時間:2023-11-30 10:13:01
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇采礦工程的理解,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1.2我國采礦工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。我國設(shè)置有采礦工程專業(yè)的高等院校在不斷的發(fā)展過程中對專業(yè)設(shè)置、教育培養(yǎng)模式和教學(xué)內(nèi)容等進行了一系列的改革,中南大學(xué)的采礦專業(yè)已經(jīng)拓寬為采礦與巖土工程,實現(xiàn)了人才的雙向流動,為國家培養(yǎng)了一大批復(fù)合型學(xué)士、碩士和博士,在改革過程中,實驗室利用率不斷提高,教師的專業(yè)知識和科研領(lǐng)域得到拓展,為采礦工程學(xué)科的發(fā)展提供了有利條件。中國礦業(yè)大學(xué)的采礦工程專業(yè)在本科前三年采取大班教學(xué),大四時劃分為地下開采、露天開采、通風(fēng)與安全及工業(yè)工程四個方向。國內(nèi)設(shè)置有采礦工程專業(yè)的高等院校在近些年的改革中,結(jié)合自身教學(xué)基礎(chǔ)和人才需求特點,擴大了專業(yè)范圍,增加了授課門數(shù),進行了人才培養(yǎng)模式以及教學(xué)內(nèi)容改革的有益探索。
二、國內(nèi)采礦工程專業(yè)教育的優(yōu)、缺點
2.1國內(nèi)采礦工程專業(yè)教育的優(yōu)點
3.1.1教學(xué)內(nèi)容安排系統(tǒng)。美國學(xué)士學(xué)位采礦工程師需要接受四年的教育培育,專業(yè)教育偏重實踐應(yīng)用,基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容以理科為主,澳大利亞十分注重理科教育以及與礦業(yè)技術(shù)相關(guān)的教學(xué),這樣的教學(xué)內(nèi)容安排在實踐教學(xué)方面有借鑒意義,但是理論知識不夠完善,學(xué)生不能系統(tǒng)地理解并消化所學(xué)知識,教學(xué)內(nèi)容缺乏過渡,不易于被學(xué)生接受,這些都會給學(xué)生后續(xù)進行科學(xué)研究以及深入學(xué)習(xí)等設(shè)置障礙。我國教學(xué)內(nèi)容安排十分系統(tǒng),學(xué)生要從地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識學(xué)起,然后學(xué)習(xí)采礦學(xué)方面的相關(guān)課程,教學(xué)內(nèi)容安排同時注重理論和實踐。
2.1.2課件建設(shè)效果突出。我國采礦工程專業(yè)教學(xué)十分注重利用多媒體技術(shù),在理論教學(xué)中,將教學(xué)內(nèi)容和學(xué)科發(fā)展整理成教學(xué)課件,并以幻燈片的形式形象地向?qū)W生傳達教學(xué)內(nèi)容,能夠加深學(xué)生對知識的了解與掌握,比價容易被學(xué)生所接受。采用多媒體技術(shù)進行教學(xué),實現(xiàn)了教師講授與學(xué)生參與的結(jié)合、理論知識與實際問題的結(jié)合,能夠獲得良好的教育效果。國外的課件多數(shù)搬抄教材,不夠生動形象,學(xué)生理解起來較為困難。
2.1.3專業(yè)領(lǐng)域相對拓寬。我國采礦工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識還包含了巖土工程所需的地質(zhì)測量等方面的知識,隨之也增加了地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、礦山測量、爆破與井巷工程、地質(zhì)實習(xí)及測量實習(xí)等諸多實習(xí),豐富了學(xué)生的知識儲備和動手能力,專業(yè)領(lǐng)域相對拓寬,使學(xué)生所學(xué)的知識不僅能夠應(yīng)用到采礦工程行業(yè),還可以應(yīng)用到巖土工程及其他工程中去。我國實現(xiàn)寬口徑的采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標,實現(xiàn)了學(xué)科交叉發(fā)展,有利于畢業(yè)生就業(yè)。
2.2國內(nèi)采礦工程專業(yè)教育的缺點。我國采礦工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容十分系統(tǒng),但是實踐內(nèi)容明顯不足,學(xué)生的動手能力比較弱,畢業(yè)生進入社會后往往因為缺乏經(jīng)驗,不能很快適應(yīng)市場。我國采礦工程專業(yè)課程設(shè)置相對獨立,學(xué)科間有機聯(lián)系比較弱,學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)知識與技術(shù)之后難以靈活運用,缺乏實踐應(yīng)用能力,這種分散式教學(xué)模式會影響學(xué)生對知識的系統(tǒng)掌握與實踐應(yīng)用。我國善于將幻燈片、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化工具應(yīng)用到教育教學(xué)以及科學(xué)研究中去,這有助于教育教學(xué)方法的創(chuàng)新,提高了資源的利用效率,但是學(xué)生的手工繪圖能力等卻得不到鍛煉。
0 前言
實踐教學(xué)是深入理解理論知識和進一步對理論認識的途徑之一,是培養(yǎng)和提高具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識的工程技術(shù)人員素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)之一。結(jié)合自己所學(xué)知識,鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實際、培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)研究方法和提高自我動手能力的重要平臺。還應(yīng)注意學(xué)生整體素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高,以及正確世界觀、人生觀和價值觀的形成。高等教育具有的根本任務(wù)是培養(yǎng)面向21世紀具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識、實踐能力和操作能力的高素質(zhì)、復(fù)合型和交叉型人才。①②③④采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生具有較強的創(chuàng)新能力和獨立解決實際問題的能力的專業(yè),需要學(xué)生具有基礎(chǔ)理論知識扎實、專業(yè)知識面廣、操作技能力強、素質(zhì)高、具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力等特點。在培養(yǎng)大學(xué)生的實踐能力及創(chuàng)新能力方面,雖然采礦工程專業(yè)在教學(xué)過程中一直非常注重實踐教學(xué)并做了很多有益的探索,但是在采礦工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)過程中遇到教學(xué)工作量比重小、經(jīng)費投入不足及實踐場所不夠充足等難題,⑤⑥⑦對采礦工程專業(yè)人才素質(zhì)教育、技能教育以及創(chuàng)新思維的開拓都有不同程度的障礙,導(dǎo)致以后參加工作、深造過程中遇到難題無法獨立解決問題。因此,必須研究如何提高采礦工程專業(yè)本科生實踐能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的策略。
1 提高采礦工程專業(yè)本科生實踐能力的策略
1.1 逐步建立完善的實踐教學(xué)體系,鞏固實踐教學(xué)培養(yǎng)基礎(chǔ)
采礦工程專業(yè)是實踐性、交叉性和創(chuàng)新性很強的專業(yè),專業(yè)培養(yǎng)方案要求學(xué)生具有扎實、寬厚的理論知識和較強的專業(yè)知識,同時還應(yīng)該具備并掌握實踐能力教學(xué)培養(yǎng)的方法和途徑。加強采礦工程專業(yè)本科生實踐能力尤其是現(xiàn)場實踐能力的培養(yǎng),通過優(yōu)化實踐教學(xué)課程方案設(shè)置,進一步完善實踐教學(xué)體系,使其更具完整性,在深入分析和研究近年來實踐教學(xué)的教學(xué)方案、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)過程的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代采礦工程科學(xué)快速發(fā)展及經(jīng)濟高速發(fā)展對采礦人才的需求,引入先進的科學(xué)技術(shù)、設(shè)備和方法,不斷更新教學(xué)內(nèi)容、思想與理念,對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容進行傳承、改造和優(yōu)化,革新教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生自學(xué)能力,突出學(xué)生獨立自主能力的培養(yǎng),重視實踐教學(xué)內(nèi)容科學(xué)合理布置,優(yōu)化調(diào)整采礦工程專業(yè)實踐教學(xué)設(shè)置,形成礦山認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、采礦課程設(shè)計、礦山初步設(shè)計和采礦畢業(yè)設(shè)計等完整實踐教學(xué)體系,并注重各實踐教學(xué)環(huán)節(jié)當中的有機結(jié)合。
