多元文化的冲击下,许多非物质文化遗产正面临消亡、断代的危机。青少年是民族文化的传承者,也是未来文化的创造者,因此保护和传承非物质文化遗产需要从孩子抓起。2008年文化部副部长周和平表示:“非物质文化遗产进课堂、进教材、进校园是非物质文化遗产保护可持续发展的根本举措,也是国外非物质文化遗产保护的成功经验。”[1] 在中学美术教育中融入非物质文化遗产的相关知识,是在青少年中播下热爱民族艺术的种子,烙下民间美术审美情趣的烙印,必将有利于我国优秀民族传统文化的传承和发扬,同时有利于青少年民族精神的培养和文化素养的提高。

河南地处中华腹地,悠久深厚的文化土壤孕育了异彩纷呈的非物质文化遗产。与河南丰厚的非物质文化遗产相比,非物质文化遗产教育在河南基础教育中明显滞后。因此,在中小学阶段加强、落实非物质文化遗产教育势在必行,也是凸显河南地域文化特色教育的良好方式。

一、中学美术教育中融入地方特色非物质文化遗产的意义

中学是一个人知识结构、心智、道德品质等形成的重要阶段,也是人的一生中形成价值观、人生观、文化观的阶段。中学生好奇心强,求知欲望强烈,思维活跃,极富创造性,同时,他们又处于生理发育的叛逆期,理性思维尚未成熟,易受误导。因此,中学阶段的非物质文化遗产教育尤为重要。

(一)培养学生的民族自豪感和非物质文化遗产保护意识

现在的很多中学生,即便是从小长在农村,对家乡的民间艺术很多也是一无所知,更谈不上关注和热爱了。非物质文化遗产进入中学课堂,其重要目的就在于通过学校这块教育主阵地,引导学生认识民俗文化和民族的传统工艺,用民间艺术丰富的知识含量和饱满的情感容量打动他们,使其心灵受到震撼和启迪,并对孕育这些优秀民族文化艺术的土壤产生强烈的探求欲望,对民间艺人产生由衷的敬意,逐步改变他们漠视或蔑视民间艺术的态度,从而增进学生对家乡的归属感和对民族的认同感,提升民族自信心和民族自豪感,学生在了解中华民族博大精深的非物质文化遗产的同时,直观地感受到保护非物质文化遗产的必要性和紧迫感,明白自身在非物质文化遗产传承与保护中应该担当的重任。

(二)培养综合素质高的人才

由于非物质文化遗产多样化的特点,在美术教育过程中需要采取多样化的教学手段和方法,不仅要让学生掌握一定的民间艺术知识、技能,更重要的是提高学生对民族传统文化的认知能力,理解多元文化,增加乡土知识,以包容和开放的心态继承人类的文明成果,从而在很大程度上培养学生的鉴赏能力、动手能力、语言表述能力、实践能力和创新能力,进而提升学生的人文精神、情感、人格等各方面的素质和修养,帮助他们树立正确的文化观、人生观与价值观,促进健全人格的形成,为学生的全面和谐发展奠定基础,有利于他们将来成为符合新时代需求的综合素质的人才。

二、中学美术教学中进行非物质文化遗产教学的策略建议

当前,河南省中学的非物质文化遗产教学普遍滞后,究其原因,首先,中学生课业负担较重,学生无暇深入探讨其他问题,相反,他们更容易接受简单、刺激的西式“快餐文化”。其次,升学压力大导致学校忽视美术教学,中学教育工作者对非物质文化遗产的认识还很缺乏,在教学理念、教学方式、学习方式、评价方式等方面认识不到位。再次,教材不规范,缺少河南本土非物质文化遗产的内容。基于上述原因,笔者对河南中学非物质文化遗产教学提出以下几点建议。

(一)建构校本课程,开发地方性乡土教材

目前河南省中学普遍使用人教版美术教材,虽然非物质文化遗产的内容有所涉及,但是有关河南非物质文化遗产的素材根本就没有。因此,河南省中学急需开发校本课程,编撰可行的本土非物质文化遗产教材。在以文化传承为主导的教育观指导下,组织专业的教师小组和专家共同探讨合作,分层次、有比例、有选择性地将当地特色鲜明且符合中学生认知心理的非物质文化遗产编入美术教材,“使学生能够全面系统地认识和学习民间的活态文化,弥补或沟通学生所具有的本土性知识与学校教育中的‘科学知识’之间的裂痕”。[2] 在教材内容的选择上应遵循教育性、典型性、趣味性、地域性、文化性、创造性原则,要规范、通俗,既能反映河南本土非物质文化遗产的基本特色,又能激发学生对乡土艺术的学习兴趣。

(二)提高教师非物质文化遗产专业知识,加强师资队伍建设

非物质文化遗产是新兴的专业学科,目前在河南中学几乎没有这方面专业的师资,许多美术教师自身对民间美术、非物质文化遗产都不甚了解,而“教师扎实的本体性知识是其取得良好教学效果的基本保证”。[3]因此,教师要勤于钻研,通过各种渠道完善、补充非物质文化遗产知识,注重自身文化素养的提升,正确理解课程资源的内涵和外延,以渊博的文化知识来扩展学生的精神世界,激发学生的求知欲。学校现有教师在完善非物质文化遗产知识的同时,可以聘请优秀的非物质文化遗产传承人进课堂,补充师资与专业知识的不足;还可以通过引进民间艺术人才、培训在岗教师等途径来优化师资队伍。

(三)合理利用本土非物质文化遗产资源

怎样合理利用河南本土的非物质文化遗产的内容,是做好非物质文化遗产教育的重点。开发校本课程资源时要认真甄别与筛选,选择合适的题材,结合中学美术教育的特点,紧密联系学生实际情况,量身定制恰当、适用的教材和教学活动方案。

1.发掘美术教育与非物质文化遗产的契合点

河南省非物质文化遗产种类丰富,教师应学会甄别与利用当地非物质文化遗产课程资源的方法,选择美术学科便于发挥的内容。比如将河南传统戏剧曲艺――豫剧引入美术课堂,应侧重于戏剧脸谱图案、服饰和道具、舞台设计等内容的学习,而不是教学生唱法和唱腔。比如在介绍脸谱图案时,重点让学生了解脸谱色彩的象征意义:黑色象征刚正,白色代表奸诈,红色代表忠义,绿色代表勇猛暴躁,蓝色代表骁勇心计,黄色象征神仙鬼怪,等等。掌握了这些知识,学生在绘画脸谱时就会灵活运用色彩的象征寓意去想象、创新。寻找和挖掘非物质文化遗产各种艺术类型和美术课程之间合适的结合点去教学,能使课堂更加精彩,教学效果也会事半功倍。

2.选择典型的非物质文化遗产资源

教师要根据当地非物质文化遗产资源的特色认真筛选具体教学内容。首先,要选择教师熟悉的题材便于发挥;其次,要选择贴近生活,学生接触过的民间美术,如剪纸、朱仙镇木版年画、淮阳泥塑、浚县泥塑、苏奇灯笼画、秦氏绢艺等,这些都是喜闻乐见的民间美术,制作材料常见易得,制作工艺简单易学,学生更容易理解、接受和喜爱,同时,所选非物质文化遗产素材要能代表当地良好的传统文化和精湛的手工技艺。有的非物质文化遗产可能包含一些封建迷信的内容,教师要因势利导,突出其健康和积极向上的一面,如朱仙镇木版年画中的灶君神、天地神、门神等都是为了驱邪避灾,要注意让学生用积极的态度看待这类非物质文化遗产,“以发展的眼光、科学审慎的态度、具体的分析和合理的利用来对待社会风俗、礼仪、节庆”。[4] 除了从艺术的角度认识朱仙镇木版年画的制作工艺、色彩特征、造型等艺术特色之外,更要侧重于对其人文精神的解读和领悟。通过对秦琼、尉迟敬德两位门神故事的讲解,激发学生对忠诚、正义、责任等品质的追求。

