時間：2023-04-01 10:32:18
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目前，中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)教材采用高井祥老師編寫的《測量學(xué)》，課程主要分為理論課和實驗課兩大部分，其中課堂授課為24課時，實驗課8課時，內(nèi)容設(shè)置如表1所示。實驗課程主要開設(shè)水準(zhǔn)測量、角度測量及全站儀認(rèn)識與使用及地形圖認(rèn)讀等內(nèi)容。
1．2課程存在的問題
分析課程現(xiàn)狀，目前中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)測量學(xué)課程的設(shè)置存在如下幾個問題:
(1)課程內(nèi)容較多，而學(xué)時較少
從測量基礎(chǔ)理論知識到礦山測量的應(yīng)用，課程幾乎涵蓋了大部分測量學(xué)科的相關(guān)知識，但只有24課時的課堂教學(xué)明顯無法面面俱到，不得不對部分內(nèi)容進(jìn)行縮減，課程內(nèi)容的連續(xù)性不易保證，影響了教學(xué)效果。
(2)基礎(chǔ)理論多，而專業(yè)應(yīng)用內(nèi)容少
測量學(xué)的基礎(chǔ)理論知識占到總課堂學(xué)時的91.7%，而與采礦工程專業(yè)相關(guān)的礦山測量知識較少，只講解基本概念，無法讓學(xué)生對井上下測量工作有深刻的認(rèn)識。此外，還有礦圖、開采沉陷變形及控制等內(nèi)容沒有包含在內(nèi)。
(3)實踐內(nèi)容不足
實踐是測量學(xué)這門課程的必備環(huán)節(jié)，能夠加深同學(xué)對課程相關(guān)理論知識的認(rèn)知，便于在生產(chǎn)中綜合運用。為此，中國礦業(yè)大學(xué)專門建立了實驗室開放系統(tǒng)，全校同學(xué)可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行預(yù)約實驗。但是現(xiàn)有的8課時實驗內(nèi)容全部集中在測量基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)上，未涉及將來工作中可能用到的礦山測量知識，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)和生產(chǎn)應(yīng)用的脫節(jié)。
(4)測繪新技術(shù)和理論講述較少
近年來，測繪技術(shù)的變化日新月異，GPS、攝影測量、遙感等技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用越來越廣。煤礦企業(yè)大多都配備有先進(jìn)的測量儀器，如GPS、全站儀、自動安平水準(zhǔn)儀、陀螺儀等。因此，在講課過程中需要對測繪新技術(shù)、理論及儀器設(shè)備進(jìn)行講解，使學(xué)生能夠把握測量知識的應(yīng)用方向，而目前課程對此方面的講述明顯不足。
2理論教學(xué)內(nèi)容的改革
2．1課程內(nèi)容改革
(1)精簡或刪除部分基礎(chǔ)測量理論及技術(shù)。
對于距離、高程和角度測量等內(nèi)容，應(yīng)精簡鋼尺量距、視距測量、經(jīng)緯儀測角等占的比例;對小地區(qū)控制測量部分，應(yīng)精簡三角網(wǎng)和小三角測量及交會法定向的內(nèi)容;對地形測圖等內(nèi)容，應(yīng)刪除平板儀測圖、經(jīng)緯儀聯(lián)合小平板儀測圖，精簡經(jīng)緯儀測圖。
(2)增加測繪新技術(shù)、新理論的比例。
增加自動安平水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、全站儀的相關(guān)內(nèi)容和應(yīng)用;在控制測量部分增加GPS、RTK的等原理的講述;在地形圖測圖部分增加航空、低空攝影測量及遙感成圖的相關(guān)內(nèi)容。
(3)加強礦山測量部分的應(yīng)用教學(xué)。
加強井下控制測量、巷道施工測量的內(nèi)容;增加礦圖的認(rèn)識及開采沉陷變形監(jiān)測;拓展新型沉陷變形監(jiān)測技術(shù)，如合成孔徑雷達(dá)干涉測量技術(shù)(InSAR)、激光三維掃描等新技術(shù)的介紹。
2．2教學(xué)方法、手段改革
多媒體是目前高校普遍采用的一種教學(xué)手段。與傳統(tǒng)的黑板教學(xué)相比，多媒體教學(xué)圖文并茂，便于演示，可以提高課堂教學(xué)效率和效果，但也存在內(nèi)容多，信息量大的缺點，致使學(xué)生思路跟不上，容易走神。因此，有必要將多媒體和板書進(jìn)行有機結(jié)合，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。例如在講解經(jīng)緯儀整平對中時，可以在多媒體中增加動畫效果，模擬圓水準(zhǔn)氣泡、管水準(zhǔn)氣泡的移動同三腳架、腳螺旋移動的關(guān)系，使學(xué)生有直觀的認(rèn)識。在講解方位角、導(dǎo)線坐標(biāo)等公式的推算時，先采用板書推導(dǎo)，使學(xué)生的思路能夠循序漸進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生思考問題，推導(dǎo)完成之后，可以采用多媒體再播放一遍推導(dǎo)過程，鞏固重點和難點內(nèi)容。中國礦業(yè)大學(xué)在2012年新的教學(xué)大綱中要求課堂教學(xué)中應(yīng)有一定的研討學(xué)時，采礦專業(yè)測量學(xué)課程設(shè)置4課時。這把傳統(tǒng)上以“教”為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生“學(xué)”為主的教學(xué)模式，在課堂上采用“啟發(fā)式”、“問題式”、“討論式”、“探究式”等互動教學(xué)方法，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，加深學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。實施過程中可以采用分組討論、辯論及學(xué)生講課等形式。案例教學(xué)是一種非常重要的教學(xué)手段。學(xué)生通過案例分析可以更加深入的同應(yīng)用相結(jié)合，有助于鞏固課堂理論知識，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。例如:在講述大比例尺地形圖測繪時，將校園作為實例，對平面控制測量和高程控制測量，甚至是GPS控制測量進(jìn)行講述和分析，然后再以學(xué)院樓、道路、花池等為例介紹大比例尺成圖的過程和方法。由于同學(xué)對校園環(huán)境非常熟悉，更容易掌握相關(guān)的知識點和工程應(yīng)用。
2．3考試與考核改革
課程考核是對學(xué)生掌握知識、技能、理論應(yīng)用的一次檢測，也是評定學(xué)生能否獲取課程學(xué)分的一個重要依據(jù)。多數(shù)高校都將期末考試的70%～80%作為最終的課程考試成績。這種一次考試定成績的考核方式容易使學(xué)生出現(xiàn)考前突擊、死記硬背、一知半解等情況，難以達(dá)到課程教學(xué)目的。因此，課程考試考核應(yīng)采用多元化的方式，在課程教學(xué)中可以增加小測驗、研討、期中考試、課程論文等過程考核，完善現(xiàn)有的考試考核方式。此外，計算機技術(shù)也可以作為考核的一項重要手段，例如在完成導(dǎo)線計算的講述后，可以讓同學(xué)采用程序開發(fā)的方式實現(xiàn)導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計算。這既可以讓學(xué)生深入掌握導(dǎo)線計算的方法和流程，也可以鍛煉學(xué)生的程序開發(fā)和應(yīng)用能力。
3實踐內(nèi)容的改革
實踐是培養(yǎng)工科專業(yè)學(xué)生動手操作、理論應(yīng)用、團隊協(xié)作意識等綜合能力的必備環(huán)節(jié)。隨著測繪儀器、理論及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，原有的一些測繪實踐內(nèi)容已無法滿足社會需求，因此需要在有限的課時內(nèi)對相關(guān)知識進(jìn)行取舍優(yōu)化，以達(dá)到實踐教學(xué)的目的。