1.2 重視采礦工程專業(yè)實驗課程教學(xué),提高學(xué)生理論聯(lián)系實際能力
實驗室課程教學(xué)是鞏固理論知識、理論聯(lián)系實際、驗證專業(yè)理論知識、培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)科研能力、解決問題思維和發(fā)揮想象能力、動手能力及基本操作技能訓(xùn)練的重要部分。通過實驗課程,學(xué)生不但可以鞏固和加深所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識,而且能夠培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W(xué)研究學(xué)術(shù)作風(fēng)和實事求是客觀的科學(xué)態(tài)度,為進一步提高分析研究能力提供更加深厚的思維基礎(chǔ)。
1.3 構(gòu)建采礦工程專業(yè)現(xiàn)場實習(xí)保障體系,提高學(xué)生實踐教學(xué)質(zhì)量
采礦工程專業(yè)是實踐性較強的學(xué)科,采礦工程專業(yè)現(xiàn)場實習(xí)是培養(yǎng)大學(xué)生工程素質(zhì)、技術(shù)素質(zhì)和實踐實施能力的重要環(huán)節(jié)之一。結(jié)合現(xiàn)場實習(xí),學(xué)生可以深入接觸現(xiàn)場生產(chǎn)實際,從而鞏固已學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,掌握采礦工程專業(yè)技能、了解采礦工藝、培養(yǎng)實際工作能力。近年來,大多數(shù)采礦工程專業(yè)實習(xí)學(xué)生在大學(xué)期間下井次數(shù)不超過10次,實習(xí)更是象征性參觀為主,實習(xí)效果差,導(dǎo)致學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力和實踐精神沒有得到很好的鍛煉。為此,應(yīng)采取一系列切實有效的措施,構(gòu)建采礦實習(xí)保障體系,為提高學(xué)生實踐實習(xí)質(zhì)量。
1.4 完善革新實習(xí)考核制度,增強評定實習(xí)成績考核體系
為了使學(xué)生能夠提高實踐能力,在實習(xí)前準備工作、實習(xí)過程或?qū)嵙?xí)結(jié)束的工作必須加以嚴格的考核制度。應(yīng)該對過去僅提交一份實習(xí)報告就評定成績的作法進行革新。實施實習(xí)過程控制及實習(xí)結(jié)束總結(jié)匯報等類似方式進行考核,要求學(xué)生把每天的實習(xí)內(nèi)容和技能做詳細的記錄和分析,讓學(xué)生自由討論,讓學(xué)生從實習(xí)態(tài)度、勞動紀律、技術(shù)實施和操作技能,可以由實習(xí)單位安排現(xiàn)場工程師、技術(shù)員來評定現(xiàn)場實習(xí)成績。這樣可以促進學(xué)生在實習(xí)過程發(fā)散思維、提高解決問題的能力。通過現(xiàn)場實習(xí),以提高學(xué)生實踐能力和實踐創(chuàng)新精神為目的,極大地提高學(xué)生實習(xí)質(zhì)量。
1.5 以采礦工程專業(yè)實踐技能知識競賽模式帶動實踐教學(xué)深入發(fā)展
在采礦工程實踐教育中,培養(yǎng)本科生發(fā)揮主觀能動性,發(fā)揮其主動學(xué)習(xí)、主動探索和主動思考的能力顯得非常重要。通過舉辦采礦工程專業(yè)知識技能競賽,為大學(xué)生提供了較大的自由發(fā)揮技能空間,方便學(xué)生深入思考解決現(xiàn)場問題方法和手段,并學(xué)習(xí)先進技術(shù)和專業(yè)知識,掌握采礦工程基礎(chǔ)理論知識和技能,充分發(fā)揮理論聯(lián)系實際,提高解決問題的能力,易于調(diào)動學(xué)生解決實際問題的主觀能動性,培養(yǎng)學(xué)生的思考問題、學(xué)習(xí)興趣和解決現(xiàn)場問題的創(chuàng)造性思維能力。
1.6 重視采礦工程專業(yè)認知性早期教育
在采礦工程本科生入學(xué)初,可以安排一定的學(xué)時進行采礦工程專業(yè)實驗室或現(xiàn)場實踐認識性教育,給學(xué)生對采礦工程專業(yè)有直觀的感受,學(xué)生可以從認知性早期教育中獲得不同程度的疑問和常識性知識,對以后專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和將來就業(yè)具有一定先知性作用。
1.7 完善熟練采礦工程專業(yè)實踐技能教師隊伍建設(shè)
2采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計存在的問題
當前,采礦工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計一般要求具有一定的典型性、專業(yè)性、合理性和規(guī)范性。同時,設(shè)計說明書還應(yīng)達到一定的書寫要求,需要達到通俗易懂程度,還應(yīng)具有一定的解決問題的深度和技術(shù)難度。當然,我校對畢業(yè)設(shè)計要求更高一些,就是需要具有專題研究,該部分要求和畢業(yè)設(shè)計說明書具有一定的相關(guān)性,并具有一定的學(xué)術(shù)性和創(chuàng)新性等,如果用這樣的標準來衡量當前的采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計一般部分(含設(shè)計、圖紙和說明書)及專題部分,部分學(xué)生的設(shè)計質(zhì)量大部分都偏低,甚至有的學(xué)生都不能滿足最低要求。綜上所述,采礦工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計存在如下問題:
2.1畢業(yè)設(shè)計選題簡單及內(nèi)容相近在進行畢業(yè)設(shè)計選題過程,一般采礦工程專業(yè)院校都按照既有模式進行,設(shè)計選題題目根據(jù)畢業(yè)實習(xí)礦山為背景,設(shè)計題目沒有針對性或比較膚淺,有的甚至不科學(xué),重復(fù)以前的題目,缺乏對應(yīng)的研究。這不僅限制了學(xué)生主觀能動性的拓展,而且阻礙了學(xué)生對生產(chǎn)問題、技術(shù)創(chuàng)新和解決實際問題的技能培養(yǎng)。
2.2書寫功底差畢業(yè)設(shè)計過程中比較嚴重的問題是設(shè)計說明書的寫作能力差,在整個設(shè)計過程中,特別是摘要和設(shè)計說明書中闡述的設(shè)計過程不夠嚴謹,表述不清,很多學(xué)生無從下手,不知道如何能把問題解釋清楚,把說明書寫成記賬式說明或敷衍了事的概述。另外,畢業(yè)設(shè)計說明書的排版格式不規(guī)范、結(jié)構(gòu)不合理、條理不清晰、計算錯誤,甚至有的學(xué)生把導(dǎo)師名字都寫錯,可見學(xué)生對本科畢業(yè)設(shè)計的重視程度和寫作功底比較差,需要加強這方面的鍛煉。
2.3工程制圖漏洞百出畢業(yè)設(shè)計工程制圖要求采礦工程本科畢業(yè)生具有較強的繪圖能力、空間想象能力和圖文表達能力,學(xué)生在制圖過程中不斷提高繪圖能力。通過畢業(yè)設(shè)計,采礦工程本科生能夠較為熟練地掌握計算機繪圖、手工繪圖能力和追求完美的視觀感受。但在實際畢業(yè)設(shè)計過程中,甚至最后提交的畢業(yè)設(shè)計說明書和設(shè)計圖紙,還發(fā)現(xiàn)很多問題,比如說明書和設(shè)計圖紙不符合、CAD制圖的比例不對應(yīng)、工業(yè)廣場留設(shè)不合理、代表符號混亂不合要求、礦塊布置不合理、通風(fēng)線路標示錯誤、平面圖和剖面圖不對應(yīng)等。這嚴重影響整個制圖效果,并直接降低了畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量。
2.4低級錯誤多采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計的一個重要不足在于設(shè)計中所犯低級錯誤、原則性錯誤較多。比如:具有高瓦斯礦井,很多同學(xué)沒有在設(shè)計及說明書中闡述如何抽放瓦斯,更不用說如何實現(xiàn)煤與瓦斯共采等深奧問題;在地面上有構(gòu)建筑物需要保護區(qū)域沒有留設(shè)保安礦柱;通風(fēng)系統(tǒng)混亂,污風(fēng)相互混合,形成不通暢系統(tǒng)等。這些問題都屬于采礦工程本科生最容易犯的低級錯誤,違反了相關(guān)安全規(guī)程和設(shè)計規(guī)程,采礦工程專業(yè)本科生經(jīng)常犯這些低級錯誤,說明學(xué)生沒有很好地掌握基本理論知識和專業(yè)知識,最重要的是將來走向工作崗位如果一直馬虎下去將會造成嚴重的后果。
2.5設(shè)計內(nèi)容高度相似由于擴招等各方面的原因,現(xiàn)在每個畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師都帶3-8個畢業(yè)生,項目多的老師相對簡單,但對于項目少的老師只能給學(xué)生為數(shù)不多的設(shè)計任務(wù),也就說,指導(dǎo)老師給的任務(wù)就比較相近。有的同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計大部分內(nèi)容照抄其他同學(xué)的,或者從前幾屆畢業(yè)的學(xué)生那抄襲和照搬。雖然設(shè)計題目不盡相同,但設(shè)計內(nèi)容和說明書高度相似,導(dǎo)致說明書前后表述矛盾、不一致,相似錯誤頻發(fā)等等問題。