(四)采用灵活多样的教学方法,培养中学生对非物质文化遗产的兴趣

1.欣赏与手工制作相结合

非物质文化遗产与人们的日常生活息息相关,体现着广大劳动人民的智慧和精巧的手工技艺。在中学美术课堂中,单一的理论讲授和欣赏容易使学生产生疲劳和厌倦心理,而动手操作可以激发学生的主动性和参与热情。手工制作的过程始终贯穿着对材料的选择、构思、设计,既能够启发学生的创造思维,也能够锻炼学生的动手能力,同时,对劳动人民的创作过程有更深刻的体验,完成的作品可以使学生产生自信心和成就感。

2.实物与多媒体相结合

民间美术类非物质文化遗产是以独特的材质和丰富的表现形式给人以强烈的视觉冲击力,这些决不是用语言说得清的,而通过实物的展示,学生可以获得全面而真实的感知,形成深刻的印象。教师平时要通过各种途径搜集当地民间美术实物,丰富教材和教具,比如在展示淮阳泥泥狗、浚县泥咕咕时,让学生吹一吹,把玩一下,泥玩具憨态可掬的造型和美妙的声音,必将极大地提高学生的兴趣。在实物不足的情况下,可利用多媒体教学资源的优势,向学生展示“活态”的人类活动,拓展学生的视野。现代化多媒体教学的独特功能能够弥补传统的口口相传的教学的不足,并且民间美术是以视觉教学为主,教师亲自制作课件,图文并茂,能极大地提高教学的条理性、直观性;大量的图片和影音资料借助多媒体传授,使民间美术的展示效果更生动。

3.民间艺人课堂演示

非物质文化遗产传承人掌握着精湛、宝贵的技能,打破传统的课堂教学模式,突破教师界限,邀请民间艺人进课堂,与学生面对面地交流,通过艺人们技巧技法的演示,使学生更真切地感知非物质文化遗产的独特性和魅力。民间艺人手把手地传授技艺,能够极大地激发学生的学习热情,使学生真正了解非物质文化遗产的精髓。民间艺人对民间美术文化有很深刻的感情,容易在情感上感染学生,有利于培养学生的民俗情感。

4.引导学生进行实践考察活动

带领学生外出实践考察是体会原生态非物质文化遗产的最佳方式。通过参观民俗博物馆,考察当地旅游纪念品商店、集贸市场,去民间美术风情较浓的淮阳、内黄、滑县等地采风,访问当地民间艺人,体验非物质文化遗产赖以生存的生态环境,体会当地居民的生活方式,能更直观地感知原汁原味的民俗艺术。学生通过考察,开拓了知识面,拉近了自身与非物质文化遗产之间的距离,能更深刻地理解非物质文化遗产的内涵与形式,同时,使学习过程变得生动有趣、丰富多彩,实现艺术与自然的融合。

5.要以课程标准为依据,树立新的评价观和评价体系

有效的教学评价不仅是对学生能力的肯定,更是一种促使学生能力发展的动力。对于非物质文化遗产学习的评价,要采用多元评价的方法,一是重视学生的自我评价,学生是学习的主体,通过学生的自评、互评可以调动学习的积极性,学生之间互相督促,取长补短,共同进步。二是注重对学生非物质文化遗产学习活动的形成性评价,不仅要通过学生作品评价学习结果,而且要通过学生在美术学习过程中的表现,对其在美术学习能力、学习态度、情感和价值观等方面的发展予以评价,突出评价的整体性和综合性。[5]

综上所述,河南省非物质文化遗产在中学美术课程中的传承教育任重而道远,首先,中学教育工作者要改变教学理念,树立非物质文化遗产传承、保护意识,认识到非物质文化遗产教育的重要价值和意义。其次,要在教学方法方面不断探索、创新,明白中学非物质文化遗产教育不仅是绘画和制作技能的培训,更是对中华民族优秀传统文化的学习与沉淀。教学中要注重激发学生的学习兴趣,培养学生的非物质文化遗产保护意识。只有充分发挥学校在非物质文化遗产传承中的桥梁作用,才能使中国古老的文化更好地延续下去。

(作者单位:安阳师范学院美术学院,河南 安阳,455002)

参考文献:

[1]邹启山.人类非物质文化遗产代表作[M].郑州:大象出版社,2006.

[2]万明钢,白亮.西方多元文化教育与我国少数民族教育之比较[J].民族研究,2008(6).

[3]张大均.教育心理学[M].北京:人民教育出版社,2003.

篇5

基金会十分重视尘肺病治疗的科研与培训工作。基金会理事长濮洪九表示,尘肺病科研与培训工作意义重大,支持有关单位开展尘肺病科研与技术培训,不仅是基金会的重要工作,更是落实科学发展观,实现基金会宗旨的重要手段。基金会科研与培训基地的确立,必将推动尘肺病科研与推广工作向纵深发展。

中国煤矿工人北戴河疗养院是大容量双肺同期灌洗技术临床与科研的发起单位。自1991年以来,该院利用该技术已治疗患者3500余人次,均获得满意疗效,无一意外发生,并获得国家科技进步奖。卫生部组织专家对其鉴定认为:该技术成果处于国内领先、国际先进水平。2005年以来,该院受基金会委托,已将该项技术推广到晋煤集团总医院、福建省煤矿中心医院、开滦职业病院、平顶山职业病院、铜川矿务局总医院、新疆煤矿总医院、鹤煤集团总医院,越南社会主义共和国以50万美金引进了该项技术。

该院不断将肺灌洗技术在规范中发展,在发展中进一步规范。他们的《大容量全肺灌洗治疗尘肺病远期疗效随访》课题已列入国家科技部“十一五”规划,并已成功启动。具有实用科学价值的《大容量肺灌洗术中肺泡表面活性物质丢失、提取及回输的研究》已取得阶段性成果。同时围绕此项科研的两项专利――膜分离技术专利和设备发明专利的申报已被国家专利局受理,有望近期正式颁发专利证书。中国煤矿工人北戴河疗养院领导和医务人员极为重视大容量全肺灌洗技术的深化与革新,对术中的每一个细节问题都在实践中注意规范。他们编著的荣获2004年国家安全生产科技成果一等奖的《大容量全肺灌洗术医疗护理常规及操作规程》今年将再版,并充实崭新的内容。

篇6

课题名称开题报告(宋体,三号,加粗)

简要描述课题概况,主要描述课题要完成的目标。(宋体,小四,150字以内)

一、课题研究背景(宋体,四号,加粗)

(一)工程概况(宋体,小四号)

主要描述工程的具体名称,位置建设单位,规模,技术经济参数等。(宋体,小四,300字左右)

(二)课题研究的意义(宋体,小四号)

主要描述课题研究对工程有何用途,及对本人的知识和技能的获得有何意义。(宋体,小四,200字左右)

二、课题研究内容(宋体,四号,加粗)

(一)研究的主要内容(宋体,小四号)

主要描述课题研究哪些内容,或进行哪些项目的设计或计算。(宋体,小四,300字左右)

(二)课题的研究目标(宋体,小四号)

本项目的研究目标是:(描述具体目标)(宋体,小四,100字左右)

(三)预期成果形式(宋体,小四号)

施工组织设计文本、计算书、设计说明、或图纸等,结合课题自选。

三、研究步骤及使用的关键技术(宋体,四号,加粗)

(一)研究步骤

研究步骤如下:

200×年×月-200×年×月,具体任务1

200×年×月-200×年×月,具体任务2

200×年×月-200×年×月,具体任务3

(二)关键技术

描述完成课题使用的关键技术。(宋体,小四,100字左右)

四、课题研究价值(宋体,四号,加粗)

(一)创新点

描述课题的创新点。(宋体,小四,60字左右)

(二)应用价值

描述课题的应用价值。(宋体,小四,100字左右)

五、研究条件(宋体,四号,加粗)

描述课题的具体研究条件,如基础资料情况,已经掌握了课题研究需要的知识或技能,指导老师的情况等。(宋体,小四,200字左右)

六、参考文献(宋体,四号,加粗)

1、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版

2、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版

3、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版

4、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版

5、《××××》,作者名称,杂志名称,***年第*期

大学论文开题报告格式范例:

题目:煤矿防治水管理及预防措施

一、本课题的研究目的和意义

1、选题目的:

煤矿水害是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一,其危害程度仅次于瓦斯,矿井水害问题历来是制约煤炭资源开发和影响煤炭企业安全的重要因素,一旦发生水害,不但会给生产单位造成巨大的经济损失,也给职工生命安全造成极大的威胁。随着泉上煤矿矿井开采范围的延伸、生产能力的提高及开采深度的增加,其开采地质条件及水文地质条件将变得更为复杂,涌水量进一步增大,水害问题也更为突出,故需要对其地质条件、水文地质条件、防治水措施等重新进行分析研究。同时,通过对理论知识与实际的结合运用提高自己分析问题和解决问题的能力,为以后的学习和工作奠定基础;

2、选题意义:

本论文着眼于矿井持续快速发展与安全生产的现状要求,运用水文地质学、、矿井地质学、构造地质学、岩石学等课程的理论和方法,从充水水源、充水通道,矿井涌水量及其变化、水化学特征等方面对煤层底板灰岩承压水突水危险性进行分析研究。其研究成果,不仅可查明煤层底板水患影响程度,并对矿井制定切实可行的防治水措施,确保安全生产、提升矿井经济与社会效益均具有一定的参考价值。

二、本课题的主要研究内容(提纲)

(1)研究矿井主要地层、地质构造及其构造演化规律,查明影响矿井生产的各种水害地质因素。

(2)只有建立和形成规范的防治水技术管理秩序,才能有效地开展一系列防治水工作。

三、文献综述(国内外研究情况及其发展)

矿井突水严重威胁着矿井生产及工人安全,为此国内外专家对影响矿井突水因素和突水机理作了深入研究。这些研究总的来说,可归纳为两类,

一:以水压为主要因素,主要考虑承压含水层地下水力对隔水层的作用,如斯烈萨列夫理论、突水系数等;

二:以矿压为主要因素,试图通过研究顶底板隔水层和采动作用下的变形、破坏等特征来认识突水规律。

近年来,对于矿井突水通道,专家、学者从损伤力学、断裂力学、矿山压力学、岩体力学及构造地质学等方面做了大量工作,研究结果表明危害最大和难以准确把握的是断裂构造突水通道;对于突水机理,从“下三带”理论、矿压、大中型断层、小断层等方面做了大量工作,得出突水以承压水通过断裂构造进入矿井为主;对于突水预测,专家建立了遗传神经网络模型、GIS模型、尖点突变模型等煤矿突水预测模型但由于不同地区、不同矿区构造、水文地质条件的复杂性和多变性,迄今为止还没有一种放之四海而皆准的研究方法能对矿井突水进行有效的预测和防治。

四、拟解决的关键问题

本课题主要在充分整理研究泉上煤矿区域资料的基础上,采用地质与水文地质调查、水质分析等当今水文地质研究中行之有效的技术手段,对泉上煤矿的水文地质条件及其影响分析进行综合分析和评价,并根据分析的成果和结论提出相应的防治水措施。

五、研究思路和方法

结合历史水文资料,对水文变化、防治水措施存在的不足进行全面总结、根据历史水文资料和实际情况进行对比,进一步优化泉上煤矿防治水措施方案通过专业技术刊物及相关网站查阅相关资料和书籍依据国家现行的有关规范,包括:《煤、泥炭地质规范》、《煤矿安全规程》、《煤矿井地质工作手册》、《矿区水文地质工程地质勘探规范》等,确立相应的标准

六、本课题的进度安排

1、第1~4周现场实习调查阶段(泉上煤矿实习)

2、第5周确定毕业论文题目及提纲

3、第6周进行相关资料查阅与检索

4、第7~8周完成毕业论文开题报告

5、第9~12周完成毕业论文初稿撰写

6、第13~14周交付指导教师审查,修改完善毕业论文

七、参考文献

1、柴登榜等。矿井地质工作手册[M].北京:煤炭工业出版社,1986.

2、郭颖、李智陵等。构造地质学简明教程。中国地质大学出版社,1995.8

3、孙超主编。构造地质学[M].北京:地质出版社,1993.

4、徐星宽。矿井突水机理、水害成因与防治[J],山东科技大学学报,2003.22

5、章至洁等。水文地质学基础[M]:中国矿业大学出版社1995.9

6、国家安全生产监督管理总局。煤矿防治水规定[S].2009.

篇7

提要:

矿区水资源保护和矿山防治水这两个互相矛盾又紧密联系的问题给传统的矿山水文地质学带来了更多的挑战和机遇,迫切需要新理论、新技术的发展。为了更好的实现矿区未来地下水资源的开采、利用与保护以及采煤安全和区域水资源可持续利用,本文选择长治盆地为重点研究区,从采动引起的覆岩移动入手,在资料分析的基础上,采用相似材料模拟、综合物探、野外监测、现场注(压)水试验的方法,运用水文地质学原理研究了采煤引起含水层结构变异厚度及其渗透性变化特征;在此基础上,以长治盆地集中开采区水文地质条件和野外监测数据为基础,建立了区域地下水流场三维动态模拟试验台,为研究含水层结构变异后的地下水循环机理和水资源重新分布提供技术支撑;本文同时指出了我国矿山水文地质研究目前存在的问题和面临的挑战,分析了矿山水文地质学科的发展趋势,展望了未来相关分支学科和关键核心技术的发展方向与前景。

关键词:

矿区;采煤驱动;水文地质;研究进展;发展方向

煤炭是我国可持续发展最可靠的能源支柱,由于特定的国情和条件,未来几十年内能源结构不会有根本的改变,预计高峰产量38~40亿吨,同时伴随大量的资源枯竭矿井闭坑。特殊的地理地质环境,决定了我国煤矿水文地质条件与世界其他国家相比,是极其复杂的,我国煤炭资源的开采受水害的威胁严重,尤其是随着开采深度、开采强度、开采速度、开采规模的增加,以及新的大型能源基地的建设,水害威胁愈来愈严重,矿山水文地质问题越来越复杂据不完全统计,我国重点煤矿已有上百亿吨受水害威胁的储量,给煤矿防治水工作和实现安全生产造成了更大的困难和更为艰巨的任务。我国矿山水文地质学科经过多年发展,出现了众多成绩斐然的学者和一系列的研究成果,尤其是在煤层顶板岩移、采区应力分布及演化、突水风险判别、导水裂隙发育、涌水量计算、矿井水保护与利用等方面取得了较为突出的成就,为矿区建设和区域发展起到了及其重要的作用。值得注意的是,矿井水文地质学科仍然存在许多问题急需我们投入更多的精力和时间展开研究。矿区水资源保护和矿山防治水这两个互相矛盾又紧密联系的问题给传统的煤田水文地质学带来了更多的挑战和机遇,迫切需要新理论、新技术的发展。本文以长治盆地煤矿集中开采区为核心研究区,针对采煤条件下的顶板含水层结构变异与地下水流场演化开展了系列研究。

1研究区概况

长治盆地是一个相对独立的水文地质单元,奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组为盆地内主要含水层,位于煤层以下。而两个主采煤层之间及以上依次展布着石炭系太原组裂隙岩溶含水层组,下二叠统山西组及上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组,基岩风化带与第四系松散含水层组等三个主要含水层组。其中基岩风化带含水层由粗-细粒砂岩组成,富水性因地而异,第四系松散含水层主要由中-细砂组成,厚度一般为60~130m,富水性较好,具有重要的供水价值。在这种水、煤资源共生的特定水文地质条件下,大规模采煤就成为地下水资源破坏的主要原因。长治盆地煤炭资源蕴藏丰富,含煤面积占到盆地总面积的2/3(图1),煤矿开采完全改变了天然状态下的水文地质条件,原有的含水层空间结构已经严重变异,地下水循环演化模式发生根本性的变化。本文选择长治盆地为整体研究对象,同时选择文王山断裂和二岗山断裂之间这块相对独立且煤矿开采剧烈的区域为核心研究区,有利于研究问题的系统解决。

2矿区水文地质研究方法及数据采集

采煤过程中覆岩有规律的垮落、破裂、下沉,形成导水裂隙带,含水层结构发生变异。研究含水层图1长治盆地水文地质简图Fig.1SimplehydrogeologicalmapofChangzhiBasin结构变异的方法较多,国内外专家采用的方法包括物理模拟试验法、地球物理勘测法、现场观测法、钻孔漏浆观测、抽(压)水试验、理论推算法和经验公式法等。本文根据长治盆地地质背景和开采情况,选择了室内模拟试验、综合钻探、地球物理勘测、现场监测、抽水试验等多种方法有机结合,对长治盆地煤矿开采条件下覆岩含水层结构变异情况进行了研究。