3．1實驗教學(xué)改革
目前，中國礦業(yè)大學(xué)采礦工程專業(yè)只有8課時實驗課，主要開設(shè)水準(zhǔn)測量、角度測量及全站儀認(rèn)識與使用及地形圖認(rèn)讀等內(nèi)容。實驗課中課時安排不夠合理，也未涉及礦山測量知識。此外，水準(zhǔn)測量和角度測量所采用的儀器仍然為DS3水準(zhǔn)儀和DJ6經(jīng)緯儀，儀器過于陳舊，因此有必要對實驗內(nèi)容進(jìn)行改革。將原有的水準(zhǔn)測量實驗仍設(shè)置為2課時，但需講述DS3水準(zhǔn)儀和自動安平水準(zhǔn)儀的使用;原有角度測量減少為2課時，儀器改為全站儀測角和使用;去除全站儀認(rèn)識與使用及地形圖認(rèn)讀的實驗內(nèi)容，改為數(shù)字化測圖(2課時);增加礦山測量實驗內(nèi)容，如礦井聯(lián)系測量，實驗場地可以設(shè)置在地下車庫，以便模擬井下環(huán)境。
3．2科研促進(jìn)教學(xué)
礦山測量是中國礦業(yè)大學(xué)的特色課程，采礦工程專業(yè)必須能夠認(rèn)識礦圖，了解井下測量工作和開采沉陷及變形控制。中國礦業(yè)大學(xué)教師與礦山企業(yè)聯(lián)系緊密，各類與礦山相關(guān)的科研項目較多，內(nèi)容涉及礦山測量、井下開采方案設(shè)計、充填開采、開采沉陷及變形控制、建筑物損害鑒定、土地復(fù)墾及生態(tài)規(guī)劃及重建等方面。在課堂、實踐等教學(xué)過程中，適當(dāng)穿插與科研項目相關(guān)的內(nèi)容，可以增強學(xué)生的思考、動手、理論聯(lián)系實際等能力，并且對礦山相關(guān)新技術(shù)能有初步的認(rèn)知。這豐富了教學(xué)內(nèi)容和方法，能夠讓學(xué)生了解所學(xué)知識的應(yīng)用之處，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
隨著我國經(jīng)濟地不斷地發(fā)展，人們物質(zhì)生活不斷提升，人們所關(guān)注的問題從溫飽到健康，從健康又到精神需求環(huán)境追求。采礦工程的追求和發(fā)展也隨著經(jīng)濟的發(fā)展不斷提升，安全的問題越來越受到重視。由于采礦業(yè)是一個高危行業(yè)，它所涉及到的勘探、挖掘等工作都容易受到爆破等危險的威脅，所以在開采的過程中保證工作人員的安全是首要的任務(wù)。一些特大的危險事故中，采礦人員的傷亡數(shù)量達(dá)到百人以上，犧牲的大多屬于在最前線的勘探工作人員。本身從事挖礦的行業(yè)都是家庭較為貧困的人員，如果在勘探的過程中出現(xiàn)了什么危險事故，對勘探者的整個家庭來說都是較大的打擊。再加上國家的補助政策沒有很好地落實到位，這就導(dǎo)致原本貧困的家庭日子更加貧困，這從國家經(jīng)濟的整體發(fā)展上很不利。所以在采礦工程中，要提高安全指數(shù)，這是采礦企業(yè)必須做到，也是發(fā)展中首要考慮到的因素，企業(yè)必須良好地履行自身地職責(zé)，在保證安全的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步提高開采的效率，是企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)良好發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.2高強度開采需求
對采礦業(yè)來說，在能夠滿足安全開采的需求進(jìn)行高強度開采對于開采過程的安全性是有保證的，同時為了取得更大的經(jīng)濟效益，也可以選擇高強度開采。采礦企業(yè)也是企業(yè)一種，所以盈利是采礦業(yè)發(fā)展的最終目的，所以保證安全性的前提下，要進(jìn)一步思考如何深入發(fā)展高強度開采。
1.3可持續(xù)發(fā)展需求
要想獲得最大的經(jīng)濟效益，從勞動價值生產(chǎn)的角度來分析，需要通過減少原材料的消耗量、降低生產(chǎn)成本以及提升勞動生產(chǎn)率才能夠得以實現(xiàn)。
1.4采礦方法需求
無論是什么類型的生產(chǎn)行業(yè)，都需要方法簡單、簡易操作且可行性強的生產(chǎn)方式，這樣可以有效地提升生產(chǎn)效率。同時，生產(chǎn)的成本不斷降低，生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)能力不斷加強，保證生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性，隨之生產(chǎn)效率也會逐步提升。
2影響開采工程中采礦方法選擇的因素
2.1地質(zhì)因素
礦產(chǎn)是地質(zhì)經(jīng)過礦物作用形成的埋在地下或是在地表上能夠使人類進(jìn)行利用開發(fā)的礦物，這就說明礦產(chǎn)開采的過程中需要考慮到地質(zhì)因素。一般情況下，地質(zhì)因素索要考慮的主要是礦床的自身條件，其中的礦山與威嚴(yán)的物理性質(zhì)、礦體的形狀、厚度、傾角等在礦石中分布的因素都會對采礦過程造成一定的影響。
2.2經(jīng)濟因素
企業(yè)在對項目投資之前都會做一個較為詳細(xì)的項目可行性研究策略，經(jīng)濟上的收益問題是不必可少的一個重要因素，采礦工程中的開采方法選擇會對企業(yè)的經(jīng)濟收益與經(jīng)濟實力造成一定的影響，所以經(jīng)濟罌粟也是采礦工程中開采方法合理選擇的影響因素之一。
2.3技術(shù)因素
開采的技術(shù)因素對開采的方式影響很大，開采的工作不是靠蠻力去解決的，技術(shù)水平如果不能夠達(dá)到具體的開采要求，是無法滿足開采過程中的安全性和效率性。技術(shù)因素需要考慮的方面主要包括開采裝備好壞、開采技術(shù)水平、開采裝置機械化水平、開采管理水平、開采的勘探技術(shù)等等。
本科采礦工程專業(yè)經(jīng)歷四年的學(xué)習(xí)，從高數(shù)、大學(xué)英語、工程制圖等基礎(chǔ)課到井巷工程、采礦學(xué)、礦山壓力與巖層控制等專業(yè)課程，并且安排了礦山機械、工程經(jīng)濟學(xué)、礦山電子等拓展課程[1]，學(xué)習(xí)內(nèi)容之廣，但學(xué)習(xí)的深度較淺。采礦工程畢業(yè)設(shè)計是教學(xué)計劃中教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)[2-3]，其目的就是讓畢業(yè)生綜合的、系統(tǒng)的運用四年所學(xué)知識，畢業(yè)設(shè)計還要求學(xué)生實地考察學(xué)習(xí)，理論聯(lián)系實際，科學(xué)的培養(yǎng)自身技能，為將來從事煤炭行業(yè)打下堅實基礎(chǔ)。近年來發(fā)現(xiàn)，采礦本科畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容水平明顯下降，究其原因是學(xué)生或者指導(dǎo)教師的責(zé)任[4-5]。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計不合格說明培養(yǎng)的質(zhì)量不能滿足企業(yè)要求，盲目不求質(zhì)量輸送畢業(yè)生，可能由于知識缺漏造成的人員傷亡，對國家和社會造成很大的損失，也會對本校的聲譽以及個人的前途發(fā)展有很大的影響[6]。因此，剖析目前采礦工程畢業(yè)設(shè)計存在的問題和提出解決新思路是本文的目的所在。
一、存在的問題
(一)單位實習(xí)情況差在單位實習(xí)情況的好壞是決定是否能做好畢業(yè)實習(xí)的重要影響因素之一。每個煤炭學(xué)校的采礦專業(yè)學(xué)生都安排至少四周的單位實習(xí)時間，如果充分利用好這四周在單位現(xiàn)場實習(xí)，對礦井的各個環(huán)節(jié)有個初步認(rèn)識并對重要部分重點了解，可以說畢業(yè)設(shè)計以及答辯就不是問題。但了解學(xué)生實際到單位實習(xí)情況不容樂觀，據(jù)統(tǒng)計只有三成的學(xué)生實際到單位進(jìn)行了現(xiàn)場實習(xí)，并且學(xué)生到單位后沒有下井實習(xí)，只是做了收集礦上基礎(chǔ)資料的工作，收集之后便離開單位，浪費了大量的寶貴時間，造成對煤礦情況不了解、巷道設(shè)計不清楚、實際的采煤生產(chǎn)一無所知，造成畢業(yè)設(shè)計和答辯的被動。