3問題產(chǎn)生的因素
導(dǎo)致采礦工程本科畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量低下的原因較多,有學(xué)生自身的原因也有指導(dǎo)教師的原因,甚至有外部環(huán)境的影響。總結(jié)起來有以下幾點:
3.1前期準備不充分因為采礦工程專業(yè)是一門專業(yè)性很強、實踐性強的學(xué)科,畢業(yè)設(shè)計前應(yīng)做好充分準備,包括理論知識和專業(yè)知識的復(fù)習(xí),經(jīng)過了認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)的不斷進步,應(yīng)該可以作出質(zhì)量較高的畢業(yè)設(shè)計和說明書,畢業(yè)設(shè)計前期準備不夠充分主要表現(xiàn)在:
(1)礦山接受學(xué)生實習(xí)的積極性不高,指導(dǎo)教師聯(lián)系實習(xí)地點困難,一般靠老師的學(xué)生在礦山當了領(lǐng)導(dǎo)以后才能給安排。所以,礦山對學(xué)生實習(xí)的重視程度不夠;
(2)實習(xí)經(jīng)費不足,學(xué)校提供的實習(xí)經(jīng)費一壓再壓,已經(jīng)完全不能適合經(jīng)濟快速發(fā)展的步伐,實習(xí)費用已經(jīng)遠遠不能滿足實習(xí)需要;
(3)實習(xí)內(nèi)容不夠全面,由于實習(xí)經(jīng)費不足,致使指導(dǎo)教師無奈把實習(xí)時間從3周壓縮成2周,甚至1周,促使實踐性很強的實習(xí)不能完全聯(lián)系實際;
(4)實習(xí)過程過于簡單,由于實習(xí)時間的壓縮,導(dǎo)致實習(xí)過程相對簡單,不跟班實習(xí),不能切實體會理論聯(lián)系實際的效果;
(5)有些同學(xué)對畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計積極性不高,采礦工程專業(yè)屬于高危行業(yè),學(xué)生對從事的專業(yè)具有一定的厭煩和恐懼感,特別是部分學(xué)生畢業(yè)后不打算到礦山工作,致使畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)成為這些學(xué)生的艱巨的任務(wù)和負擔,使學(xué)生在思想和行動上對畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)重視的態(tài)度不夠;
(6)指導(dǎo)教師人員匱乏,難以勝任繁重的實習(xí)指導(dǎo)任務(wù),缺少用制度管理學(xué)生的經(jīng)驗,對學(xué)生產(chǎn)生的眾多問題及指導(dǎo)教師提出了要求和修改意見后學(xué)生無動于衷的問題束手無策;
(7)考核制度不夠健全、實施不夠嚴厲,成績評定過于簡化,造成學(xué)生的重視程度不夠,有失公平。
3.2指導(dǎo)教師自身因素由于采礦工程專業(yè)就業(yè)壓力小,相對10年前,招收采礦工程專業(yè)的學(xué)生大幅度提高,導(dǎo)致每個教師需要指導(dǎo)的學(xué)生數(shù)逐漸增多,因此,產(chǎn)生了如下問題:
(1)指導(dǎo)教師的投入得不到保障。從時間和精力上講,大多數(shù)高校教師承擔著大量教學(xué)和科研任務(wù),另外還需完成大量的考核指標,比如:每年要完成多少高水平的論文、獲得的科研獎勵、專利、著作、指導(dǎo)研究生數(shù)量、上講臺課時數(shù)、在研科研項目數(shù)、是否有縱向課題(國家自然科學(xué)基金)、評職稱、無休止的會議等等,在高校激烈競爭的今天,指導(dǎo)教師的自由度相對較小。很多指導(dǎo)老師無法保證有足夠的時間來指導(dǎo)學(xué)生更好地完成設(shè)計,只能把握方向;
(2)指導(dǎo)教師相對缺乏采礦設(shè)計方面的知識。一部分高校教師本身缺乏科研與工程實踐經(jīng)歷,尤其是作為畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)為主體的年輕教師,個別教師沒有很豐富的采礦工程方面的經(jīng)驗來有效地指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計。同時,也存在個別教師工作責任心不強的現(xiàn)象,沒有很好地起到監(jiān)管作用,放松了對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的要求。導(dǎo)致畢業(yè)生認為畢業(yè)設(shè)計就是走過場,不可能在最后還不讓過。
3.3外部環(huán)境因素目前,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,采礦工程專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)相對容易,每個學(xué)生均有4-5個單位可以選擇,但有一部分學(xué)生把主要心思放在考研、出國、考公務(wù)員上,從主觀上對畢業(yè)設(shè)計沒有足夠的重視,加上畢業(yè)設(shè)計期間是求職擇業(yè)的最佳時機,學(xué)生的大部分時間均不在畢業(yè)設(shè)計上。當然,也有為數(shù)不多的畢業(yè)后去礦山的學(xué)生可以完全發(fā)揮自己主觀能動性,拓展自己的思路,把精力放在畢業(yè)設(shè)計上。
1中國采礦工程的現(xiàn)狀
中國經(jīng)濟發(fā)展過程中對礦產(chǎn)資源需求量不斷增大,但現(xiàn)有采礦技術(shù)中存在一些弊端,使資源得不到合理利用,產(chǎn)生浪費,對采礦工作人員人身安全也造成了威脅。與國外發(fā)展中國家相比,中國的礦產(chǎn)資源儲備量大,但開發(fā)利用效率卻并不理想,受人員管理及開采技術(shù)的局限性影響,采礦工程沒有得到預(yù)期進步。由此可見煤炭資源開采使用環(huán)節(jié)中采取安全防護措施的重要性。為滿足經(jīng)濟發(fā)展對資源的需求量,需制定一套科學(xué)嚴謹?shù)牟傻V工程發(fā)展計劃,并對現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)節(jié)中存在的弊端進行改制,以安全為前提逐步提升資源利用率。在技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)過程中管理人員要明確工作的核心部分,針對現(xiàn)有安全問題探討應(yīng)對措施。對礦區(qū)做出全面調(diào)查,在問題發(fā)生前制定防范對策,可降低事故造成的損失,是中國采礦工程發(fā)展的正確選擇。煤炭行業(yè)薪資水平與勞動量不成比例,造成技術(shù)型人才的流逝,生產(chǎn)設(shè)備使用年限久遠且得不到及時更換,均為采礦工程帶來了安全隱患。因此中國采礦工程應(yīng)注重人才培養(yǎng),通過技術(shù)手段來實現(xiàn)高生產(chǎn)率、高經(jīng)濟效益,將原有體制中存在的弊端作為研究對象,將理論與實踐相結(jié)合,探討出具有長遠發(fā)展價值的安全制度,推動采礦工程發(fā)展壯大。
2采礦工程中存在的安全問題分析
2.1采礦工程中的技術(shù)問題
技術(shù)水平低下是采礦工程中存在的主要問題。采礦工程規(guī)模各不相同,一些小礦井為節(jié)省生產(chǎn)成本仍使用落后的技術(shù)手段,不但效率低,對于開采階段出現(xiàn)的安全問題也缺少防治對策。雖然在理論中完全可實現(xiàn)自動化控制生產(chǎn),但實際開展時所執(zhí)行標準卻得不到統(tǒng)一。技術(shù)問題體現(xiàn)在以下兩方面:a)工作人員專業(yè)知識儲備量不達標。現(xiàn)有從業(yè)人員多數(shù)沒有接受過采礦知識培訓(xùn),作業(yè)只能依靠經(jīng)驗來判斷設(shè)備故障原因,對礦井情況了解不足便盲目開展任務(wù)[1];b)設(shè)備使用檢修問題。電氣設(shè)備與機械設(shè)備使用一段時間后需進行檢修,采礦工程現(xiàn)場并沒有將這一制度落實,設(shè)備嚴重磨損,很難保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全性。對礦產(chǎn)地質(zhì)勘探不足導(dǎo)致部分資源被浪費,受技術(shù)水平影響,對已存在的采礦場也不能做到深入開采,當資源剩余量小時便被遺棄。
2.2采礦工程中的安全問題
采礦工程由眾多環(huán)節(jié)組成,安全問題一直影響著生產(chǎn)效率與經(jīng)濟收益。地下礦產(chǎn)資源開采需修筑礦井,工作過程中人員全部井下作業(yè)。在進行作業(yè)時要注意以下關(guān)鍵問題:a)電氣設(shè)備使用安全。采礦由自動化設(shè)備完成,此外井下照明系統(tǒng)也需用供配電,在對線路進行設(shè)計時往往會忽略了用電系統(tǒng)的總功率,只優(yōu)化局部系統(tǒng)。多個設(shè)備共同運轉(zhuǎn)便會超出線路荷載,導(dǎo)線溫度升高后引發(fā)系統(tǒng)短路,嚴重者還會發(fā)生火災(zāi)事故。工作人員在導(dǎo)通與斷開設(shè)備時沒有遵從安全守則,缺少靜電防護措施,也是引發(fā)電氣事故的原因之一[1];b)開采方案的確定。礦產(chǎn)資源種類不同,其相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)也不同,在制定規(guī)劃時還應(yīng)參照礦質(zhì)層深度來進行。隨著開采深度增加,需對松軟地質(zhì)層進行加固處理,避免發(fā)生坍塌事故,造成人員傷亡。雖然國家明確規(guī)定采礦工程中的安全標準,但事故仍有發(fā)生,均由安全防護措施不到位造成;c)地下采礦中常見的安全問題。瓦斯會在開采過程中源源不斷地涌出,若井下通風(fēng)情況不達標,工作人員吸入瓦斯后會發(fā)生中毒反應(yīng),嚴重者還會危及到生命安全。當瓦斯聚集量增大沒有及時排出,同樣會引發(fā)爆炸事故。地下水滲透、巖石掉落等問題在采礦工程中時有發(fā)生,引發(fā)的安全問題會使工程終止。