2.1覆岩含水层结构变异物理模拟试验

本模拟试验的地质原型是山西余吾煤矿,主要模拟S1202工作面,工作面对应的地面标高为+932m,工作面标高为298m。工作面走向长1400m,工作面宽度为295m,煤层平均厚度为6m,主要开采3#煤层,平均埋藏深550~600m,最大埋深超过800m。位于山西组下部,上距K8砂岩19.80~37.41m,平均31.85m,上距K10砂岩100m。工作面煤层倾角为3°~5°,试验采取高密集点阵法进行覆岩变化精细化研究,见图2。

2.2地球物理勘测

地球物理勘测区域选择在S1202工作面及相邻S1204工作面区域,主要目的是通过瞬变电磁高密集布点提高分辨率方法,宏观掌握矿区采煤条件下含水层分布范围、发育规模、埋深以及赋水状态等基本信息,查明含水层结构垂向变异特征和组合关系等。物探测线布置见图3。

2.3井下仰孔钻探及注水试验

井下钻探采用一个原岩孔注水试验(在未采动区域打孔)和两个采动孔注水试验(在采动后区域打孔)对比方式进行。注水试验场地选在王庄矿区某工作面进风巷道内布置。钻孔布置图如图4所示。仰孔钻探注水试验结果显示(见图5),开采前后上覆岩层变异范围内两端岩体透水能力有明显变化,首先压水量从变异微弱区进入严重变异区时压水量迅速增大,之后压水量有明显开始下降,当工作面推进到Z2-4、Z3-4区段范围时压水量明显区别于之前区段,但仍大于原岩状态钻孔所测数值,此时钻孔推进垂向高度约85m,当推进进尺超过Z2-4、Z3-4区段范围时,压水量又有了明显下降,接近原岩钻孔Z1所测数值,认为这部分岩层不属于岩层变异区。由此,可以确定试验工作面上方变异含水层厚度约90m。

2.4地下水位野外监测

含水层结构的变异必然引起区域地下水流场的变化,野外监测包括采区沉降及水位动态监测和现场抽水试验。采区水位动态监测主要布置了一眼潜水位动态监测井和20个地表沉陷动态监测点,其中5号监测点与水井监测点连线垂直走向,二者相距13m。共监测了15个月,频度为每天一次。采区水位动态监测点布置如图6所示。抽水试验准备工作总共调查了研究区内的水位波动带中的186口水井,经过综合分析选择了其中19口水井作为抽水试验水井。具体试验水井分布位置见图7。

2.5区域地下水流场三维动态模拟试验

覆岩结构变异引起了含水层流场的变化,顶板含水层一旦受到导水裂隙破坏,水位将急剧下降,引起大面积的地下水疏干,但具体疏干边界很难界定,本文针对这一问题专门研发了区域地下水流场三维动态模拟试验台进行了物理模拟试验研究。试验装置见图8。

3煤层顶板含水层结构变异规律

3.1煤层顶板含水层结构变异物理模拟分析

利用SPSS统计软件对10条测线210个测点数据进行聚类分析,得到图9聚类分析树形图。结合试验过程中观测到的岩层破坏程度,测线2和测线3位于模拟工作面垮落带中,因此工作面上覆岩层的垮落带高度大于30m。测线4、测线5、测线6和测线7位于模拟工作面裂隙带中,其中的岩层破坏与下伏垮落带中的破坏岩层杂乱无章,具有明显的规律性,尤其在其顶部测线7附近具有明显的层理性,这是裂隙带顶部列些成层状的明显特征。因此确定模拟工作面的裂隙带高度为94m,即上覆岩层变异高度为94m。测线8、测线9和测线10,其中的岩层位移量与前述两带中的岩层位移量有明显差别,且其中岩层破坏不甚明显,裂隙发育与采动前没有明显的差异性,规律具有明显的相似性,这是弯沉带明显特征。结合模拟工作面水文地质结构特征,煤层上覆K8含水层距煤层约为30m,K8含水层位于垮落带之中,采动过程中该含水层完全破坏。模拟工作面上部K10含水层距离煤层顶板约为90m,岩层变异带高度大约为94m,该层位地下水会被疏干或半疏干,从而确定该含水层也发生了变异。

3.2煤层顶板含水层结构变异物探分析

对比矿区水文地质条件和煤层开采进度分析物探结果,从垂向来看,煤矿开采对煤层顶板覆岩破坏和影响范围一般为250m~300m,影响范围从下到上逐渐变小,影响强度从下到上逐渐变弱。受到剧烈影响的顶板覆岩厚度约为整体影响范围的1/3,厚度约为90~120m,基本与裂隙带发育高度吻合。物探结果显示,高阻异常区(即裂隙带)分布有约150~200m厚的次高阻异常区,该区域完全位于采空区上方,从下往上呈现逐渐减小趋势。分析认为该区域为裂隙带外部的非连续裂隙变化区或裂隙微小变异区(图10)。

3.3顶板含水层结构变异厚度的确定

钱鸣高等人研究认为关键层位置对于导水裂隙带高度影响十分明显。通常认为坚硬岩层是刚性的,而软岩具有塑性。如果工作面推进长度较大时,坚硬岩层多沿垂直层面方向断裂;而于软岩层多数只发生塑性变化,不会产生裂隙,故软岩顶板不易发生突水。当关键层的悬露距离小于其极限跨度时,导水裂隙带不会向上进一步发展;而软岩层的下部自由空间高度小于其最大挠度时,软岩层能够保持塑性状态不发生破坏,此时导水裂隙带不向上继续发展,即变异含水层高度得以确定,由此我们提出关键隔水层的概念。即当某一隔水层满足公式υwmax≥Δi时(υwmax覆岩最大挠度;Δi自由空间高度),该隔水层即为关键隔水层,煤层至该隔水层的距离即为变异含水层厚度。以关键隔水层为界,可以划分为水位波动带和水位骤降带。水位波动带特征:水位波动,水资源未明显漏失,岩层弯曲;水位骤降带特征:水位骤降,水资源明显漏失,岩层发生冒落、裂隙发育。

4含水层结构变异渗透性分析

4.1水位波动带含水层渗透性分析

试验结果显示,采煤前抽水井ZL-01测得渗透系数为0.58m/d,采煤过后(CZ-06)的渗透系数为3.14m/d,是采前的5.41倍;另一组抽水井相距稍远,ZL-02井抽水试验测定渗透系数为0.58m/d,CZ-14井抽水试验测定渗透系数为4.69m/d,采后的渗透系数是采前的8.09倍。由此可知,采煤在改变地面形态的同时也使得潜水含水层的渗透性增大。采掘工作面推进过后使得采空区含水层渗透性明显增大现象,且采空区上方距开采边界20~70m范围内的永久裂隙区渗透性最大,其次是采空区中部裂隙闭合区,总体而言采动过后使得渗透性比采前增大约5~15倍。这对于矿区潜水循环将会产生积极意义(JiangHui,2011)。见表1。

4.2水位骤降带含水层渗透性分析

采煤后顶板水层结构性分布差异导致了渗透系数的变异不均衡性,根据试验结果可将煤层覆岩含水层变异带划分为4个区,见图11。①垮落储水区:该区域岩块大小不一,排列无序,岩块间缝隙多且宽,连通性好,研究区内一般厚20~30m,在煤壁附近垮落储水区发育较高,采空区中部垮落储水区发育较低。②裂隙渗透区:位于垮落带之上,与垮落带直接连通,垂向裂隙和层间裂隙发育,研究区内一般发育到煤层顶板以上90m,试验时注水量约为原岩注水量的10~20倍。③裂隙强径流区:靠近煤柱部位的裂隙渗透区两端是大角度张开裂隙发育密集区。从注水试验中可明显看到这部分区域发育上缘距煤层顶板约115m,裂隙强径流区的注水量约为原岩注水量的20~100倍,本区对地下水将会起到导通作用,是发育高度范围内的含水层相互连通,水量交换的良好通道。④离层管流区:离层主要发育在裂隙带以上部分岩体中,它数量不多,顺层展布,连通性极好,具有时效性,随煤层开采往往经历开裂发育闭合消失的过程。离层裂隙对地下水的意义主要表现为顺层输水。煤层的开采是一个动态的过程,应力场会随煤层的开挖而不断发展变化,因此动覆岩渗透特性也不是一成不变的。当工作面推进一定距离时,覆岩被当时的应力场改造,此时的渗透特性适应当时应力作用下的覆岩结构。随着工作面的继续推进,应力场发生了改变,覆岩结构层随之变化,原有的张开裂隙变为闭合,原来的完整覆岩开裂。覆岩的渗透特性随之而变,原本渗透特性好的张开裂隙变化导水性质较差的闭合裂隙,原不透水的原岩转化为导水岩体的一部分。