(二)畢業(yè)設(shè)計的選題及內(nèi)容單一縱覽近年來的采礦畢業(yè)設(shè)計題目，設(shè)計的礦井集中在河南、山西，相當(dāng)一部分礦井被學(xué)生重復(fù)拿來設(shè)計，如焦作、平頂山和晉城的礦井，重復(fù)次多過多，甚至一個學(xué)期有兩到三個學(xué)生做同一個礦的初步設(shè)計，設(shè)計的內(nèi)容只是部分不同，缺乏創(chuàng)新。
(三)工程繪圖全部依賴電腦，缺乏手繪能力2000年以前，電腦未能全面普及，采礦畢業(yè)設(shè)計普遍要求手繪圖紙，手繪的內(nèi)容有《井田開拓方式平面圖》、《井田開拓方式剖面圖》、《采區(qū)平面圖》、《采區(qū)剖面圖》與《井底車場》，抄襲較少，但電腦普及之后，出現(xiàn)了電腦繪圖軟件，如AtoCAD，為了減少學(xué)生工作量，學(xué)生可以利用CAD繪圖，逐漸學(xué)生缺乏手繪圖紙的能力，對圖紙的熟悉度大不如以前，出現(xiàn)了諸多問題，如線性不對，圖中比例不對、標(biāo)注不規(guī)范等問題，并且學(xué)生可以輕易的復(fù)制，抄襲的嚴(yán)重。
(四)畢業(yè)答辯情況不容樂觀部分畢業(yè)生在答辯時盡管設(shè)計說明書內(nèi)容和排版較好，但答辯時對自己設(shè)計的論文的內(nèi)容模糊，答辯時語言不流暢，思路不清晰，對設(shè)計的內(nèi)容只知其一不知其二，很難用可衡量的標(biāo)準(zhǔn)去給學(xué)生定量給分，只能靠答辯老師定性給分，由于收到諸多因素影響，不能準(zhǔn)確的去判斷情況。
二、解決問題新思路
(一)改變畢業(yè)設(shè)計實習(xí)方式，建立三點一線的聯(lián)絡(luò)通道針對部分學(xué)生不去單位實習(xí)情況，建立“畢業(yè)生—指導(dǎo)教師—實習(xí)單位”聯(lián)系通道，即實習(xí)學(xué)生、實習(xí)單位聯(lián)系人與指導(dǎo)老師建立聯(lián)系通道，及時溝通了解學(xué)生在實習(xí)單位的實習(xí)情況，指導(dǎo)老師及時進(jìn)行實習(xí)指導(dǎo)和實習(xí)內(nèi)容安排，目的讓學(xué)生在最短的時候內(nèi)，高效的將所需了解的內(nèi)容盡快掌握，也約束了學(xué)生的行為，杜絕學(xué)生不去單位實習(xí)情況。
(二)利用3D模擬現(xiàn)場等手段建立新的實習(xí)場景由于煤礦行業(yè)性質(zhì)決定，現(xiàn)場實習(xí)存在很大的安全風(fēng)險，再加上煤礦行業(yè)不景氣，各煤礦經(jīng)營情況不好，學(xué)生尋找實習(xí)單位比較困難，下井進(jìn)行一線實習(xí)更是難上加難，所以尋求新的實習(xí)模式刻不容緩，可以實驗室為實踐教學(xué)基礎(chǔ)平臺，可利用3D模擬現(xiàn)場場景，可為學(xué)生提供新的設(shè)計思路，打破常規(guī)只在現(xiàn)場實習(xí)才能了解情況。
(三)加強畢業(yè)設(shè)計中間環(huán)節(jié)的管制，建立周匯報答辯制度。畢業(yè)設(shè)計期間完全由學(xué)生自主安排時間，部分同學(xué)懶惰性太強，設(shè)計進(jìn)程一拖再拖，到最后階段隨意糊弄過關(guān)，為了杜絕此現(xiàn)象，加強畢業(yè)設(shè)計中間環(huán)節(jié)的管制，建立周匯報答辯制度，即學(xué)生一周一次給指導(dǎo)老師匯報設(shè)計進(jìn)程。
(四)建立完善的畢業(yè)答辯管理制度?？蓪嵤叭棿疝q法”，即在原來采礦工程畢業(yè)設(shè)計答辯采用單一設(shè)計內(nèi)容及圖紙答辯的基礎(chǔ)上，增加了基礎(chǔ)知識答辯和采礦CAD設(shè)計能力考核兩個答辯環(huán)節(jié)，并通過采用一定的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行綜合得出畢業(yè)設(shè)計成績。例如答辯成績和指導(dǎo)老師的成績比重分別為70%和30%；答辯成績和指導(dǎo)老師的成績相差20分時，以低分為最終成績；答辯成績和指導(dǎo)老師成績一個不及格時，則答辯最終成績不及格。
三、結(jié)語
采礦工程畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的好壞是決定采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)能否成功的關(guān)鍵一步，畢業(yè)學(xué)生正處于青春期，叛逆和懶惰時常伴隨著他們，但如果畢業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、合理，及時打消學(xué)生其他想法，將精力全身心投入到畢業(yè)設(shè)計中，從中學(xué)到各項能力，使同學(xué)們能達(dá)到具備扎實牢固的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，具有較高的適應(yīng)采礦工作能力，對新技術(shù)和新知識有所了解的復(fù)合型人才。
作者:李紅斌 單位:河南理工大學(xué)
參考文獻(xiàn)：
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1．仔細(xì)分析地質(zhì)情況
地質(zhì)因素對礦體賦存形態(tài)的影響較大，因此采礦工程設(shè)計者要對礦山區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況進(jìn)行深入的分析和研究，具體如礦床的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等。因為礦體的賦存形態(tài)往往受到這些因素的影響，所以分析和研究這些因素可以判斷礦石質(zhì)量的分布情況，同時也為下一步確定開采境界線提供了理論基礎(chǔ)。
2．明確礦體本身的各種信息
礦體本身的各種信息對描述礦巖空間分布情況、礦石質(zhì)量情況、夾層分布對質(zhì)量的影響等內(nèi)容具有重要作用，因此，采礦工程設(shè)計者要注意收集礦體本身的各種信息如，礦體具體的賦存形態(tài)、礦石的結(jié)構(gòu)及類型及礦巖分布情況等信息。明確這些礦體信息將為圈礦設(shè)計的工作提供直接依據(jù)。
3．避免遺漏礦床的其他重要信息
有關(guān)礦床的重要信息較多，需要采礦工程設(shè)計者始終保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，避免遺漏某些重要信息，具體如高級儲量的位置、覆蓋土的分布情況、礦層對應(yīng)問題、礦石品級的對應(yīng)問題等等。在開采的過程中，通常在高級儲量分布的區(qū)域內(nèi)選擇首采區(qū)，并開展下一步選擇開拓系統(tǒng)和布置等活動。同時，采礦工程設(shè)計者還應(yīng)對覆蓋土分布、礦石及品級對應(yīng)等問題作重點研究，避免一些問題的發(fā)生，如進(jìn)行組合計算礦石品級中，避免人為因素對礦石一級品數(shù)量計算的影響。有關(guān)礦山夾層信息也要引起采礦工程者的高度重視，如經(jīng)常出收稿日期:2014－06－10作者簡介:呂波(1984－)，男，貴州盤縣人，本科畢業(yè)，工程師，貴州松河煤業(yè)管理有限責(zé)任公司生產(chǎn)技術(shù)部主任?，F(xiàn)石灰石礦床中的高鎂夾層和高硅夾層，需要仔細(xì)研究其搭配比例和空間結(jié)構(gòu)。綜合上述信息可知，采礦工程設(shè)計者必須注意收集礦床的各種重要信息，在制定地質(zhì)報告時必須及時查漏補缺，從而保證報告的完整性和準(zhǔn)確性。
4．補充礦石的特性研究
礦石的某些特型對開采的影響較大，如礦石的物理力學(xué)性質(zhì)、礦床水文地質(zhì)、圍巖的特性等，因此，采礦工程設(shè)計者在地質(zhì)報告中要盡量完善的補充闡述礦石的特性。
(二)確定礦山開采的境界線