3采礦工程中存在問題的解決辦法
為解決以上幾點問題可采取以下措施。
3.1提高采礦工程技術(shù)
采礦工程首先要提升的是人員技能水平。可通過培訓(xùn)、考核等途徑來實現(xiàn),幫助工作人員將理論知識與實際生產(chǎn)相結(jié)合。采礦環(huán)節(jié)安全性單純依靠人員技能水平很難保障,還要注重先進設(shè)備的引用,對使用中的設(shè)備定期檢修,發(fā)現(xiàn)磨損嚴重的零件要及時修理,修理得不到改善可將其更換,保障使用階段安全性。開采前要嚴格區(qū)分設(shè)備作業(yè)與人力作業(yè),做好配合銜接,涉及到電氣設(shè)備使用時要做好防火處理,對供電情況進行檢測,設(shè)備同時運轉(zhuǎn)時不可超出供電系統(tǒng)荷載能力。可指派技術(shù)人員到國外礦產(chǎn)開采企業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí),將先進技術(shù)引入國內(nèi),可幫助管理人員發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)模式中存在的弊端,方便及時做出整改。此外還要合理調(diào)動人力資源,對員工檔案進行保存,并做出適當溝通,理解員工所擅長的技術(shù)工作,可避免造成人才浪費。設(shè)備選擇要結(jié)合開采實際需求,在作業(yè)之前要對礦產(chǎn)區(qū)域做出詳細調(diào)查,確保資源得到合理利用,以免發(fā)生浪費現(xiàn)象。此外采礦工程周邊基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也要達到使用標準,包括運輸公路的修筑情況等,可為礦產(chǎn)輸送提供安全保障。在培養(yǎng)技術(shù)人員的同時不要忘記采礦理論的創(chuàng)新與吸取實踐經(jīng)驗,只有理論創(chuàng)新才能不斷地指導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新,這樣才能培養(yǎng)一批采礦工程的專業(yè)性人才。
3.2解決采礦工程中的安全問題
a)在采礦工程中要堅持安全第一。這不僅要求所有采礦作業(yè)人員自身具有安全意識,同時與采礦工程相關(guān)的人力、物力、設(shè)備,生產(chǎn)等方面都要優(yōu)先滿足安全需求,否則就限制生產(chǎn);b)采礦工程中主要領(lǐng)導(dǎo)要對安全進行全面檢查與負責。無論是采礦工程的主要管理者還是作業(yè)人員負責人,都要積極貫徹關(guān)于安全生產(chǎn)的相關(guān)文件與規(guī)定,并以這些安全文件為指導(dǎo)來加強采礦區(qū)安全建設(shè);c)積極預(yù)防安全問題。要做到預(yù)防首先要熟悉造成礦井發(fā)生事故的相關(guān)因素,并對易發(fā)生事故的地點和原因進行詳細分析,預(yù)先制定安全計劃和防止措施。此外,還要運用科學(xué)的管理方法,創(chuàng)造一個衛(wèi)生、舒適的生產(chǎn)環(huán)境,并制定相關(guān)采礦工程生產(chǎn)規(guī)定和安全細則,以保證在安全的條件下提高采礦效率;d)最重要的是要對發(fā)生安全事故礦井的管理者給以嚴厲懲罰,并對已發(fā)生事故的原因進行科學(xué)分析,為以后的采礦作業(yè)提供安全數(shù)據(jù)和信息。
3.3生態(tài)保護是保證礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展的主要途徑
在采礦工程進展過程中,應(yīng)注重對生態(tài)環(huán)境的保護。資源開采是一項長期發(fā)展的工程,資源形成周期十分漫長,因此要合理利用并采取保護措施。對周邊環(huán)境進行保護可避免現(xiàn)存資源被破壞,工程與自然界之間存在的主要矛盾是地面植被問題,開采需在地表鉆井,植物種類也因此而減少,土壤得不到保護會逐漸荒漠化,不利于地區(qū)平衡發(fā)展。采礦后礦區(qū)處理問題也應(yīng)得到重視,對地下空洞進行回填,否則在發(fā)生地震災(zāi)害時很容易坍塌。采礦工程技術(shù)人員應(yīng)加快科學(xué)發(fā)展策略的研究,對現(xiàn)有生產(chǎn)模式進行反思,制定出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,可降低安全事故發(fā)生的幾率,推動地方經(jīng)濟進步,也能使資源開采技術(shù)得到提升。
一、采礦工程的實驗教學(xué)問題
因為采礦工程學(xué)生人數(shù)較多,而實驗課時較少,增加了實驗教學(xué)壓力,加上傳統(tǒng)建設(shè)模式,采礦工程實驗室設(shè)備、儀器,屬于真實可見性,增加了實驗室的資金投入。對于建設(shè)資金緊張狀況下,許多問題也逐漸顯現(xiàn):
首先,投資大。采礦工程實驗室是理工科必備教學(xué)設(shè)施,其建設(shè)費用大約為百萬至千萬,對于經(jīng)濟不發(fā)達區(qū)域,是一個巨大負擔。
其次,效率低。購置實驗設(shè)備時,是根據(jù)預(yù)先設(shè)計的實驗內(nèi)容、實驗項目確定,因功能較為單一,一臺涉筆通常僅可支持一個實驗,限制了實驗人數(shù),在做實驗之前,還需專人實施實驗準備。
第三,運行成本較高。因?qū)嶒灳哂邢男蕴攸c,主要包含設(shè)備損壞、設(shè)備損毀、物質(zhì)消耗、能源消耗等。對于教學(xué)實驗,通常是根據(jù)教學(xué)計劃實施,兩次實驗間隔期間,實驗設(shè)備大多處于閑置狀態(tài),占用實驗室空間,需專人實施日常保養(yǎng)、維護。
第四,實驗結(jié)果的可控性較差。進行真實實驗時,由于操作水平與程序、實驗條件與實驗準備等因素影響,不能保證每次實驗均可達到預(yù)期效果,一般需重復(fù)實驗。
第五,教學(xué)效果受到限制。因?qū)嶒灛F(xiàn)象的瞬時性特點,在觀察實驗現(xiàn)象時,因客觀條件約束,若不集中注意力,則很難觀察預(yù)期實驗現(xiàn)象。因運行成本較高,通常情況下,多次實驗、重復(fù)實驗受到某種約束,學(xué)生不可能按照自身特長、興趣,設(shè)計相關(guān)實驗探索,進而對實際教學(xué)效果造成影響,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、探索驚聲。
二、采礦工程實驗教學(xué)的特點與虛擬現(xiàn)實技術(shù)
首先,采礦工程教學(xué)特點。對于采礦工程而言,作為一門實踐性強、專業(yè)性高的學(xué)科,工程技術(shù)人員、教師需具備較強想象力,具備繪圖、識圖及讀圖能力,同時還需具備豐富工程經(jīng)驗。對于采礦專業(yè)學(xué)生,大多為初次接觸礦圖,難以清晰礦工程布置流程、空間關(guān)系。對于工程技術(shù)人員而言,即使具備一定工程經(jīng)驗,對于井下巷道系統(tǒng),也難以建立空間布置關(guān)系,進而極大影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、興趣。傳統(tǒng)實驗室建設(shè)主要為電教室、模型測繪室與模型展示室,在此基礎(chǔ)上,難以進行綜合性、探索性、研究性、設(shè)計性的實驗,不利于培養(yǎng)創(chuàng)新型、探索性人才。
其次,虛擬現(xiàn)實技術(shù)教育價值。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù),即對環(huán)境、條件的真實模擬,可控性極高,具有感知一體化特點,學(xué)生可感到身臨其境之感,是真實感知與虛擬的交互,支持開展實驗研究與訓(xùn)練活動。其一,在現(xiàn)代教學(xué)中,采用虛擬現(xiàn)實技術(shù),與現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論相符合,為學(xué)生學(xué)習(xí)活動創(chuàng)造一個全新平臺,深入貫徹了各種學(xué)習(xí)理念與學(xué)習(xí)理論,融合了多種學(xué)習(xí)理論;其二,采用虛擬現(xiàn)實技術(shù),有效緩解傳統(tǒng)實驗教學(xué)的設(shè)備、經(jīng)費問題,為綜合性實驗、研究性實驗與設(shè)計性實驗創(chuàng)造優(yōu)良條件。尤其虛擬現(xiàn)實技術(shù)對現(xiàn)實進行模擬,一般實驗教學(xué)環(huán)境難以實現(xiàn),無法顯現(xiàn)實際事物,尤其對于危險性實驗,例如災(zāi)害事故、瓦斯爆炸、突水等模擬實驗,可提供安全的實驗保障;其三,有利于深化、開拓新型教學(xué)模式。由教學(xué)角度而言,在教學(xué)活動中,采用虛擬現(xiàn)實技術(shù),具有靈活便捷、豐富教學(xué)資源的操作系統(tǒng),為現(xiàn)代教學(xué)模式、傳統(tǒng)教學(xué)模式提供了優(yōu)質(zhì)環(huán)境支持,為教學(xué)模式創(chuàng)新提供支撐,有利于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造性思維;其四,降低實驗設(shè)備投入,提高實驗效率,降低運行成本。虛擬現(xiàn)實技術(shù)基于網(wǎng)絡(luò)平臺,隨著個人計算機逐漸普及,投入方式為軟性投入,可及時緩解學(xué)生壓力,達到課程門類需求,確保教學(xué)活動順利開展,與教學(xué)需求變化具有較好適應(yīng)性,防止社會資源浪費,極大提升實驗設(shè)備利用率,提高實驗室的開放能力;其五,解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)的可控性問題。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù),注重真實現(xiàn)象再現(xiàn),通過計算機圖像,可回放實驗的各種實驗現(xiàn)象,有利于學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,分析相關(guān)規(guī)律,提升學(xué)生的實驗認知能力。