5煤矿开采区地下水流场演化特征

5.1伴随煤层开采地下水动态变化特征

5.1.1水位波动带地下水动态变化特征

根据野外监测结果,煤层采动过程中,潜水位下降与地表沉陷不完全一致,潜水位下降略滞后,采煤影响初期,地表沉降速度较小,沉降缓慢,监测井内水位未有变化。这是因为地下水具有天然调节能力,当地面沉降速度小于周围含水层对沉陷区补给速度时,就观测不到水位变化。在地面沉降的活跃期内,观测井水位变幅速度的趋势与地面沉降速度的变幅趋势相同。当地面沉陷进入衰退期,沉降速度明显放缓,潜水开始恢复,潜水水位动态曲线与地面沉陷动态曲线开始呈现完全不同的变化趋势。监测200d后,监测井水位趋于稳定,但是水位没有恢复到采煤前位置,这说明含水层虽然受到采煤扰动,但是含水层结构没有发生变异;水位未恢复到采煤前位置,分析认为采动后黄土受到扰动与下伏含水层越流增大(图12)。综上所述,伴随采煤活动推进,地表沉陷盆地逐渐形成,沉陷区内的潜水位出现下降,而沉陷盆地以外潜水位没有明显变化,两者之间形成水力梯度,使得盆地内潜水位逐渐恢复,使得沉陷盆地内水位形成了先下降后上升的波动现象。

5.1.2水位骤降带地下水位变化特征

根据试验结果,当工作面距离监测井35m左右时监测井中的水位尚未发生明显变化,继续推进水位开始出现明显的下降,此时下降幅度较小;当工作面推进到监测井上方时水位继续下降,下降幅度未有发生明显变化;当工作面推进超过监测井约24m时,水位发生了明显的变化,水位埋深变为137.1m,继续推进水位发生了不同程度的骤降。当工作面推过44.4m时,水位降至-147.52m;当工作面推过监测井50.3m时,水位降至-150.3m;当工作面推过监测井57.9m时,监测井水位降至孔底-213m,孔内地下水完全漏失。继续监测到工作面距离监测井200m,仍未见到水位(图13)。从上述水位变化过程来看,采动过程上覆岩层变异带内的含水层水位随工作面的推进水位发生了缓变到骤降到消失的过程,水位的变化实际上反映了上覆岩层变异过程。水位的缓变过程反映了采动过程中上覆岩层裂隙逐渐增大,但是岩层尚未发生破断。工作面推进到距离监测井35m,水位开始发生缓变,说明采动对上覆岩层侧向影响边界范围大约35m。工作面推过监测井24m,水位发生了骤降,说明上覆岩层发生了破断,同时由此可以推断当地采煤周期来压超过59m.从水位发生缓变开始,水资源漏失到矿坑内,含水层近于疏干,完全反应了采动过程中上覆岩层的变异过程,也反应了变异带内水位动态特征:缓变—骤降—消失。

5.2覆岩含水层流场影响范围的确定

通过区域地下水流场三维动态模拟试验,可以得出煤层开采后地下水水位变化与地下水影响边界时空变化的规律(图14),直观的再现了地下水流场的变化情况,其变化规律主要有以下几个方面:①从流场变化显著性来看,开采区的上游、下游及两翼都表现出了随着开采长度和面积的增长,地下水位和降深变化曲线曲率变化由小变大,最终趋于稳定值。②从不同开采模式流场稳定后呈现形状来看,开采工作面中心处都呈现出了“水滴”型,但随着工作面面积增长会演变为“放射”型。③长治地区3号煤开采区上游地下水影响边界最大值为929m,两翼地下水影响边界逐渐增大,从929m逐步增长至约1200m。④、煤矿开采覆岩含水层疏干半径与地下水流向密切相关,上游影响半径最小,侧向影响半径由上至下逐渐增大,下游影响半径最大。

6矿区水文地质研究发展方向

6.1深部矿区水文地质研究亟待加强

上世纪末与本世纪我国经济的高速发展促进了矿产资源的剧烈开发,开采活动大多集中在500m以内的浅部,相应的地质和水文地质研究工作也大多集中在500m以浅。近年来,我国浅部矿产资源逐渐枯竭,西部丰富矿产资源受到交通运输和脆弱生态环境约束等外部条件限制,加大中、东部矿区深部和下组煤煤炭资源开发和生产强度,是满足我国国民经济快速发展对能源需求的必然选择。2008年国土资源部了《关于促进深部找矿工作指导意见》,到2020年,发现一批具有宏观影响的深部矿床,显著增加已有矿山接续资源储量,明显延长矿山服务年限。开展主要成矿区带地下500m至2000m的深部资源潜力评价,重要固体矿产工业矿体勘查深度推进到1500m。可以预计,在未来20年我国东部矿区许多矿井将逐步开采1000~1500m深度的矿产资源。目前,深部水文地质研究的滞后已经严重制约深部矿产的开发,急需加强:深部矿区水文地质研究提供相应的技术理论支撑(KangHongpuetal.,2007)。

6.2关闭矿山水文地质研究将逐步兴起

我国许多老煤炭基地,在经历30余年的高强度开采后,煤炭资源趋于枯竭,已经进入闭坑期。矿山开采过程中形成的地下水降落漏斗,其波及范围远远超过矿井边界,直接改变了区域的水循环与水动力场;矿井关闭后,地下水位将快速上升,原有的矿区地下水运动、循环条件和赋存环境再次遭受破坏,采空区的水文地质条件和水文地球化学环境将彻底改变,关闭矿井将成为重大污染源,不仅采矿活动留下的各种污染物进入地下水系统,同时,矿井、采场、含煤地层、相邻含水层的有害物质也将进入地下水系统,严重污染和破坏地下水资源。伴随我国煤炭产业开展的大规模资源整合,加之当前去产能政策要求,加速了煤矿废弃过程,废弃煤矿带来的地下水环境问题也将更加突出,成为了老矿区产业转型和可持续发展的瓶颈。关闭矿山产生的一系列地质环境问题与原生地质条件下矿山地质环境问题有较大差异,基本属于一个全新的矿山水文地质领域,急需开展深入系统的研究为区域可持续发展解决难题,提供助力(SunXiaohua.2010)。

6.3矿区水文地质与生态环境安全交叉是矿区水文地质学的重要发展方向之一

从目前国内外矿山开发来看,资源开发与生态环境破环一对共生矛盾体,矿山开发无一例外地对矿区及周边生态环境造成破坏。地下水作为矿区生态植被生长的基本要素,其动态变化直接影响着生态植被的生长,与矿区生态环境安全紧密相关。研究矿区地下水与地表植被生态之间的相互作用过程和机制,是采前生态环境保护、采后生态环境重建的基础性工作,是矿区生态环境安全保障必然要求,也是矿区水文地质学的丰富和拓展。

6.4矿山水文地质试验技术方法研究需要引起专家和学者的重视

我国水文地质学者和相关技术人员针对矿山水资源保护和防治水等问题进行了大量的研究,发表了一系列成果,或多或少都涉及部分矿山水文地质现场试验的技术方法,但缺乏系统阐述和列举实例,不够通俗易懂,反倒是矿山技术人员由于具体问题倒逼走在了前面,对于矿山水文地质物理模拟由于难度大更是较少涉及,矿山水文地质数值模拟由于缺乏大量的现场数据支持无法逼真拟合失去了矿山工作人员的信任,让本应占据重要地位的矿山水文地质试验陷入了尴尬的境地。目前的大型水文地质模拟试验技术方法尤其落后,急需相关学者投入精力与时间开展相关研究。