地質(zhì)報告編制完畢后將給出具體的儲量計算范圍，并遞交國家儲委完成審查備案的環(huán)節(jié)，進(jìn)而進(jìn)行礦山地質(zhì)和采礦設(shè)計的環(huán)節(jié)。礦山地質(zhì)和采礦設(shè)計只要是依據(jù)地質(zhì)報告給出的有關(guān)地質(zhì)儲量信息選擇恰當(dāng)?shù)拈_采技術(shù)和條件，最終完成開采工作。設(shè)計的相關(guān)成果具體體現(xiàn)在甲方的采礦許可證及其配套文件中，并且有關(guān)部門要逐年進(jìn)行核查，因此必須嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的完成礦山地質(zhì)和采礦設(shè)計的環(huán)節(jié)，而確定具體的開采境界線是這個環(huán)節(jié)第一步工作，對下面的開采工作具有重要的意義，在確定礦山開采的境界線的過程中要注意以下幾點內(nèi)容:
(1)開采境界內(nèi)礦石的工業(yè)儲量要與礦山生產(chǎn)的服務(wù)年限相符，工業(yè)儲量不得少于生產(chǎn)的服務(wù)年限。
(2)控制好礦山開采的境界線以內(nèi)的平均剝采比，平均剝采比不能大于0．5∶1(t/t)。
(3)企業(yè)必須對地質(zhì)報告中探明的工業(yè)儲量充分利用。因此，在基建投資和工程量沒有較大增加及現(xiàn)有開拓系統(tǒng)未作較大改動的前提下，應(yīng)該在圈定開采境界線時盡量增大圈入境界線內(nèi)的范圍，從而促進(jìn)國家資源的合理利用。
(4)開采范圍要與公共設(shè)施或重要建構(gòu)筑物保持一定的安全距離，尤其要注意開采區(qū)要遠(yuǎn)離工廠、居民區(qū)等人群密集區(qū)。安全距離的設(shè)置要合理并符合《爆破安全規(guī)程》的相關(guān)要求。
(5)務(wù)必保持采場四周最終邊坡的穩(wěn)定性，并及時調(diào)整不平穩(wěn)的邊坡坡度。采礦工程設(shè)計者可根據(jù)礦巖的穩(wěn)定性來設(shè)置采礦場的邊坡角，同時可根據(jù)地質(zhì)報告內(nèi)容避開不穩(wěn)定巖層及構(gòu)造帶，從而減少對邊坡角穩(wěn)定性的影響。
(6)采礦工程設(shè)計者應(yīng)從地質(zhì)勘探線的剖面圖對開采境界進(jìn)行初步的確定，通常采用辦法是地質(zhì)地形平面圖與地質(zhì)剖面圖相結(jié)合總體分析的方法。
(7)確定初步的開采境界線后再進(jìn)行邊坡角相關(guān)核算、邊坡公路工程布置及總體剝采比的核算，如此反復(fù)仔細(xì)的計算后，才能將最終確定開采的范圍。這項工作對設(shè)計者的要求較高，需要設(shè)計者本身積累了豐富的設(shè)計經(jīng)驗，并能夠整體掌握工程內(nèi)容。
二、先進(jìn)技術(shù)在采礦工程設(shè)計中的應(yīng)用
(一)計算機技術(shù)在采礦工程設(shè)計中的應(yīng)用
計算機在現(xiàn)代采礦工程中的應(yīng)用范圍已經(jīng)越來越廣泛，計算機技術(shù)可以幫助采礦工程設(shè)計者完成很多工作，但是可供采礦工程設(shè)計使用的標(biāo)準(zhǔn)機還未出現(xiàn)。現(xiàn)在，采礦設(shè)計的專用計算機程序可以完成一定的設(shè)計工作，但有還需完善設(shè)計工作中各環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作。同時計算機技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著我國煤炭企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入圖形數(shù)字化時代，這些技術(shù)的應(yīng)用不但可以大大提高工作效率，而且可以減少各種核算的誤差，進(jìn)而為企業(yè)節(jié)約較多的時間和成本。
(二)AutoCAD技術(shù)在繪制采礦工程圖中的應(yīng)用
我國煤礦企業(yè)對計算機技術(shù)應(yīng)用帶動了其他先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于本行業(yè)中，其中AutoCAD技術(shù)就憑借著自身的優(yōu)勢受到了行業(yè)的青睞。AutoCAD技術(shù)具有簡單快捷、操作方便、高精度等優(yōu)點，但是需要采礦工程設(shè)計者全面的掌握，才能完成采礦工程圖的繪制工作。采礦工程設(shè)計者采用AutoCAD技術(shù)在繪制的設(shè)計圖中設(shè)置相應(yīng)的圖層，并完成一般圖形元素或特殊圖形元素的繪制，如風(fēng)門、井田界線等。
2測量工作的重要作用
2.1為井下開采工程的設(shè)計方案提供依據(jù)
采礦企業(yè)在采礦前,需要對礦區(qū)的地質(zhì)進(jìn)行勘測,以充分掌握礦藏的存在狀態(tài)以及開采的環(huán)境等,進(jìn)而保證設(shè)計方案的有效開展。井下測量工作主要測定礦藏的儲量、質(zhì)量和存在條件,礦藏的儲量將直接影響到設(shè)計方案對開采范圍的限定,進(jìn)而直接影響到礦井的生產(chǎn)能力和企業(yè)的經(jīng)濟效益。而礦藏的質(zhì)量將影響到企業(yè)的銷路,因國家與各商家對于不同質(zhì)量的礦藏,其接受要求不同,因此,對礦藏質(zhì)量的勘測將直接影響到企業(yè)的根本利益。另外,礦藏的存在條件是開采過程中最為重要的方面,主要工作內(nèi)容包括對礦藏所在層次及結(jié)構(gòu)、內(nèi)部與外部環(huán)境等的勘測,直接影響到礦藏的開采方式和開采角度。
2.2保證井下開采工程按計劃開展與實施
礦產(chǎn)的開采過程,也就是企業(yè)的正式投入生產(chǎn)階段,為了保障礦藏的生產(chǎn)可以按照計劃實施,并使其得以有效利用,這就要求測量人員能夠?qū)崟r測量井下的開采過程,及時填充井下的平面圖和剖面圖,并對開采計劃進(jìn)行相應(yīng)修改,對月計劃、季度計劃、年計劃生產(chǎn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,進(jìn)而保證礦井的生產(chǎn)能力。若一味追求生產(chǎn)產(chǎn)量而忽視施工環(huán)境,不按照原有計劃實施礦藏的開采,將危及采礦人員的生命安全,影響企業(yè)的經(jīng)營模式,形成混亂的企業(yè)經(jīng)營管理現(xiàn)狀,使相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)失去對“三量”的掌控力度,甚至出現(xiàn)開采滯后的現(xiàn)象,嚴(yán)重影響礦產(chǎn)的安全生產(chǎn)和正常開采。同時,對井下開采情況進(jìn)行及時測量和填充,可保證開采工程的有序發(fā)展,進(jìn)而保證井下開采的安全和礦藏的質(zhì)量。
2.3為井下開采工程提供有效監(jiān)督
礦藏開采的工作流程主要是勘探、計劃和開采。對于礦藏開采的一般要求是:首先規(guī)定礦藏開采的數(shù)量,并在實際生產(chǎn)中,務(wù)必按計劃開采,不能隨意丟放礦藏,同時及時上報礦藏的開采情況,進(jìn)而確定開采的進(jìn)度是否同原有計劃一致,其服務(wù)年限是否得到相應(yīng)保證,此類工作均需要專業(yè)的井下測量人員對開采情況進(jìn)行實時勘測,并及時填土,避免出現(xiàn)濫挖濫采的狀況,為井下開采工作提供有效監(jiān)督,實時掌握井下開采情況,有計劃的進(jìn)行礦藏開采,掌握回采率,避免礦產(chǎn)資源浪費,提高礦藏利用率,保證礦藏的安全順利生產(chǎn)。
2.4為井下開采工程提供適時指導(dǎo)
礦藏的開采受數(shù)量上的限制,自建井以來,需對井下開采工程不斷投資,使礦藏得以不斷生產(chǎn),以維持礦業(yè)企業(yè)的正常運行。鑒于此,若要保證礦藏的持續(xù)生產(chǎn),需按照生產(chǎn)計劃來實施,在井下開采過程中,相關(guān)測量人員需及時跟進(jìn)生產(chǎn)進(jìn)度,并為井下開采工作提供及時指導(dǎo)。同時,礦井中對于礦藏的運輸,通常是有專門的運輸巷道,然而對于其運輸設(shè)備是否完善、施工方向是否準(zhǔn)確等,均需要井下測量人員對其進(jìn)行測量與檢查。若在井下開采過程中,缺乏測量人員的適時指導(dǎo),導(dǎo)致施工人員盲目挖掘,同時缺乏對地質(zhì)情況的了解和事故的處理經(jīng)驗,將制約著開采工作的順利開展,甚至危及人員生命安全。