三、采礦工程三維可視化虛擬實驗室的功能
虛擬實驗室是依托三維可視化技術(shù),構(gòu)建數(shù)字采礦模型,作為嶄新實驗方法,其實驗內(nèi)容不受實驗材料、儀器、設(shè)備等限制,使實驗內(nèi)容的增加與更新更為快捷,有效解決了實驗經(jīng)費問題。同時,數(shù)字采礦模型有機結(jié)合校園網(wǎng)絡(luò),打破實驗開設(shè)時間、空間限制,有效提升實驗室開放程度,拓展了學(xué)生的實驗范圍,為學(xué)生提供更多實驗機會。所以,虛擬實驗室具備如下功能:
首先,巷道造型。對于地下采礦巷道,可劃分為回采、采取、開拓等巷道類型,按照不同類型工程、不同巷道參數(shù),實施三維實體造型,通過空間位置關(guān)系,建立整個地下采礦系統(tǒng)。
其次,圖形繪制。對于地下采礦工程,劃分為采準切割與開拓系統(tǒng),處于任一制定范圍,可以以集成方式、分類方式顯示,縮放、平移與旋轉(zhuǎn)均可實時交互,學(xué)生可多角度觀察工程布置關(guān)系,對礦井巷道系統(tǒng)提供三維設(shè)計功能。
第三,礦井安全管理的可視化。礦井依托可視化模型,構(gòu)建安全管理系統(tǒng),有效集成了避災(zāi)系統(tǒng)、人員定位與瓦斯監(jiān)測,通過實驗數(shù)據(jù),對礦井安全情況進行可視化分析,使學(xué)生可深入理解礦井安全管理知識,采用視頻、動畫等技術(shù),有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
第四,網(wǎng)絡(luò)功能、數(shù)據(jù)處理功能與集成接口功能。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),與礦山設(shè)計與生產(chǎn)實際狀況,構(gòu)建安全管理與采礦工程數(shù)據(jù)庫,為學(xué)生的礦井設(shè)計提供相關(guān)數(shù)據(jù)信息,有利于開展設(shè)計性實驗、綜合性實驗與創(chuàng)新性實驗。
四、結(jié)束語
綜上所述,采礦工程實驗室建設(shè)存在投資大、運行成本較高、實驗結(jié)果的可控性較差、教學(xué)效果受到限制等問題,采用三維可視化技術(shù),為學(xué)生學(xué)習(xí)活動創(chuàng)造一個全新平臺,有效緩解傳統(tǒng)實驗教學(xué)的設(shè)備、經(jīng)費問題,有利于深化、開拓新興教學(xué)模式,降低實驗設(shè)備投入,提高實驗效率,降低運行成本。構(gòu)建采礦工程三維可視化虛擬實驗室,具備巷道造型、圖形繪制、礦井安全管理可視化、網(wǎng)絡(luò)功能、數(shù)據(jù)處理功能與集成接口等功能,有利于學(xué)生的創(chuàng)新性與設(shè)計性實驗。
參考文獻:
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2012)12-0263-02
未來采礦工程學(xué)科的發(fā)展及其采礦工程技術(shù)人才的培養(yǎng)問題,是一項十分重大的研究課題,關(guān)系到振興東北老工業(yè)基礎(chǔ)煤炭工業(yè)的發(fā)展,更關(guān)系到礦業(yè)教育的百年大計。縱觀全國的教育改革,各高校正朝著與社會主義市場經(jīng)濟體制相適應(yīng)的方向轉(zhuǎn)軌,并通過校內(nèi)各項管理體制的調(diào)整完善,推動了教學(xué)領(lǐng)域的深入改革。面向21世紀,黑龍江科技學(xué)院采礦工程專業(yè)應(yīng)根據(jù)其自身特點,結(jié)合振興東北老工業(yè)基礎(chǔ)煤炭工業(yè)的發(fā)展趨勢,在學(xué)科建設(shè)、專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)上研究對策,以求得到長足發(fā)展。
一、采礦工程專業(yè)教學(xué)改革存在的問題
近年來,根據(jù)教育部對本科專業(yè)教學(xué)的指示精神,我校著重進行了采礦工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容及課程設(shè)置體系改革的研究與實踐。按照教育部的如下三點指示精神:(1)專業(yè)知識結(jié)構(gòu)要進一步調(diào)整,拓寬專業(yè)面;(2)本科教學(xué)內(nèi)容應(yīng)適應(yīng)21世紀采礦工程科學(xué)專業(yè)的發(fā)展要求;(3)加強工程實踐教學(xué),提高學(xué)生實際工作能力,創(chuàng)新能力等。要求改革本科各專業(yè)系列課程教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)置體系。我們認為當前我校采礦工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容及課程設(shè)置還存在著一些差距和問題。
1.拓寬專業(yè)面尚不夠,特別與機電結(jié)合不夠
近幾年來,我們雖逐步拓寬專業(yè)面,如非煤開采、露天開采、地下工程、計算機在采礦中應(yīng)用等內(nèi)容,但仍不夠。特別是由于新技術(shù)、新工藝、新裝備不斷發(fā)展,采礦與機電結(jié)合不夠,知識更新與實踐環(huán)節(jié)均很弱,未形成高水平的模式與系列,不能適應(yīng)現(xiàn)場生產(chǎn)發(fā)展的急需。很多高度機械化、自動化的礦山單位均指出:“若采礦專業(yè)再不實現(xiàn)與機電密切結(jié)合,采礦工程專業(yè)的學(xué)生就不受歡迎”。隨著安全高效礦井的一礦一井一面或一礦一井二面生產(chǎn)的發(fā)展,礦井巷道布置、采掘銜接日趨簡化,而重在礦山機械的使用效率,所以礦山機電知識日趨重要。不提高采礦工程專業(yè)學(xué)生的機電知識,難以管理和指揮生產(chǎn),難以提高礦井產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。有的礦區(qū)、礦井總工程師已由機電人員擔任。為實現(xiàn)采礦工程專業(yè)培養(yǎng)礦山高級技術(shù)人材的目標,采礦工程教學(xué)改革已迫在眉睫。
2.教學(xué)內(nèi)容龐雜,落后陳舊內(nèi)容仍較多
近年來,雖然加強了采礦新工藝、新技術(shù)及計算機在采礦中的應(yīng)用技術(shù)等新內(nèi)容,但總體不夠突出和系統(tǒng),一些陳舊的內(nèi)容仍在某些課程中占有大量篇幅,如煤礦開采學(xué)課程中的采區(qū)巷道布置和采區(qū)和井底車場線路等內(nèi)容已遠不適應(yīng)安全高效礦井的要求,教學(xué)中應(yīng)大大削減,有關(guān)巖石力學(xué)方面的基礎(chǔ)知識在幾門課程都講,另一方面大型現(xiàn)代化礦山的開拓巷道布置內(nèi)容又顯太簡單,沒有突出最新技術(shù)的發(fā)展及成果。因此必須大幅削減落后陳舊的課程內(nèi)容,增加專業(yè)發(fā)展的新技術(shù)和新成果。
3.目前學(xué)校實習(xí)教學(xué)困難,急需加強開采、機電工程教學(xué)
除因安全等種種原因,生產(chǎn)實習(xí)受到削弱外,教學(xué)內(nèi)容中還特別缺乏綜采工作面裝備的安裝、使用、監(jiān)測、維護、檢修、回撤、事故預(yù)防和處理等知識。而原來傳統(tǒng)的煤礦機電專業(yè)又有削弱的趨勢,形成空白,急需填補。
4.課程設(shè)置系統(tǒng)性差,內(nèi)容重復(fù)
采礦工程學(xué)科是一門多學(xué)科綜合的學(xué)科,所以采礦工程專業(yè)教學(xué)涉及的內(nèi)容較多,有采礦工程專業(yè)本身的專業(yè)課,又有為采礦工程服務(wù)的機電等課程,內(nèi)容龐雜而分散,所以急需對采礦工程專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)大綱進行修訂,對采礦工程專業(yè)本科主干課程中重復(fù)的內(nèi)容進行精簡或合并,避免交叉重復(fù),使采礦工程專業(yè)的專業(yè)課程既有課程本身的特性又注重整體性。總之,課程內(nèi)容及體系應(yīng)以生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展來調(diào)整知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力和實際工作中解決生產(chǎn)問題的能力。
二、采礦工程專業(yè)學(xué)教學(xué)改革的方向
黑龍江科技學(xué)院采礦工程學(xué)科是一門實踐性強的學(xué)科。本科教學(xué)改革必須以面向振興東北煤炭老工業(yè)基地為前提,密切聯(lián)系生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展,選用多學(xué)科(分支學(xué)科)的理論教學(xué)方法,強化實踐教學(xué)方法,強化實踐教學(xué),以符合人才培養(yǎng)的要求。