6.5矿区水文地质相关技术设备研发前景广阔

相对于发达国家而言,由于起步较晚和政策导向等原因,我国在矿区水文地质技术设备方面的研发差距较大。近年来,国家对高精尖装备的研发政策导向越来越明显,了一系列鼓励发明创新的政策,而日益发展的矿山水文地质问题和安全需求对相关技术设备也提出了更高的要求,可以预见,未来几十年将是我国水文地质相关技术装备飞速发展的黄金时期,值得相关专业人才和团队投入精力,开发出属于拥有世界先进水平的国产装备,把我国矿山水文地质行业研发水平推向世界前列。

6.6全国矿区地质环境问题形成规律有待开展系统的研究

我国水文地质学者根据问题性质、矿种类型、矿山开发阶段等对我国矿山地质环境问题类型划分,发表了一系列成果,但缺乏系统阐述、较为空泛,其提出的防治措施也没有针对性。我国地域辽阔,各地区各类型矿山开发方式、所处的地质环境等因素造就了我国矿山地质环境问题的复杂性,急需开展深入系统的研究:结合我国不同地区、不同时代、不同类型矿种聚集规律,①分析不同矿种地质环境问题特点,找出不同矿种之间地质环境问题的差别;②分析各类矿种地质环境问题在区域上的分布规律;③针对地质环境问题聚集规律,提出有针对性的防治措施,编制不同地区不同类型矿山地质环境防治区划。

7讨论

(1)本次研究过程中,研究水位骤降带的渗透性、水位动态和储水能力时,仍然沿用传统水文地质学的原理,实际上它完全有别与以往的对未被破坏的原始地质条件下地下水系统,也有别于由于人类过渡开采而引起的地下水系统改变,需要更新传统水文地质理论,甚至发现新的水文地质理论才能全面阐释水位骤降带内水文地质学原理。

(2)矿区水文地质监测工作亟需加强,目前采动过程中水资源动态监测点少,监测周期短,尤其采煤后水位骤降带动态监测几乎空白。加强这项工作有利于准确研究采动过程及采煤结束后矿区水资源特征。

(3)项目研发的区域地下水流场三维动态模拟试验台由于技术和资金等原因,处于初级研发阶段,对复杂区域流场及群矿集采区流场等模拟尚具有一定的困难,需要进一步的技术改造升级和完善,以满足矿区水文地质科研的现实需求。

(4)随着我国矿业变革和后矿业时代的来临,现行的矿山水文地质学加快发展以适应国家发展需要时代的需求,如深部矿山水文地质、关闭矿山水文地质、矿山水文地质生态地质交叉学科、水文地质行业高精尖设备等相关分支学科将逐步兴起,需要相关从业人员和学生引起足够的重视。

8结论

本文从采动引起的覆岩移动入手,在资料分析的基础上,采用相似材料模拟、地球物理勘测、现场注(压)水实验、野外观测的方法,研究了采煤引起含水层结构变异及其渗透性变化特征;在此基础上,研究了采煤引起地下水流场演化特征,从水文地质角度出发将采空区上覆含水层重新划分为水位骤降带和水位波动带,确定了不分层位含水层渗透系数的分布规律,掌握了煤矿群采区地下水流场的演化机理,为研究煤矿群采区含水层结构变异后的地下水循环和水资源重新分布提供技术支撑,对矿区未来地下水资源的开采、利用与保护以及采煤安全和区域水资源可持续利用具有重要的科学意义和实用价值。

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篇8

【关键词】地质实习;教学模式;教学改革;建议

【Abstract】General geology,mineralogy, rock and structural geology is a very strong theoretical and practical course, in our school non-geological professional, it is a basic compulsory. In this paper, based on the geological practice and teaching model characteristic of non-geological professional in our school, the author analyzes the efficiency of different field practice teaching patterns and problems, improved measures for the existing problems, aiming to improve the school geology practice teaching model.

【Key words】Geological practice; Teaching model; Teaching reform; Suggestion

1 矿业类院校中地质课程现状分析

改革是事物发展前进的不竭动力,只有遵循事物发展规律才能取得成功。我国在经济体制改革的背景下,各高校也开始大刀阔斧的教学体制和教学模式改革。就矿业类非地质专业的地质课程教学模式和实践环节而言,不少地质教育者都进行了很多探索研究[1-4],目的在于提升学生综合素质,培养社会需要的创新型复合人才。

在工科院校特别是矿业类专业中,许多与矿业相关的专业都得学习地质类相关课程,而地质学是一门实践性很强的专业基础课,除了课堂讲授以外还得进行大量实习。但地质课程近年在我国矿业类高校中有逐渐被淡化和萎缩的趋势,主要表现在:一是课时量减少,二是野外实践环节减少甚至取消。究其原因,主要与学校资金投入和受外界环境变化影响突出有关。因此地质课程教学处于一种非常尴尬的境地。

2 课程性质定位

在我国许多矿业类高校中都开设有与地质类相关的专业,比如:采矿工程、矿物加工工程、测绘工程、安全工程和土木工程等专业。作为非地质类专业,根据不同院校对本校不同专业学生的就业方向有选择性的开设了相应的地质类课程。采矿工程开设了“基础地质学”课程,矿物加工工程专业开设了“矿物学”课程,测绘工程专业开设了“地质地貌学”课程,安全工程专业开设了“灾害地质学”课程,土木工程开设了“工程地质学”课程。不论开设了那门地质类课程,地质类课程在矿业类非地质专业中属于专业基础课,地质基础知识如名词概念、现象过程、作用原理等在这些专业中具有不可或缺的地位,在学科地位上处于一种承接基础课与专业课的地位。

3 非地质专业地质教学的必要内容

地质学是一门复杂的系统自然科学,根据我国目前的地质学分类,地质学划分出几十门课程,简单而言,主要包含以探讨基本事实和原理的基础学科和与生产或其它学科结合而成的应用学科,具体如下:

(1)基础学科中以物质成分为研究对象:如矿物学、岩石学、地球化学等。其中采矿工程专业必须学习基础地质学,包括矿物学、岩石学、矿床学和水文地质学;矿物加工工程专业必须学习矿物学和岩石学。

(2)以地质作用及遗留痕迹为研究对象:构造地质学、地质地貌学、地质力学等。其中测绘工程专业必须学习地质地貌学。

(3)以地质历史为主要研究对象:古生物学、地层学、古地理学及历史地质学等。我校目前非地质类专业没有开设这些课程,但据反馈回来的信息,继续深造的学生建议加上其中某些课。

(4)与生产或其它学科结合而成的应用性学科有:水文地质学、工程地质学、环境地质学、灾害地质学等。其中安全工程专业必须学习灾害地质学。

(5)将地球作为天体研究和自成体系:地球物理勘探、探矿工程、天文地质学等。其中采矿工程对三方面都有初步学习。

在众多的地质学科中,对于矿业类相关专业,比较适合的课程是基础地质学,包括矿物学、岩石学、地层学、矿床学和构造地质学等,否则,后续的专业课程将无法进行。

对于非地质专业学生,由于无地质学基础,必须要拿出较多的课时学习地质学基础知识,因而总课时量要求较大。比如,吉林大学《矿山基础地质学》课程总学时达到250学时[5],而我校采矿工程专业的《基础地质学》课堂教学时数仅为40学时,矿物加工工程专业的《矿物学》仅有40学时,测绘工程专业的《地质地貌学》仅有32学时等等,地质学基础知识内容较多,概念繁杂,在相当有限的课时内要学好地质学难度极大,况且还是在野外实践非常少甚至某些没有的情况下。

4 地质学教学中存在的主要困惑

由于各种原因,一些高校地质课程老师在教学中遇到了不少麻烦和困惑。比如,教学大纲的编写,正常情况是根据学科的培养目标确定教学内容和课时数,但现实情况往往是学校根据学生在校的总的教学目标将各课程的课时先确定下来,在课程学时量一定的条件下编写教学大纲,这就造成教师在教学内容的选择和各部分学时分配上顾此失彼。此外,一些专业的学生受实习学时数的限制或实习时间的冲突将实习取消或将地质实习放在理论课程学习之前进行,学生到了现场对老师所讲的内容一脸茫然,不知所云,费时费力费财。