2有色采礦工程中的不安全因素及對策
在有色采礦工程中，存在的不安全因素較多。針對有色采礦工程有可能發(fā)生的不安全因素進(jìn)行研究分析，并采取行之有效的解決措施，對于降低安全事故發(fā)生率具有重要的意義。就從有色采礦工程井巷施工來看，要表現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1采區(qū)井巷設(shè)計中存在的不安全技術(shù)因素及對策
在彎道井巷施工的過程中，彎道井巷曲率半徑如果選取不合當(dāng)，勢必會給有色采礦的運輸造成安全影響。一般來說，在采礦井巷施工的過程中，巷道起坡方法有單道起坡和雙道起坡兩種。其中，采區(qū)中部車場采用單道起坡的方法，其拔口工程量相對較小，能夠節(jié)省一付彈簧道岔，還能夠降低一定的人力、財力。若是采區(qū)中部車場采用雙道起坡的方法，其拔口工程量就相對較大，除了使用一付彈簧道岔，還應(yīng)適應(yīng)一付固定道岔，同時耗費的人力、財力更多。從安全問題出發(fā)，在采區(qū)中部車場采用雙道起坡的方法最為適宜，雖然耗費了更多的人力、財力，但是，卻能夠為相關(guān)工作人員提供方便，避免了巷道堵塞，確保了巷道運輸通暢，從而也在一定程度上確保了有色采礦生產(chǎn)安全。此外，進(jìn)行彎道井巷的曲率半徑設(shè)計時，若是通過彎道井巷的運輸設(shè)備為七噸重的機車，通常彎道井巷的曲率半徑為12~15m，若運輸設(shè)備重量小于7t，則曲率半徑為9m。若是井巷彎道幅度過大，耙矸機中的鋼絲繩磨損就比較嚴(yán)重，極易出現(xiàn)鋼絲繩因磨損斷裂造成人員受傷的情況。若是井巷彎道幅度過大無法避免，從而采取急拐彎的方法，則巷道對面通過爆破后所掉落下的矸石無法耙徹底，就必然會造成巷道出現(xiàn)上坡現(xiàn)象，這將對巷道運輸安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。
2.2采礦工作面的施工中存在的不安全技術(shù)因素及對策
在有色采礦工程施工中，一般是打通巷道進(jìn)入計劃開采面積的遠(yuǎn)處，正式開采時的工作面稱回采工作面。進(jìn)行巷道開拓工作時，采礦工作面的施工是否安全影響整個有色采礦工程的安全性，對于整個有色采礦工程來說，處理好采掘面施工方面的安全技術(shù)具有重要的意義。首先要在反眼頭實施單向施工，留住反眼頭礦柱，為下區(qū)段的回采正規(guī)推采營造有利的安全施工條件。這是由于許多礦井所采用的反眼頭雙向施工極易產(chǎn)生垮幫現(xiàn)象，并且不利于維護所決定的。與此同時，切眼的開口以及分斜坡的開口對于安全系數(shù)也有著很大的影響。相關(guān)長度的不足以及開口方向的不準(zhǔn)確都會對具體的施工造成重大的影響，并產(chǎn)生垮幫的現(xiàn)象。因此，在施工切眼方向時要盡量保證切眼沿礦層的正斜方向，留有充分的長度。而且開口的方向也要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，使其垂直于主斜坡方向。此外，還要做好偽傾斜推采的超前開采距離的確定工作。許多有色采礦工程的事故都是由于這種距離的測量不夠精準(zhǔn)所造成，只有根據(jù)礦區(qū)的實際情況保證上部超前開采的距離小于回采的最大控頂距離才能保證有色采礦生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。
2.3掘進(jìn)施工中存在的不安全技術(shù)因素及對策
①掘進(jìn)工作面運巷拔口位置的選擇有正、反兩種，在施工時要特別注意。從可采礦層來看，要想提高礦炭資源的回收率，就應(yīng)該對局部地段進(jìn)行有效地改造。在設(shè)計改造眼過程中，要根據(jù)礦層、地質(zhì)條件進(jìn)行設(shè)計，避免對改造眼的方位、位置及坡度的設(shè)計不當(dāng)。在改造設(shè)計過程中，往往只考慮到經(jīng)濟效益，而沒有從有色采礦質(zhì)量方面進(jìn)行注意，而隨意將改造眼坡度設(shè)計為25°以上。因此，在設(shè)計時，應(yīng)該將改造眼坡度設(shè)計為25°以下。②選擇好運巷拔口的位置。因為對拔口的位置設(shè)計不到位，如果石門與礦層相通過，可以設(shè)計為正拔口和反拔口，會導(dǎo)致巷道跨度過大，從而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。③很多不安全問題大多都是人為因素造成的。因為有色采礦工人的安全意識缺乏，不遵守安全有色采礦的規(guī)章制度，容易出現(xiàn)盲目性、隨意性的違章作業(yè)，就會導(dǎo)致安全事故頻發(fā)。加上安全防范措施不到位，缺乏科學(xué)高效的安全應(yīng)急機制，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，就難以及時有效地進(jìn)行應(yīng)對。因此，在進(jìn)行有色采礦過程中，必須以安全設(shè)計規(guī)范和相關(guān)安全手冊為指南，只有這樣，才能夠確保有色采礦作用安全有序地進(jìn)行。
3嚴(yán)格按照安全要求做好有色采礦施工
3.1嚴(yán)格落實審批制度
嚴(yán)格按照國家安全標(biāo)準(zhǔn)對礦坑開采進(jìn)行審批，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行開采。不能夠?qū)ΦV山礦坑的支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，切實做好保護工作。
3.2選擇合適的開采儀器
必須嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用合適的開采儀器，確保設(shè)備安全質(zhì)量能夠順利接受驗收。作為礦山企業(yè)，應(yīng)該切實做好機電設(shè)備的維護，加強防護裝置的檢查，檢修安全檢測儀器，以確保安全。
3.3加強對空氣質(zhì)量的檢測
只有確保其合格才能夠進(jìn)行開采，以防出現(xiàn)中毒、窒息等問題針對機械設(shè)備、排土場等可能存在的危害，采取積極有效的應(yīng)對措施，才能夠最大可能地提高其安全性。
3.4完善安全管理機制
采用事前安全控制、事中安全控制和事后安全控制相結(jié)合的方式，加強安全日常巡查，一旦發(fā)現(xiàn)問題，可以及時有效地處理。實行全員安全控制激勵與約束機制，將安全控制與每個施工人員的績效待遇聯(lián)系起來，從內(nèi)心提高施工人員參與有色采礦施工的積極性和主動性。
2、我國采礦工程的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)
近年來我國采礦過程暴露出了許多問題，長時間的掠奪式采礦，造成了一些礦產(chǎn)資源的儲量下降，甚至有枯竭的危險。另一方面由于采礦工程企業(yè)的管理不到位造成了一些采礦工程不能順利進(jìn)行。同時由于采礦工程的操作環(huán)境艱苦、安全隱患大，薪金待遇不高，造成了人們對于采礦工程這種職業(yè)的偏見，不能很好的吸引人才和留住人才。采礦工程一方面人才流失嚴(yán)重，另一方面還不能吸引高素質(zhì)、高知識儲備的專業(yè)人才進(jìn)入行業(yè)，進(jìn)行采礦工程的職工知識技能水平不高，在采礦工程中不能進(jìn)行有效觀察，不能對采礦機械進(jìn)行合理操作，容易造成安全隱患，影響采礦的正常進(jìn)行。采礦工程中的中小工程較多，沒有進(jìn)行有力整合，中小采礦工程在采礦設(shè)備和工人待遇方面投入能力有限，造成開采環(huán)節(jié)的科技含量低，人工密集型開采，對人力資源造成浪費。較低的待遇影響采礦職工隊伍的穩(wěn)定性。此外，有些采礦工程無法把握礦產(chǎn)資源的脈絡(luò)，找礦、探礦能力不足，作業(yè)程序不規(guī)范、管理制度不健全，對整個采礦工程的可持續(xù)發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。我國采礦工程投入大量資金，多用于礦山設(shè)施建設(shè)和勞動力費用支出，而在采礦行業(yè)科技投入存在嚴(yán)重不足，機械化程度為35%左右，落后發(fā)達(dá)國家采礦工程裝備水平十年左右。