1.調(diào)整專業(yè)結(jié)構(gòu),擴大專業(yè)面
實行地下開采與露天開采相結(jié)合;煤礦床與非煤礦床相結(jié)合;采礦與地下工程相結(jié)合;采礦與機電相結(jié)合;采礦與計算機應(yīng)用相結(jié)合。以此五個結(jié)合為原則標準調(diào)整采礦工程專業(yè)設(shè)置和課程體系。面要拓寬,內(nèi)容要精,制定出符合這五個結(jié)合的新的教學(xué)計劃及人才培養(yǎng)方案。
2.實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化
教學(xué)內(nèi)容密切結(jié)合國內(nèi)外最新技術(shù)、科研成果。大力刪除落后、陳舊的內(nèi)容和脫離實際的內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容面向當前煤炭工業(yè)的發(fā)展趨勢,既區(qū)別于大專、中專,又區(qū)別于研究生教學(xué)。建議增加各類型安全高效綜采工作面工藝原理及裝備,配套選型,工藝方式優(yōu)選及工序匹配優(yōu)化;采場圍巖控制及設(shè)計,頂板及支架的監(jiān)測、預(yù)報,采場裝備使用、監(jiān)測、維護、檢修、事故預(yù)防及處理,生產(chǎn)科學(xué)化管理等內(nèi)容。使礦井生產(chǎn)知識結(jié)構(gòu)集中配套,符合生產(chǎn)急需,面向生產(chǎn)第一線,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題能力,實際工作能力;并增加巷道圍巖控制與礦井各類巷道的優(yōu)化布置相結(jié)合;開采方法與工程優(yōu)化設(shè)計相結(jié)合;采礦工程一般設(shè)計與系統(tǒng)工程優(yōu)化設(shè)計相結(jié)合等的實例教學(xué)。培養(yǎng)學(xué)生從事煤礦生產(chǎn)、工程設(shè)計、管理方面的素質(zhì),擴展知識結(jié)構(gòu)。
3.實現(xiàn)教學(xué)方法及手段的現(xiàn)代化
拓寬專業(yè)面,除教學(xué)內(nèi)容要精練外,教學(xué)效率必須相應(yīng)大幅度提高。實施多媒體教學(xué)、學(xué)導(dǎo)式教學(xué)、研討式教學(xué)、案例式教學(xué)、模型教學(xué)等。特別是模型教學(xué)直觀易懂,是使學(xué)生對“礦山王國”有一個從二維平面思維到三維空間思維的有力工具,它是提高教學(xué)質(zhì)量的有效手段,因此應(yīng)大力加強采礦模型實驗室的建設(shè)。同時,應(yīng)大力開發(fā)采礦CAD的教學(xué)演示系統(tǒng),提高學(xué)生的感性認識、理解能力、計算機應(yīng)用能力等,將大幅度提高教學(xué)效率。
4.產(chǎn)學(xué)研共建實踐教學(xué)的基地
密切與大型現(xiàn)代化礦區(qū)合作,共建三結(jié)合的實習(xí)基地是非常必要的,以強化工程實踐教學(xué)。另外利用礦山閑置設(shè)施,在有關(guān)廠礦支持合作下,建立模擬生產(chǎn)的工作面。利用已磨損的生產(chǎn)上已不能用的裝備、配套安裝、模擬生產(chǎn)。模擬工作面的裝備可以操作,又不影響生產(chǎn),特別對加強機電知識及裝備監(jiān)測、維護、檢修、事故預(yù)防及處理等實踐能力培養(yǎng)有很大好處。利用同礦山企事業(yè)的科研合作又能促進實踐和理論教學(xué)。
5.采取有效措施,確保教學(xué)質(zhì)量培養(yǎng)合格的專業(yè)技術(shù)人才
應(yīng)當指出,堅持知名教授上本科教學(xué)講臺的制度,是提高教學(xué)質(zhì)量的有力保證。近幾年來,知名教授被一些繁忙的行政管理工作和科研工作纏身,難以走上講臺為本科生授課,教學(xué)質(zhì)量受到某種程度的影響。中青年教師也受職稱評定條件的約束,精力轉(zhuǎn)移到科研工作和撰寫論文、著書立說,教學(xué)投入明顯不足。上述現(xiàn)象與學(xué)生厭學(xué)的大氣候共同形成了教學(xué)質(zhì)量滑坡的客觀現(xiàn)實,已經(jīng)到了必須引起高度重視的地步了。
6.加強教學(xué)管理,實現(xiàn)教學(xué)管理科學(xué)化
目前,學(xué)生自主成才已成為新的價值取向,原來固定的學(xué)生培養(yǎng)模式和教學(xué)管理模式必須改變。因此,要求教學(xué)管理人員不斷提高自身素質(zhì),同是開發(fā)出實用的教學(xué)管理系統(tǒng)軟件,其內(nèi)容應(yīng)包括學(xué)生情況庫、試題庫、畢業(yè)設(shè)計資料庫、教學(xué)文件庫、專題論文庫等等。
采礦工程專業(yè)的教學(xué)改革任重而道遠,要靠我們不懈的努力和奮斗才能不斷取得成果。我們相信,經(jīng)過四五年的努力,采礦工程專業(yè)的教學(xué)改革必將提高到一個新的高度。
Study on Teaching Reform Direction of Mining Engineering Subject
CHEN Hai-bo,JIANG Hai-feng
一、模型制作與采礦工程專業(yè)課程特點
1.模型制作
模型直觀、易懂,能構(gòu)建起專業(yè)知識的內(nèi)部聯(lián)系、空間形態(tài),可以將形式與內(nèi)容完美地結(jié)合起來,以獨特的造型展示出立體的視覺形象,起到一目了然的作用。模型設(shè)計中布局是否合理、比例是否恰當、造型是否協(xié)調(diào)等問題都可以通過模型制作來發(fā)現(xiàn)。模型制作主要是通過師生互動的教學(xué)方式,把專業(yè)概念或知識體系動手實踐做成知識模型,從而加深對專業(yè)知識的理解,達到教學(xué)相長的效果。它既能提高學(xué)生的動手實踐能力,也能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識,是一種能改變學(xué)生行為,提高學(xué)生綜合能力的教學(xué)方法。比如建筑專業(yè)、園林專業(yè)等都可以把專業(yè)知識動手實踐綜合成建筑模型、園林模型,用于課堂的教學(xué)[6-7]。尤其對一些工科院校的專業(yè)課教學(xué),模型制作可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,能把枯燥專業(yè)知識變?yōu)橹谱髂P偷臉啡ぃ_到對所學(xué)知識的理解、消化、吸收與靈活應(yīng)用。此外,信息獲取、動手實踐、團隊協(xié)作、人際交流等能力都可以通過模型制作來實現(xiàn)。
2.采礦工程專業(yè)課程特點
采礦工程屬于礦業(yè)類學(xué)科,是一門學(xué)科綜合性較強的專業(yè),涉及采礦、井巷、力學(xué)、機械、管理與制圖等多學(xué)科的基礎(chǔ)知識。專業(yè)課程具有概念較多、知識點零碎、知識體系環(huán)環(huán)相扣的特點,需要有一定的立體思維能力,才能把知識架構(gòu)的空間關(guān)系搞清楚。單純的課堂教學(xué)往往使學(xué)生一知半解,而教學(xué)模型參觀也僅是對知識的一種表象理解,不能從根本上掌握主要知識點的本質(zhì)關(guān)系。專業(yè)課程的學(xué)習(xí)需要學(xué)生具有一定的空間想象能力和嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力,而對重要概念的理解和應(yīng)用一直是采礦工程專業(yè)課教學(xué)的重點和難點。模型制作則能把一些抽象的專業(yè)概念、知識體系構(gòu)建起來,使知識結(jié)構(gòu)立體化,有助于學(xué)生對基礎(chǔ)知識的深刻理解。因而,選擇模型制作進行采礦工程專業(yè)課的教學(xué)實踐是課程教學(xué)方法的一種有益嘗試。
二、模型制作在教學(xué)中的應(yīng)用
1.模型制作的課堂引導(dǎo)
在整個教學(xué)過程中,如何增加學(xué)生對課程的感性認識和學(xué)習(xí)興趣,教師對課程的掌控力和對專業(yè)知識的熟悉程度是一個關(guān)鍵點。教師應(yīng)認識到課堂引導(dǎo)的重要性,在模型制作授課中應(yīng)循循善誘,適時教導(dǎo)。剛開始進行模型制作的學(xué)生會毫無頭緒、不知所措,此時教師應(yīng)進行課堂引導(dǎo),可準備若干個模型制作的選題,講解一些相關(guān)的模型案例,開拓學(xué)生的思維;也可安排學(xué)生參觀教學(xué)模型,增強他們對模型的直觀感受,使他們認識到模型制作并不難,還有一定的趣味性。其次給他們講解模型制作的益處,提高他們對復(fù)雜空間的表現(xiàn)和認知能力,鍛煉他們的動手能力與團隊協(xié)作精神等。最后將學(xué)生分組,1組4~6人為宜,每組設(shè)定1名小組長,組長分工明確,組員各負其責,并納入最終的考核評分中。
2.教學(xué)中的模型制作