作为一名负责任的老师,在遇到这些问题时当然要克服各种困难加以解决,比如在课时减少的情况下,采用多媒体教学手段增加单课时的知识量,但是经过实施,发现学生对单课时的接受量存在一定极限,超过极限的知识很难消化更别谈吸收了。

5 教学和实践改革思路和举措

如何在这种情况下更好的解决这些问题,对比国外和国内一些名牌大学的情况,并根据我校学生的培养目标,我们尝试做了一些改革,效果显著。

5.1 进行不同专业的地质学科体系建设

地质学作为非地质类专业的基础课,各专业应有所侧重。首先,在课程设置、实践教学、教材选定和课时分配上有所不同。采矿工程应以地质学中的矿物学、岩石学、构造地质学和矿床地质学等为主;矿物加工工程应以矿物学与岩石学为主;测绘工程应以地质地貌学为主,土木工程则应以工程地质学为主。其次,在授课前摸清已学课程,这样讲授时有增有减,以增加新知识量为主,对已开设中所学知识只做提示性讲授,把重点放到强化地质学应用上来。最后,对各专业在地质课程讲授中将涉及到的有关后续课程内容,作适当延伸,或在地质实习中体现出来,充分展示地质类课程专业基础课的特征。

5.2 授课内容的选择和构建

适当增加授课内容和学时,如采矿工程专业增加学时数,最少应控制在60学时,适当增加矿山实习;矿物加工专业增加矿相学实验,至少30学时;测绘工程专业增大学时数到56学时,增加地貌认识实习,土木工程专业增加土工试验。除此之外,实习模式按照基础综合实习进行,安排在理论课程结束之后2周左右进行,采矿和测绘的实习地点分别为白云鄂博铁矿和大青山。矿加和土木的实验分别在各自实验室。

5.3 授课方式的构建

由于课时少内容多,因此建议采用多媒体授课,多媒体授课太快,效果不好,因此最好采用小班授课,如我校采矿工程4个班180人同时上课,效果较差,建议采用50人以内小班授课,这样既采用了能反映某些矿物图片、地质现象的多媒体,又达到了预期效果。

5.4 教学质量评价模式的构建

采用课后答疑和网络交流的模式。现在信息同学特别方便,再加上我校新建了一些课程交流系统,方便了学生与老师课后交流。至于实践方面,我们尽量采用地点近、现象典型的矿山,时间上安排在课程结束后的五六月,教师配备上我校正在大力度解决,相信很快就能得到补充,实习开支我们采用基础综合实习,把实习地点相同的课程安排在同一学期,这样能有效节约开支。

6 结束语

经过这些改革,矿业类非地质专业的教学效果明显提高,但还存在一些问题。主要表现为时间安排不合理,如秋学期的地貌学实习时为严寒的冬天,学生缩手缩脚,好多应动手的环节无形被限制,春学期的地质学实习时为内蒙古多刮风期,矿区灰尘大,污染重,好多地质现象不易观察测量,再加上各学院都在野外实习和工程教育,校内实习用车紧张,常常派不出实习用车,社会租车费用太高。另外,由于基础地质实习模式开展时间较短,缺少实习指导教材。

为完善矿业类非地质专业教学模式,建议采用下列措施:优化学时,合理安排授课时间,增加实践环节,采用多媒体授课,编制本院实习指导书,错开实习高峰期。

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篇9

关键词:高职 科研 选题

在学院领导的带领下,经过全院师生的共同努力,我院已入选国家示范性高等职业院校建设单位。高职教育是与知识经济同步向前发展的,知识经济的发展,核心是科技创新。所以要使我院在激烈的市场竞争中站稳脚跟,屹立于全国高职院校名牌之列,就必须以服务社会为目标、科研为龙头,树立“服务社会兴校”、“科研强校”的理念。由于我院是从中专学校升格而来的,学科建设基础与教师科研能力相对较弱。教师们只管教学,对学科建设、科研方向都熟视无睹,不知道自己的学科定位应该在哪里。大多数教师是为评职称而写文章,一旦职称问题解决,科研工作也就宣告结束了。现在,教师们已意识到学科建设、学科定位对于增强科研能力,创一流高职学院是多么重要。作为高等职业技术学院的教师必须从现在做起,选准科研方向,苦练内功,夯实学科的基础,为创一流高职学院,争取在教学、科研上一个新台阶,创我院历史的辉煌。然而,要提高教师们的科研水平也不是一蹴而就的事情,在大多教师没有经过专门的科研能力培训的情况下,有的虽然有较强的科研欲望和丰富的教育教学、实践经验,但一提科研就盲然了,感到无从下手,尤其是在选题上。笔者经过认真地思索,企图通过科研选题,探索出一条教学、科研一体化的路径。笔者从科研如何选题这个视角切入,谈谈选题的一孔之见,与各位同仁切磋,为提高我院的科研能力,创一流高职学院尽笔者的一点微薄之力。

一、在教育教学中寻找科研题目

高职教师必须从“教书匠”的角色中解脱出来,成为“双师型”教师,以科研带动教学质量。教师身处教育教学第一线,最了解自身教育教学中存在的问题或困惑。如何解决这些问题,必须进行反思性的实践研究,这正是我们的科研题目。

我院是从中专升格建立的高等职业技术学院,高职教育究竟高在何处,与中职教育有何不同,如何摆脱中职教育管理模式、实现办学观念的真正转变,推动教育教学改革、形成自己的办学特色。要解决这类问题必须由教师去钻研、去探寻、去思考。高职教育的教学目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的,掌握本专业必备的基础理论和专门知识,具有从事本专业实际工作的全面素质和综合职业能力,在生产、建设、管理、服务第一线工作的高级技术应用型人才。要实现这个目标,教师必须在教学理念、教学形式、教学内容、教学过程、教学手段等方面进行创新,以培养服务社会的实用型人才为目的。在当前科技、经济迅速发展、知识呈几何倍数增长的知识经济时代,要想使学生跟上时代步伐,其知识的拥有量已经不是什么决定性的因素,而培养学生创新思维和创新能力,使其将所学知识创造性地运用,自如地应付来自外界的变化,才是最为关键的。如何增强学生的创新意识和可持续发展能力,这也正是我们的科研题目。

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二、结合自已的学科寻找科研题目

近年来,我承担了《环境地质学》的教学工作。《环境地质学》是地质科学中的一门新兴的应用学科,在我国研究历史上仍然很短,到目前还没有形成自己完整的理论和比较成熟的方法,随着这门学科研究的不断深入,将对社会经济的持续发展与地质环境保护、建设环境友好型社会产生非常重大的理论意义和现实意义。而且由于它涉及到社会经济的多个领域,有很多交叉性的领域需要我们去探索,对在这一领域工作的老师来说,有很宽广的研究前景。如水资源合理开发利用、地质灾害防治与生态环境改良、城市地质环境的优化、土壤侵蚀和水土流失的防治等问题,都需要人们去探寻、去研究。

学科的交叉和综合是当代科学发展的时代特征。地质科学的分支学科《环境地质学》、《地貌学》、《第四纪地质学》、《地质灾害学》、《工程地质学》等几门学科间存在着很强的内在联系,我通过对这几门课的教学实现了学科互补。随着认知世界的扩大,我会将它们与矿产资源的开发、与工程建设、与气候环境问题都广泛的联系起来思考,提出解决实践性的科研课题,使理论走出书本,为实践服务,为创新型国家服务。

三、结合库区经济建设寻找科研题目

三峡水利水电枢纽是我国一项重大的跨世纪工程,三峡大坝建成后坝顶高达185m,正常蓄水位175m,库区水位将上升100余米,将使库区100多万移民生活方式发生很大变化。由于库区大部分为丘陵山地,土地资源、矿产资源不足,地质环境容量又有限,移民后地质灾害将更加严重,生态环境势必进一步恶化,在库区环境地质变化预测、地质灾害防治方面应有很多课题需要人们去研究。另外水库蓄水后,水库下游水位大幅度下降,改变了长江天然水动力条件,其搬运、沉积有了新的变化,长江沿岸的稳定性及长江三角洲遭受海水入侵,都将发生较大改变。研究这些变化及发展趋势,将开创出解决三峡地质灾害难题的科研路径。从而,发挥高等职业教育在建设创新型国家应有的作用。