較低的科技投入和機械化水平導(dǎo)致了我國采礦工程的勞動密集型狀態(tài)與發(fā)達(dá)國家采礦行業(yè)相比，勞動生產(chǎn)率很低。世界經(jīng)濟一體化的發(fā)展，伴隨著礦產(chǎn)市場全球一體化的發(fā)展，我國勞動密集型的采礦工程，在世界高度機械化的水平下很難與世界采礦行業(yè)進(jìn)行有力競爭。同時，我國經(jīng)過改革開放以來的快速發(fā)展，采礦工程與環(huán)境的矛盾日益凸顯。國家要保證生態(tài)文明的建設(shè)，礦產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是重要環(huán)節(jié)。長期的采礦工程對環(huán)境造成了大量的破壞，生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。對環(huán)境的破壞成為采礦工程面臨的重要挑戰(zhàn)。以采煤業(yè)為例，山西采煤行業(yè)進(jìn)行了長達(dá)40年的快速發(fā)展，大量煤炭資源產(chǎn)出的同時，生態(tài)環(huán)境問題也顯現(xiàn)出來，露天開采煤炭資源后，沒有進(jìn)行礦坑的回填和綠化，形成荒山，水土流失嚴(yán)重，破壞地下水脈，造成地下水位變化和地下水污染。地下開采的礦區(qū)，開采后不進(jìn)行處理，造成地表塌陷。采礦過程中產(chǎn)生的煤矸石等廢物未經(jīng)規(guī)劃，隨意堆積，形成大量采礦垃圾，影響生態(tài)環(huán)境的正常運行。因此，能否正視對環(huán)境的影響并采取相關(guān)措施成為采礦工程面臨的重要挑戰(zhàn)。
3、采礦工程面臨的機遇
采礦工程目前正處在發(fā)展和調(diào)整階段，一味追求利益的采礦工程已經(jīng)不能適應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)的要求。采礦工程應(yīng)該將可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略運用到采礦工程中的各個環(huán)節(jié)，進(jìn)行采礦工程的管理創(chuàng)新和技術(shù)投入，保證采礦工程的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)采礦工程與社會和環(huán)境的和諧進(jìn)步，這成為未來采礦工程發(fā)展的必然趨勢，也是采礦工程轉(zhuǎn)型、調(diào)整的一個重要契機。在不斷進(jìn)行自我管理，科技機械設(shè)備利用率提高的前提下，加之礦產(chǎn)市場世界一體化，各國礦產(chǎn)資源貿(mào)易增多，同時伴隨著美歐經(jīng)濟復(fù)蘇，印度、非洲經(jīng)濟快速發(fā)展對礦產(chǎn)資源的需求量大幅度提升，我國采礦工程即將迎來新的、更加健康的穩(wěn)步發(fā)展。全球能源和礦產(chǎn)資源的市場調(diào)整接近尾聲，對于采礦工程造成的不穩(wěn)定影響也即將結(jié)束。我國采礦工程要清楚地認(rèn)識到世界礦產(chǎn)市場與我國采礦工程的聯(lián)系，在世界礦產(chǎn)資源調(diào)整導(dǎo)致的全球整體礦產(chǎn)行業(yè)低迷期內(nèi)完善內(nèi)部制度，強化管理機制，革新理念，時刻把握采礦工程可持續(xù)發(fā)展基本要求。加大采礦工程科技投入，提高機械化水平，保證我國采礦工程的競爭優(yōu)勢，促進(jìn)我國采礦行業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。進(jìn)入新的階段，國家對采礦工程的重視程度日益提高，國家對采礦工程的調(diào)整和發(fā)展提供了大量的技術(shù)和資金的支持，保證了采礦工程的發(fā)展。越來越多的專業(yè)人才投身到采礦工程，保證了行業(yè)人才的供應(yīng)，促進(jìn)了行業(yè)向科技技術(shù)豐富型方向發(fā)展。礦產(chǎn)市場調(diào)整時期的過渡給了我國采礦工程內(nèi)部改善和調(diào)整的機遇。因此，我們要把握好采礦工程發(fā)展的機遇，促進(jìn)我國采礦行業(yè)的發(fā)展。
（1）投資大，運行成本高。采礦工程學(xué)科，建設(shè)一個系統(tǒng)完備的專業(yè)實驗室，至少需要花費數(shù)百萬。此外，實驗過程中的能源、物料及不可避免的儀器設(shè)備的損壞消耗巨大。
（2）運行效率低、總體利用率不高。實驗設(shè)備通常是按照預(yù)先設(shè)計的實驗?zāi)康馁徶玫模軌蛑С值膶嶒瀮?nèi)容比較單一，同時受益學(xué)生有限，而且在2次實驗之間，處于閑置狀態(tài)，總體利用率相對較低。
（3）教學(xué)形式相對單一，缺乏完善的統(tǒng)籌與安排，計劃性不強，針對性較弱，不能充分調(diào)動學(xué)生的積極主動性。
（4）實驗資源不足，不能滿足廣大學(xué)生的實際需求，在很大程度上抑制了學(xué)生參與實驗教學(xué)活動的積極性和主觀能動性。
（5）現(xiàn)有模型陳舊、展示手段單一、更新效率低，阻礙了采礦工程專業(yè)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2基于虛擬礦井建設(shè)的采礦工程學(xué)科實驗教學(xué)方法的提出
采礦工程專業(yè)教學(xué)的首要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對礦山實體與工程視圖之間的一種形象思維和邏輯思維能力。然而，由于缺乏現(xiàn)場認(rèn)識，學(xué)生們難以想出書本上呆板圖形所要表達(dá)的礦山巷道形狀、結(jié)構(gòu)特征及其相互之間的空間關(guān)系。如果能夠利用近年來迅速發(fā)展起來的虛擬樣機技術(shù)構(gòu)建一個“五臟俱全”的礦井生產(chǎn)環(huán)境，分別利用聲音、圖形、圖像、動畫和實物照片等多角度多方位地沖擊學(xué)生的感官神經(jīng)，可以極大地吸引學(xué)生的注意力、提高實驗教學(xué)效率。同時，通過三維游覽和興趣驅(qū)動的游戲模式表達(dá)出傳統(tǒng)教學(xué)手段無法描述的現(xiàn)象和規(guī)律，使學(xué)生從不同角度觀察各種井巷、硐室等的結(jié)構(gòu)形狀和空間位置關(guān)系，而且還可以針對不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的，帶領(lǐng)學(xué)生在虛擬生產(chǎn)礦井中游覽每個井筒、巷道和硐室，使學(xué)生身臨其境、切身感悟，不僅可以大大增強學(xué)生對抽象事物的感受能力，而且還能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性，達(dá)到一個良好的教學(xué)效果?；诖耍疚木C合利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機圖形圖像技術(shù)等生成逼真的“虛擬礦井建設(shè)”實驗場景，按照采礦工程專業(yè)畢業(yè)生在從事工作后的實際晉升途徑，分別設(shè)計出工作崗位角色和工作任務(wù)，并配備必要的設(shè)備、儀器和工具，讓同學(xué)們在虛擬情境中完成自己未來崗位的工作任務(wù)，并獲得晉升及獎勵，促使學(xué)生進(jìn)行更深層次的實踐動手操作。不僅可以提高學(xué)生的實驗積極性，而且可以得到許多在常規(guī)實驗中難以實現(xiàn)的效果和實驗現(xiàn)象。
3基于虛擬礦井建設(shè)的采礦工程學(xué)科實驗教學(xué)方法的構(gòu)建
通過構(gòu)建基于興趣和任務(wù)驅(qū)動的囊括礦井工業(yè)廣場、完整地面生產(chǎn)系統(tǒng)、井筒及提升運輸設(shè)備、井底車場（包括中央變電所、水泵房、水倉、煤倉、轉(zhuǎn)載硐室、炸藥庫、充電硐室等）、測風(fēng)站、掘進(jìn)工作面（綜掘、炮掘）、采煤面（炮采、普采、綜采等）功能完善、配套齊全的大型綜合虛擬礦井建設(shè)的實驗場景，不僅可以形成獨特的實驗教學(xué)體系，而且能夠讓學(xué)生對煤礦生產(chǎn)各系統(tǒng)、各環(huán)節(jié)進(jìn)行掌握和實踐操作，便于激發(fā)他們奮發(fā)向上的精神和珍惜熱愛生活的態(tài)度。具體構(gòu)建方法為。