模型制作過程:首先進行模型的選題,教師準備若干個模型制作的選題,由學(xué)生自由選擇,也可由學(xué)生根據(jù)專業(yè)課程知識自選課題;選題完成后,模型小組要搜集資料、完成模型設(shè)計并繪制方案草圖,依據(jù)草圖繪制出詳細的CAD施工圖;然后根據(jù)選題的不同確定模型制作材料;此后,各小組分別進行模型制作,在此過程中,學(xué)生要拍攝具體實施模型制作的關(guān)鍵步驟照片,為下一步小組匯報或上交報告提供素材;最后,各小組將自己制作的模型成品進行展示,各組推選代表進行PPT匯報,師生針對各組的匯報情況進行點評、討論,教師對最終結(jié)果進行考核評分。模型制作要求:教師應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容和教學(xué)課時,給學(xué)生分配模型制作任務(wù),要求模型能自成系統(tǒng),甚至能簡單運轉(zhuǎn),并符合實際情況。在學(xué)時較少的課程中,可進行專業(yè)課中一些主要概念、知識點的模型或模型部件制作,可利用塑料板、紙盒、泡沫板等材料進行模型制作。在以后的教學(xué)過程中,如果有學(xué)生重復(fù)之前的教學(xué)模型,則要求學(xué)生做出更精細的模型,可添加二極管等電子元件進行電動演示,可改進模型材料使做出的模型更逼真等,要求重復(fù)的模型趨于精細化、形象化。在學(xué)時較多的課程中,可進行專業(yè)知識體系模型的制作,使學(xué)生加深對專業(yè)知識體系的理解和應(yīng)用。根據(jù)課程知識點,發(fā)揮學(xué)生的自主性,探索自己的表現(xiàn)形式。學(xué)生如果繼續(xù)之前的模型,則需要進一步完善模型系統(tǒng),可借助光電、機械等方法使模型更真實化,易于理解。課程關(guān)注的焦點是完成模型制作所獲得的成果,以此激發(fā)學(xué)生的興趣,培養(yǎng)學(xué)生能靠自己和團隊做成事情的信心。
3.模型制作的實踐競賽
教師應(yīng)鼓勵學(xué)生全員積極參與模型制作,可推薦模型制作興趣濃厚的學(xué)生參加全國的采礦工程專業(yè)實踐作品大賽。例如,采礦工程2015級學(xué)生參加競賽模型作品,獲得了獎項。這些結(jié)合專業(yè)知識把想法變成模型作品的經(jīng)歷,鍛煉了他們的動手實踐能力和創(chuàng)新思維能力,增長了見識,增強了他們做成事情的自信心。
4.模型制作的教學(xué)反饋與持續(xù)改進
2地質(zhì)測量對采礦的影響
我國的國土豐厚,地質(zhì)地貌各不相同,所以為了確保礦物質(zhì)的質(zhì)量,我們在進行采礦工作時,要對開采區(qū)域進行地質(zhì)測量。對于地表所測的氧值要符合一定的規(guī)律性。地測工作的標準化是質(zhì)量標準化的一個關(guān)鍵組成環(huán)節(jié),在開采的同時還要注意安全隱患。對于重復(fù)出現(xiàn)的問題要追查其根源,及時進行修改調(diào)整,從而進一步的提高標準化的工作水平。
3數(shù)值模擬的可視化分析方法
我們了解到工作人員很難建立三維空間概念,而礦山壓力與巖層控制的問題一般涉及的都是動態(tài)三維空間問題。因此工作技術(shù)人員對分析研究的目的還是有一定的差距。工作技術(shù)人員到礦井現(xiàn)場實習(xí),所看到的情況只是靜態(tài)現(xiàn)象,比如巷道支護物的破壞、巷道的變形等問題我們可以通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn),但是對產(chǎn)生礦壓顯現(xiàn)現(xiàn)象的礦山壓力以及變形破壞過程是看不到的,只能從理論上或者資料上去進行空間想象,但是這樣會存在一些弊端,比如說對理解礦山壓理論就會形成障礙。而且想只是通過觀測就能得到礦山開采過程中的圍巖內(nèi)的某一點力,實際上是相當困難的。對于上述問題,數(shù)值模擬計算方法就擁有其獨一無二的優(yōu)勢,數(shù)值模擬計算方法的發(fā)展逐漸的引起了采礦工程的重視,并且逐漸的的被采礦工程所引用。
可視化研究實例,我們對煤層開采過程頂板巖層受力變形過程模擬。模型上部為邊界,我們按照煤層深度來施加重力,模型的左右兩邊為支邊,模型的下邊為固定點,為了平衡水平方向的位移。通過計算得出了頂板巖層會隨著煤層開采而出現(xiàn)離層及其相對應(yīng)的應(yīng)力分布狀況,其結(jié)果在一定程度上可以對礦山壓力及巖層的控制上提供了理論補充。(本文來自于《黑龍江科學(xué)》雜志。《黑龍江科學(xué)》雜志簡介詳見。)
張同學(xué)來自湖北農(nóng)村,就讀的專業(yè)是采礦工程。入校第二天他就找到我,說想轉(zhuǎn)專業(yè),我問他為什么要轉(zhuǎn)專業(yè)。他低著頭,沉默了半天,最后倔強地說:“我就是不想讀這個專業(yè)!”然而,此時學(xué)校轉(zhuǎn)專業(yè)的相關(guān)規(guī)定還沒有出臺,并且新生一開學(xué)就轉(zhuǎn)專業(yè)基本不可能。我耐心地向張同學(xué)解釋學(xué)校的有關(guān)規(guī)定,但是當他得知至少剛開學(xué)不能轉(zhuǎn)專業(yè)時,便立刻漲紅了臉,然后一聲不吭地離開了。
開學(xué)上課后有學(xué)生向我反映,張同學(xué)性格內(nèi)向,幾乎不與其他人交流,總是一個人獨來獨往。一天,班上的學(xué)習(xí)委員來告訴我,張同學(xué)已經(jīng)一上午沒來上課了,人也不知道到哪兒去了。我很擔心他因為情緒不好而出什么事,趕緊發(fā)動全班同學(xué)去找他。終于,我在學(xué)校的外湖邊找到了他,而他正坐在湖邊的涼亭里發(fā)呆。我看看手表,都已經(jīng)快下午1點了,于是就先帶他到食堂吃飯,然后約他在學(xué)校的外湖邊進行了一次促膝長談。
通過耐心細致的談話我了解到,他的家庭非常貧困,母親長年臥病在床,一個哥哥在外打工,家里就靠父親一個人務(wù)農(nóng)。他很希望通過自己的努力學(xué)習(xí)在大學(xué)畢業(yè)后能找到一份體面的工作,改變家里的經(jīng)濟和生活狀況。但是,“采礦工程”這個專業(yè)光聽名字就讓他覺得很不好,他認為這個專業(yè)畢業(yè)之后都要去做挖礦之類的活,又臟又累,收入也不會很高,所以就一直對自己的專業(yè)心存反感,不想上課。
我這才明白之前他為什么要轉(zhuǎn)專業(yè),原來是對采礦工程這個專業(yè)存在誤解。于是,我耐心地給他解釋:第一,采礦工程專業(yè)培養(yǎng)的主要是管理和技術(shù)人才,并不是他所想象的畢業(yè)之后都是去挖礦。第二,目前采礦人才非常緊缺,這個專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)肯定沒問題,我校采礦工程專業(yè)的就業(yè)率往年一直保持在100%,并且收入還不錯,完全可以改善他的家庭經(jīng)濟狀況。第三,大學(xué)更重要的是教我們學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會思考問題的方法,只要扎扎實實學(xué)好真本事,任何專業(yè)都是可以有所作為的。
經(jīng)過這次談話,張同學(xué)的情緒稍微好轉(zhuǎn)了一些,但思想上仍存在很多顧慮。通過細心觀察,我發(fā)現(xiàn)他有書法特長,在征求他的意見之后,我就安排他擔任了班級宣傳委員。同時,我還鼓勵他多與同學(xué)交流,積極參加學(xué)校的課外活動。一段時間后,張同學(xué)的表現(xiàn)比以前積極多了,但他對專業(yè)的認識還不是很清晰,經(jīng)常問我采礦工程專業(yè)到底好不好就業(yè),往屆畢業(yè)生就業(yè)的單位待遇怎么樣。
為了讓張同學(xué)以及班里其他同學(xué)對采礦工程專業(yè)有一個客觀、全面的認識,我特意邀請采礦工程專業(yè)教研室主任為他們作了一場專業(yè)介紹報告會,就采礦工程專業(yè)的特色優(yōu)勢、歷史和發(fā)展現(xiàn)狀、就業(yè)前景等進行了詳細的分析和介紹。通過這場報告會,同學(xué)們對自己所學(xué)的專業(yè)有了更深層次的認識和了解,對自己的未來也更加樂觀了。針對學(xué)院大一、大二年級在新校區(qū)就讀,大三、大四年級在校本部就讀,而新校區(qū)的各項教學(xué)設(shè)施與校本部相比還不夠優(yōu)越的實際情況,我又組織同學(xué)們參觀了校本部的實驗室、圖書館等,讓他們對自己的學(xué)校和專業(yè)有了更全面的了解。此外,我還經(jīng)常找張同學(xué)溝通交流,了解他在生活和學(xué)習(xí)中還有什么困難。后來,張同學(xué)主動找到我說,他在全面了解采礦工程專業(yè)后越來越喜歡這個專業(yè),現(xiàn)在已經(jīng)不再想轉(zhuǎn)專業(yè)了。聽到這些話,我的心終于放下――他終于消除了“專業(yè)偏見”,不鬧情緒了。
這件事情讓我明白:許多大學(xué)新生剛?cè)胄r,一方面由于對自己的專業(yè)缺乏足夠了解,僅從字面上來片面理解專業(yè),另一方面由于被一些片面、過激的說法所誤導(dǎo),對自己的專業(yè)存在某種偏見。因此在大學(xué)新生入校時,有必要通過專業(yè)介紹、報告會、參觀校園等多種活動及時緩解和消除同學(xué)們的專業(yè)疑慮,幫助他們樹立對自己專業(yè)的信心。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)28-0235-02
課堂教學(xué)、實驗教學(xué)和實踐教學(xué)是大學(xué)本科教育常用的三大教學(xué)方法,它們之間環(huán)環(huán)相扣、緊密相連,意在全面培養(yǎng)學(xué)生對知識的把握,提高學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識,多方面、多渠道培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。實驗教學(xué)是課堂教學(xué)和實踐教學(xué)的橋梁和紐帶,是本科教學(xué)中重要的一環(huán)。采礦工程專業(yè)是培養(yǎng)學(xué)生具備礦床開采的基本理論和方法,具備采礦工程師的基本能力,能在采礦領(lǐng)域等方面從事礦區(qū)開發(fā)規(guī)劃、礦山設(shè)計、礦山安全技術(shù)及工程設(shè)計、監(jiān)察、生產(chǎn)技術(shù)管理科學(xué)研究的高等工程技術(shù)人才。要求采礦工程本科教學(xué)中重視課堂教學(xué)的同時,必須加強實踐教學(xué)和實驗教學(xué)同步進行,而加強實驗室建設(shè)是采礦工程專業(yè)本科教學(xué)的重要一環(huán)。
一、采礦工程專業(yè)實驗教學(xué)的制約因素