四、结合行业发展寻找科研题目

我院的前身是煤校,与煤炭行列有很紧密地联系。我国煤炭资源潜力很大,小于1000米埋深的资源总量达4.5万亿吨,目前探明可采储量1145亿吨,居世界第三位。但由于煤炭资源与其矿产资源一样,属不可再生的资源,用一点少一点,不是取之不尽,用之不完的,虽然我国煤炭资源储量很大,仍然面临减少乃至枯竭的危险,在开采技术上迫切需要提高科技水平,采用新技术、新方法、新工艺,如减量化与资源化技术、生态工程技术等。同时在煤炭开采中仍然会带来各种各样的问题,如由于采矿对土地资源的破坏与丧失;采矿对地表水地下水污染;采矿由于疏干排水导致地下水资源枯竭,泉水断流;露天开采引起滑坡、崩塌、泥石流;开采放射性矿产引起废水、废石、废气等放射性污染,以及煤尘、瓦斯和煤矸石对周边环境造成影响,对这些问题的调查、监测与解决,不正是我们可以思考解决的实践性课题。

篇10

Abstract: There are quite a lot of hydraulic connection types between the aquifers, and there are great differences between the calculation method and the detection technology of the same type of water quantity prediction. Based on the analysis of the hydrogeological characteristics of the coal bearing strata in North China, it is divided into 4 basic types according to the geometry characteristics of the water rich structure. A new idea is put forward to analyze the actual situation of the water production according to the 4 basic types, which has great theoretical significance and practical value to understand the hydrogeological conditions and take reasonable measures to prevent and control water.

关键词: 煤田水文地质;充水;几何形态

Key words: coalfield hydro geology;water filling;geometric shape

中图分类号:P641.134 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)01-0205-02

0 引言

华北煤田分布广、煤层多、储量大,矿床水文地质条件复杂。不同地区开采不同时代煤层所遏到的地质灾害问题和复杂程度亦不同,严重时可能会威胁着矿井安全生产,造成井田防治突水灾害的费用逐年增加,生产效益不断下降,使国家和人民生命财产蒙受巨大损失。基于此,对华北煤田水文地质特征的研究,对于科学有效的预测和防治煤矿突水,保证矿井安全生产具有重要意义。

1 华北煤田水文地质特征

华北煤田西以贺兰山―六盘山一线与西北为邻,南以秦岭―大别山一线与华南分界,东濒黄海,北以阴山―燕山―辉南―和龙一线与东北相接,华北煤田主要聚煤期为石炭二叠纪,早中侏罗世和第三纪煤田较少。

①含煤地层基底水文地质条件。

华北石炭二叠纪含煤地层基底大部分是奥陶纪灰岩,仅在个别地区是寒武纪或震旦亚界灰岩。

②含煤地层内部水文地质条件。

1)上石盒子组含煤地层。

上石盒子组岩性为砾岩和砂岩泥岩为主,地层厚度最小120m,最大可达700m,主要在华北的南部地区。

2)下石盒子组含煤地层。

下石盒子组的岩性以粗碎屑岩、粉砂岩、泥岩和煤等为主,地层厚度变化大。

3)山西组含煤地层。

下二叠统山西组的岩相以陆相为主,主要分为三种类型:山前冲击平原型、滨海冲击平原及滨海平原型和泻湖海湾型

4)太原组含煤地层。

上石炭统太原组主要以砂岩、泥岩、灰岩、煤层和少量砾岩为主,岩相局部为陆相,其余为海陆交替沉积。

③含煤地层盖层的水文地质条件。

在大部分平原地区,煤系地层上覆巨厚的第四系松散层,含水性强弱不一。第四系底部附近的松散含水层对矿井充水有直接影响,其中粗砂砾岩含水丰富,含泥质较多的松散层含水性弱。

在大部分丘陵地区,煤系地层上覆第四系盖层很薄,基岩风化裂隙发育,渗水性较好。这些地区煤系地层的充水水源是松散层孔隙水、风化带裂隙水、大气降水和地表水。

2 华北煤田导水构造的水文地质特征

2.1 根据导水构造几何形态特征的划分

沟通充水含水层之间水力联系的几何形态类型颇多,不同类型在涌水量计算和防治水设计等方面存在较大的差异。因此对导水构造的几何形态进行系统完整的类型划分是很有必要的。

根据几何形态可划分为以下4种类型:岩溶陷落柱、隐伏露头、条带裂隙、网状裂隙。

2.1.1 岩溶陷落柱

陷落柱本身条件复杂,分为导水陷落柱和阻水陷落柱。陷落柱边界受塌陷作用影响形成次生裂隙,易于联通上下含水层。岩溶陷落柱的分布规律不清,至今仍是研究的重点。

2.1.2 隐伏露头

煤系地层灰岩含水层、砂岩裂隙含水层和中奥陶统灰岩含水层呈隐伏露头形式与上覆第四系松散层不整合接触。隐伏露头地下水力交替的影响因素主要有隐伏露头基岩风化带的渗透能力和上覆第四系孔隙含水层底部粘性土隔水层的厚度。

2.1.3 条带裂隙

华北煤田基本上属于中朝准地台,构造相对稳定,主要以褶曲和断裂为主。导水断裂使煤层直接或间接对接中奥陶统灰岩含水层,形成不同程度的水力联系。大型断裂易于形成比较发育的裂隙网络,形成沟通上下含水层之间的水力联系通道。

2.1.4 网状裂隙

在华北煤田北部主要以砂岩含水层为主。在多次构造应力作用下,脆性的隔水层不断受力后,以断裂形式释放压力,使本来隔水的泥岩层形成了不同方向的断裂和节理,发育成比较发育网状裂隙。

以上4种类型是华北煤田所发现的最基本类型,在实际生产中可能会遇到这4种类型的不同组合形式。表1即为4种类型的组合表。

岩溶陷落柱和条带裂隙的组合类型,多分布在地层的中深部,垂向导通能力好,水力交替强度大。但大部分分布规律不清并且规模较小,是实际生产中极易忽视,从而引起威胁极大的恶性突水事故。

岩溶陷落柱和隐伏露头的组合类型,隐伏露头多分布于地层的浅部,岩溶陷落柱多分布于地层的中深部,在华北煤系地层中较为常见的一种组合类型。对其组合一般最为有效的防治水措施是采取浅截深堵,对其进行治理。

隐伏露头和条带裂隙的组合类型,隐伏露头多分布于地层的浅部,条带裂隙多分布于地层的深部,这一组合在华北煤系地层中也较为常见。这种组合的矿井水文地质条件一般较为复杂,充水水源多、通道畅通,矿井涌水量一般较大,突水灾害事件繁现。

隐伏露头和网状裂隙的组合类型。在构造运动作用下,呈脆性的相对隔水岩层不断受力,脆性地层以大面积破裂形式释放应力,形成大范围裂隙网络。

其余的两种、三种和四种组合形式在实际的煤系地层中发现不多。

2.2 根据地下水渗流的水动力特征划分

根据水动力特征可分为2种基本类型:管道式和渗滤式。

2.2.1 管道式

地下径流多呈管流状,水力条件极其复杂。其中管道式的导水通道较为畅通,充水强度一般较强,容易对矿井造成灾害性的突水事故。

2.2.2 渗滤式

地下水的运动基本符合线性渗透定律,渗流介质类似松散多孔介质性质。由此类所诱发的地下水涌入矿井的过程往往是渐变的。因而此类一般对矿井直接形成的水害威胁相对较小。

上述两种划分方案依据不同,但存在一定的联系。一般陷落柱和条带裂隙由于其介质破碎严重,通道较为畅通,地下水的流动形式多为管道流。隐伏露头和网状裂隙多为渗滤式,地下水符合线性渗透定律。

3 结论

各种类型的水力联系是建立华北煤田充水水文地质模型的基础和核心。沟通充水含水层之间水力联系的几何形态类型颇多,不同类型在水力特征模拟与水量预测的计算方法和空间展布位置的探测技术存在较大的差异。在空间展布的几何形态特征所划分的4种基本类型和各种组合类型,对认识矿井水文地质条件和采取合理的防治水措施具有极其重要的理论意义和实用价值。

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