（1）分析當(dāng)代大學(xué)生的求新、求異、個性化的需求，探討一種新型的基于興趣驅(qū)動的采礦工程學(xué)科虛擬實驗方法，讓學(xué)生在虛擬的“礦井建設(shè)”環(huán)境下完成自己的專業(yè)實踐訓(xùn)練，通過構(gòu)建興趣驅(qū)動的游戲般的實驗環(huán)境，使互動媒體實驗教學(xué)與課堂理論教學(xué)相統(tǒng)一。
（2）總結(jié)分析我國現(xiàn)有虛擬實驗在硬件裝備、軟件配置等方面的現(xiàn)狀，收集整理學(xué)生、實驗教師等對虛擬實驗教學(xué)的評價，明確采礦工程專業(yè)學(xué)科“虛擬礦井建設(shè)”實驗可行性；
（3）綜合利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、仿真技術(shù)、計算機圖形、圖像技術(shù)等虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建采礦工程學(xué)科實驗教學(xué)場景實現(xiàn)方法。
（4）基于虛擬礦井建設(shè)的實驗教學(xué)體系建設(shè)，主要內(nèi)容包括。
①人物角色設(shè)計及其晉升體系：以大學(xué)生畢業(yè)后從事礦業(yè)生產(chǎn)工作的實際職稱系列或管理系列為依據(jù)設(shè)定相應(yīng)的角色。
②角色任務(wù)分配及獎懲辦法；根據(jù)采礦工程行業(yè)各職稱系列人員所從事的具體工作內(nèi)容設(shè)計出虛擬礦井建設(shè)過程中各角色的任務(wù)。通過本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生們明確自己以后的實際工作內(nèi)容和所需要的專業(yè)知識，進(jìn)而明確大學(xué)期間需要掌握的專業(yè)知識。
③實驗道具設(shè)計，即虛擬礦井建設(shè)所需的設(shè)備、儀器、系統(tǒng)及工具等，使學(xué)生們掌握采礦生產(chǎn)過程中的設(shè)備配套、功能原理及其操作方法，并加深相關(guān)作業(yè)的工藝過程和關(guān)鍵環(huán)節(jié)控制等專業(yè)知識。
④角色身份及相關(guān)裝備的獲取途徑及條件設(shè)計：基于現(xiàn)有職稱晉升標(biāo)準(zhǔn)，制定出虛擬礦井建設(shè)中各角色任務(wù)的晉升條件，使學(xué)生們對于自己未來的成長方式有個大致的了解，從而準(zhǔn)確把握大學(xué)期間的任務(wù)和目標(biāo)。
⑤基于計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)，生成逼真的實驗情境，使學(xué)生在該情境中借助必要的道具對實驗對象進(jìn)行操作，實現(xiàn)“虛擬身份”的真實體驗。
2開拓巷道工程施工過程中存在的不安全技術(shù)因素及對策分析
首先，下部車場軌道間的安全間隙過小，在巷道施工的過程中，設(shè)計下部車場時，通常把1.3m作為車場間的安全間隙，然而在實際施工過程中，很多礦井的安全間隙通常只有1.2m，這就導(dǎo)致當(dāng)車場的運輸任務(wù)比較緊張，尤其是運輸車變形或材料車過寬時，車場之間極易發(fā)生擠碰而對工作人員的生命安全構(gòu)成威脅。所以，在施工時還要充分考慮到超寬運輸車可能通過的情況，盡量把安全間隙設(shè)置在1.4m左右，以此來確保施工工作的正常進(jìn)行。其次，設(shè)計巷道時出現(xiàn)高度過低的情況，進(jìn)行巷道開拓工作時，半圓拱形斷面是首選的掘進(jìn)方式，一般墻高都被控制在1.2m左右。但是在實際的施工過程中，為數(shù)不少的礦區(qū)并沒有嚴(yán)格按照這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行巷道的建設(shè)，很多大斷面積的巷道的墻高僅有1.1m，這就直接導(dǎo)致了在巷道里架線時，達(dá)不到架線的安全高度和施工的安全標(biāo)準(zhǔn)，極大的提高了觸電事故的發(fā)生率。所以，在設(shè)計巷道墻高時必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況詳細(xì)分析。最后，設(shè)定巷道的腰線時存在不合理的情況，中線和腰線是井下巷道進(jìn)行施工時用以完成施工控制的，中線的主要作用是能夠?qū)ο锏赖木蜻M(jìn)方向進(jìn)行指導(dǎo)，一般來說，需要在巷道的頂板位置或是棚梁上設(shè)置3到4個中線點，以正中或偏中線的形式展示，采用激光光束等方法檢查掘進(jìn)迎頭的尺寸是否合理。所謂腰線其實是一種標(biāo)示線，用以對巷道的標(biāo)高和坡度進(jìn)行合理的控制，可以用水平尺等施工工具延伸到掘進(jìn)迎頭的位置來探測腰線所在的位置是否合理。
3采掘工作面施工過程中存在的不安全技術(shù)因素及解決策略
3.1切眼和分斜坡在開口過程中出現(xiàn)的問題。
對采掘工作面的實際作業(yè)過程中，技術(shù)人員在設(shè)計切眼時，開口的方向并沒有沿煤層的正傾斜方向，還有很多開口即使沿正傾斜方向，但是設(shè)計長度明顯不合理，這就造成三角帶煤柱容易發(fā)生跨幫問題。所以在施工過程中一定要嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行切眼開口的設(shè)計，盡量避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。
3.2急傾斜煤層的主斜坡坡度過小。
在實際的施工過程中，需要設(shè)計好急傾斜煤層的主斜坡的坡度，然而即便有明確的傾斜角度作為參考，施工過程中也難免會出現(xiàn)一些問題，使得主斜坡的坡度不符合施工標(biāo)準(zhǔn)，即使受到自身重力的作用煤炭也不能自溜下降，降低了工作效率。
3.3改造眼的反眼坡度。
在設(shè)計改造眼時，相當(dāng)多的礦區(qū)會把經(jīng)濟效益放在第一位，所以在設(shè)計改造眼時并不會綜合考慮各方面的條件，有的甚至把改造眼的坡度設(shè)置到30度以上，并且有太多拐彎，給施工安全留下隱患。
2校企合作模式下課程體系建設(shè)的總體方案
2.1基本要求以煤炭應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)的知識體系為基礎(chǔ)，圍繞行業(yè)企業(yè)對專業(yè)知識的實際需求合理設(shè)置課程和課程內(nèi)容，既要保證扎實適用的專業(yè)知識和基礎(chǔ)理論內(nèi)容，又要注重專業(yè)背景和人文素質(zhì)的培養(yǎng)。根據(jù)煤炭應(yīng)用型工程技術(shù)人才培養(yǎng)的素質(zhì)體系要求，既要培養(yǎng)煤炭行業(yè)特有的吃苦耐勞，扎實肯干精神，又要培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展的綜合素質(zhì)。依據(jù)煤炭應(yīng)用型工程技術(shù)人才的能力體系，以工程生產(chǎn)的實際需要為核心目標(biāo)，在能力培養(yǎng)別突出對基本知識的熟練掌握和靈活應(yīng)用，同時要培養(yǎng)科研開發(fā)能力和創(chuàng)新能力。同時改革和建立與新的培養(yǎng)目標(biāo)和方案相適應(yīng)的培養(yǎng)制度體系（如注重應(yīng)用實踐、應(yīng)用創(chuàng)新在總學(xué)分中比重的學(xué)分制、能夠積極引導(dǎo)師資不斷提升實踐及應(yīng)用創(chuàng)新的教學(xué)科研能力的評價及分配制度）。