1.教學(xué)大綱的制約。目前各高校只注重課堂教學(xué)的要求,在教學(xué)大綱中體現(xiàn)得尤為明顯。如一門采礦工程專業(yè)主要專業(yè)課《井巷工程》教學(xué)大綱的要求,課堂教學(xué)要求44學(xué)時,而實驗教學(xué)僅4學(xué)時,實驗教學(xué)遠遠低于課堂教學(xué)的時間,重理論教學(xué)的現(xiàn)象十分嚴重。其次,大綱對實驗教學(xué)的考核機制未能全面體現(xiàn),導(dǎo)致很多學(xué)生對有限的實驗課程只是走走過場,即使提交了實驗報告,全班級的同學(xué)也就一兩個模板,抄襲率太高。
2.實驗教學(xué)設(shè)備更新速度太慢。隨著煤礦開采科技水平的提高,新的技術(shù)和裝備不斷出現(xiàn)。煤礦走過這高速發(fā)展的十年黃金期(2003―2013年),許多舊的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備被淘汰,尤其是特大型煤礦的生產(chǎn)均采用先進的技術(shù)和設(shè)備。而高校的采礦工程課題教學(xué)選用的教材更新慢,與之相配套的實驗教學(xué)設(shè)備更慢,遠遠落后于科技的進步,使得采礦工程培養(yǎng)的畢業(yè)生走向工作崗位必須從頭開始。
3.實驗室?guī)熧Y力量欠缺。目前高校實驗教學(xué)多是兼職教師,誰講授哪一個門課程誰來講授該門實驗課程的實驗,專門從事本實驗室教學(xué)的教師太少,我院實驗教學(xué)教師人數(shù)占課題教學(xué)教師的1/20以下,實驗教學(xué)的管理人員也大部分是課堂教學(xué)的教師。這也與實驗教學(xué)的投入及實驗教學(xué)人員的定位有較大的關(guān)系。實驗教學(xué)的教師不能等同于高校的實驗科研人員,有的實驗室是用來純教學(xué)的,有的可以兼顧科研。再加上學(xué)校考核教師的管理機制,使得更多的教師會選擇可以做科研的實驗室(如采礦工程專業(yè)的巖石力學(xué)實驗室)。
4.學(xué)生人數(shù)太多,實驗教學(xué)設(shè)備短缺。隨著煤炭形勢的好轉(zhuǎn),采礦工程專業(yè)的學(xué)生顯著增加,由原來的一個班級(30人左右),增加到現(xiàn)在的六個班(180人左右),另外還有采礦單招班、采礦人才班等,每屆約300多人。在校學(xué)生雖然顯著增加,但實驗教學(xué)設(shè)備增添的太少,太慢。每次上實驗課不得不1~2個班一起上課,更別說讓學(xué)生自己動手操作實驗。很多實驗教師不得不做演示性實驗,根本達不到加深課題教學(xué)的效果,更是抑制了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。這也是很多大學(xué)畢業(yè)生畢業(yè)后動手能力很差的原因。
二、井巷礦壓實驗室在本科教學(xué)中的作用
采礦工程專業(yè)課程主要開設(shè)有:礦山機械、礦山測量學(xué)、礦山地質(zhì)學(xué)、井巷工程、礦山壓力與巖層控制、采礦學(xué)、礦井通風(fēng)、礦井安全技術(shù)等課程。其中《井巷工程》、《礦山壓力與巖層控制》和《采礦學(xué)》是采礦工程專業(yè)三大主題專業(yè)課。
首先,《井巷工程》和《礦山壓力與巖層控制》兩門專業(yè)課在課程設(shè)置上有許多相通之處,在實驗室建設(shè)上必然存在許多共性的地方。在這兩門課中,該部分的內(nèi)容均是本門課的重點,尤其對于《井巷工程》這門課更是重點的重點,包含了該門課程的絕大部分內(nèi)容。其次,采礦工程專業(yè)的學(xué)生大多是高考統(tǒng)招進來的,沒有從事井下采礦工作的經(jīng)歷,認識均是感性的、膚淺的,根本沒有深入體會,更不可能實地操作實驗。而這兩門課又都是與實際結(jié)合最緊密的課程,在一定程度上比較抽象,使得僅靠課堂教學(xué)很難讓學(xué)生深刻體會和把握。
井巷礦壓實驗室的建設(shè),讓學(xué)生實地操作礦井巷道施工與維護時的一些實驗,在消化課堂教學(xué)的內(nèi)容時會顯得輕松愉快,也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性,在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識。
三、井巷礦壓實驗室目前的現(xiàn)狀
目前,我校《井巷工程》課程實驗室主要是井巷模型室,包括:各類巷道的模型、巖巷及煤巷的施工模型、立井井筒施工模型及斜井施工模型。這些實驗?zāi)P投际庆o止的東西,均是10多年沒變的模型,沒有讓學(xué)生可操作的實驗,只是讓學(xué)生看模型,教師講原理,與課堂教學(xué)相差無幾。從采礦工程研究生一年級的調(diào)研結(jié)果來看,99%的學(xué)生根本不知道礦壓監(jiān)測的一些儀器,更別說原理了。他們的反映是,當時教師好像只是介紹了一遍,其他沒有什么印象了。這也是很多研究生動手能力很差的原因所在。因此,可將井巷模型實和礦壓實驗室中的部分分離出來,融入一些《井巷工程》和《礦山壓力與巖層控制》兩門課中可供學(xué)生操作的實驗,并增加原來兩個實驗室沒有,而目前礦山常使用的礦用支護材料和設(shè)備,建立井巷礦壓實驗室。
四、井巷礦壓實驗室建設(shè)規(guī)劃
井巷礦壓實驗室建設(shè)的目標是:滿足《井巷工程》和《礦山壓力與巖層控制》、《礦壓測試技術(shù)》等專業(yè)課程實驗教學(xué)的需要,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識,提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的熱情和興趣,潛意識地增強了學(xué)生對理論教學(xué)的理解和體會。根據(jù)《井巷工程》和《礦山壓力與巖層控制》課程內(nèi)講授內(nèi)容的需要,融入目前先進的技術(shù)和設(shè)備,井巷礦壓實驗室建設(shè)的內(nèi)容主要包括四大塊:礦井支護材料展示區(qū)、設(shè)備展示區(qū)、實驗操作區(qū)和巷道模型綜合實驗臺。
1.礦井支護材料區(qū)。該區(qū)主要展示現(xiàn)階段礦井常用的支護材料,包括兩部分的內(nèi)容,分別為錨桿支護材料區(qū)、棚式支護區(qū)。通過該部分實物展示及實驗教師的講解,可以讓學(xué)生直觀認識巷道錨桿支護的發(fā)展過程。
2.設(shè)備展示區(qū)。該區(qū)主要展示現(xiàn)階段與巷道施工及支護材料相匹配的設(shè)備,包括三方面的內(nèi)容,分別為鑿巖爆破區(qū)、巷道支護設(shè)備區(qū)、注漿設(shè)備區(qū)。
3.實驗操作區(qū)。該區(qū)主要是通過搭建簡易的實驗臺,將設(shè)備展示區(qū)的設(shè)備讓學(xué)生進行實地操作,了解設(shè)備的工作原理及功能。
4.巷道模型綜合實驗臺。該模型是根據(jù)井下巷道條件1∶1仿制的,讓學(xué)生進入實驗?zāi)P蛢?nèi)部實地感受巷道內(nèi)部的情況。
五、巷道模型綜合實驗臺
本實驗臺主要針對采礦工程本科專業(yè)課程《井巷工程》和《礦山壓力與巖層控制》兩門專業(yè)課教學(xué)使用,也可在采礦工程研究生課程《巷道圍巖控制技術(shù)》教學(xué)中使用,如圖1所示。
1.模型周邊立柱及橫梁采用角鋼制作而成,傾斜巖層采用透明有機玻璃制作而成,安裝錨桿錨索及頂板離層儀的鉆孔也采用透明的有機玻璃制作,錨桿錨索及頂板離層儀采用真實的材料進行安裝,錨桿錨索錨固端可采用樹脂錨固劑粘結(jié)也可以采用某種黏膠粘接,巷道模型可采用有機玻璃也可采用木制組合板加工而成。
2.模型將巷道圍巖地質(zhì)條件及發(fā)育情況融入進去。模型直觀展示出:巷道掘進頭的鑿巖爆破破巖、裝巖與調(diào)車過程;展示多種支護形式(U型鋼支護、錨網(wǎng)支護、錨網(wǎng)噴支護);直觀展示礦壓監(jiān)測儀器的安裝、監(jiān)測過程及安裝監(jiān)測原理;并可以讓學(xué)生在模型內(nèi)部進行模擬錨桿、錨索的錨固力拉拔試驗、錨桿預(yù)緊力試驗、錨桿錨索的安裝、鉆進實驗等。
3.本模型實驗臺結(jié)合上表中的設(shè)備材料,可以直觀講述《井巷工程》課程:第二章鑿巖爆破、第三章巷道斷面設(shè)計、第四章巖巷施工及第六章巷道支護的絕大部分內(nèi)容,這些內(nèi)容也是本門課程的主要關(guān)鍵部分,是本門課的重點。第七章巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、第八章巷道維護原理及支護技術(shù)的內(nèi)容也大部分包括其中,而該部分又是本門課程的一大部分。
對于研究生的教學(xué)《巷道圍巖控制技術(shù)》不言而喻。目前研一的采礦碩士研究真正在井下實習(xí)鍛煉的機會很少,很多都是生產(chǎn)實習(xí)時下了一兩次井,對煤巷井巷的很多知識根本不了解。而研一的學(xué)生主要在學(xué)校學(xué)習(xí)理論知識,出去鍛煉的機會很少,通過該模型的參觀和部分的可操作試驗,很直觀地了解井巷的專業(yè)知識。
六、結(jié)語
實驗教學(xué)是課堂教學(xué)和實踐教學(xué)的橋梁和紐帶,是本科教學(xué)中重要的一環(huán)。在高校教學(xué)大綱的制定上必須加強實驗教學(xué)的分量,全面培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新意識。采礦工程專業(yè)是與現(xiàn)場實際聯(lián)系最為緊密的專業(yè),而《井巷工程》和《礦山壓力與巖層控制》是采礦工程專業(yè)三大主體專業(yè)課,課堂上的理論教學(xué)對于高招進來的大學(xué)生來說,許多專業(yè)知識太抽象,必須加強實驗教學(xué)的內(nèi)容。因此,井巷礦壓實驗室的建設(shè)將會為培養(yǎng)采礦工程的學(xué)生提供了一個良好的教學(xué)平臺。