2.2校企合作模式下課程體系建設(shè)的具體措施①專業(yè)方向設(shè)置行業(yè)化專業(yè)設(shè)置面向行業(yè)，突出特色，培養(yǎng)市場急需的專業(yè)人才，從而使學(xué)生就業(yè)前景廣闊。②課程設(shè)置系統(tǒng)化要以行業(yè)對人才知識能力素質(zhì)的需求為出發(fā)點，按照構(gòu)建與企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)相適應(yīng)的課程體系，理論知識、實踐能力、素質(zhì)培養(yǎng)要形成一套既符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律又適應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的科學(xué)完善的培養(yǎng)體系。課程內(nèi)容要突出工程應(yīng)用特點，既要有本課程必需的理論基礎(chǔ)，又要包含當(dāng)前行業(yè)企業(yè)的新型實用技術(shù)。③教學(xué)內(nèi)容模塊化教學(xué)內(nèi)容采用模塊化的組織方法，以知識單元為依據(jù)構(gòu)建模塊，使其具有相對的獨立性，學(xué)生可根據(jù)需要從中選取教學(xué)內(nèi)容。④教學(xué)組織多元化根據(jù)教學(xué)體系的課程設(shè)置，結(jié)合課程具體內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的差異，充分利用學(xué)校、實驗室、科研院所、行業(yè)企業(yè)的教學(xué)環(huán)境組織形式多樣的多元化教學(xué)。⑤實踐教學(xué)創(chuàng)新化擯棄單一的驗證性實驗和簡單的參觀勞動性實習(xí)，在實驗室教學(xué)要鼓勵學(xué)生自主開發(fā)實驗項目，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識和創(chuàng)新思維能力；在生產(chǎn)現(xiàn)場實習(xí)以解決工程技術(shù)實際為目的，培養(yǎng)學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)技術(shù)的能力。
2.3校企合作模式下課程體系基本框架根據(jù)校企合作模式下工程實踐教學(xué)的總體要求，學(xué)院采礦工程專業(yè)課程體系設(shè)計了3+N+1的的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式“，3”為三平臺，即通識教育平臺、學(xué)科基礎(chǔ)平臺和實踐教育平臺；“N”為多個專業(yè)方向模塊；“1”為素質(zhì)拓展模塊，主要是創(chuàng)新能力培養(yǎng)。課程體系貫穿實踐能力培養(yǎng)，在不同的學(xué)習(xí)階段，安排不同要求和能力培養(yǎng)的實踐課程。①通識教育平臺通識教育課程平臺，包括了公共基礎(chǔ)和學(xué)科基礎(chǔ)兩個部分。注意交叉學(xué)科，提供寬口徑的培養(yǎng)課程。通識教育課程整合各專業(yè)的教學(xué)要求，打通公共基礎(chǔ)，拓寬學(xué)科平臺，減少課程內(nèi)容的交叉。②強調(diào)應(yīng)用的專業(yè)特色以能力為本位出發(fā)，根據(jù)專業(yè)內(nèi)涵和社會需求，精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)中及時追蹤學(xué)科前沿和實際應(yīng)用，將理論教學(xué)與社會需求緊密結(jié)合。③突出實踐能力的培養(yǎng)加大學(xué)生課程內(nèi)實驗教學(xué)的比重，增加設(shè)計型、綜合型實驗的比例；更加強調(diào)課程設(shè)計、認(rèn)識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，充分利用校內(nèi)實驗實訓(xùn)平臺、校外產(chǎn)學(xué)研實訓(xùn)基地等加強學(xué)生知識應(yīng)用能力、行業(yè)適應(yīng)能力的培養(yǎng)。探索實踐3+0.5+0.5的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式。針對煤炭應(yīng)用型工程類專業(yè)學(xué)生在本科教育四年標(biāo)準(zhǔn)學(xué)制內(nèi)，實行在校學(xué)習(xí)與實踐三年，另外半年與企業(yè)及科研合作單位開展應(yīng)用型人才聯(lián)合培養(yǎng)，最后在企業(yè)完成8周實習(xí)，10周畢業(yè)設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計必須以解決企業(yè)某一工程實際問題開展真題設(shè)計。畢業(yè)課題所產(chǎn)生的實際效果和畢業(yè)答辯由企業(yè)工程技術(shù)人員和學(xué)校專業(yè)教師共同評判，畢業(yè)答辯委員會由企業(yè)工程技術(shù)人員和學(xué)校專業(yè)教師構(gòu)成，人員各占半數(shù)，根據(jù)綜合評判結(jié)果給出畢業(yè)設(shè)計成績。對于行業(yè)要求特點明顯，用人單位對畢業(yè)生需求數(shù)量相對集中的情況，采用訂單式培養(yǎng)的模式。在校學(xué)習(xí)的三年中，專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)內(nèi)容按企業(yè)要求進(jìn)行設(shè)計。④強調(diào)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)教育部提出高等院校要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的人才。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是高校人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一，也是高校教育體系對社會、經(jīng)濟發(fā)展需求適應(yīng)的一種重要形式。與研究型人才強調(diào)學(xué)術(shù)、科研創(chuàng)新能力不同，應(yīng)用型本科人才主要是構(gòu)建應(yīng)用知識進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)二次開發(fā)的創(chuàng)新能力。因此，注重以學(xué)科競賽、科創(chuàng)活動促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)應(yīng)大力推廣以競賽促創(chuàng)新能力培養(yǎng)的形式，鼓勵學(xué)生參加各級創(chuàng)新活動，點面結(jié)合，不但在點上有獲獎的學(xué)生，更重要的是在參賽人數(shù)的面上鋪開。同時，在人才培養(yǎng)方案中，納入創(chuàng)新教育學(xué)分。
隨著我國經(jīng)濟地不斷地發(fā)展，人們物質(zhì)生活不斷提升，人們所關(guān)注的問題從溫飽到健康，從健康又到精神需求環(huán)境追求。采礦工程的追求和發(fā)展也隨著經(jīng)濟的發(fā)展不斷提升，安全的問題越來越受到重視。由于采礦業(yè)是一個高危行業(yè)，它所涉及到的勘探、挖掘等工作都容易受到爆破等危險的威脅，所以在開采的過程中保證工作人員的安全是首要的任務(wù)。一些特大的危險事故中，采礦人員的傷亡數(shù)量達(dá)到百人以上，犧牲的大多屬于在最前線的勘探工作人員。本身從事挖礦的行業(yè)都是家庭較為貧困的人員，如果在勘探的過程中出現(xiàn)了什么危險事故，對勘探者的整個家庭來說都是較大的打擊。再加上國家的補助政策沒有很好地落實到位，這就導(dǎo)致原本貧困的家庭日子更加貧困，這從國家經(jīng)濟的整體發(fā)展上很不利。所以在采礦工程中，要提高安全指數(shù)，這是采礦企業(yè)必須做到，也是發(fā)展中首要考慮到的因素，企業(yè)必須良好地履行自身地職責(zé)，在保證安全的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步提高開采的效率，是企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)良好發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.2高強度開采需求
對采礦業(yè)來說，在能夠滿足安全開采的需求進(jìn)行高強度開采對于開采過程的安全性是有保證的，同時為了取得更大的經(jīng)濟效益，也可以選擇高強度開采。采礦企業(yè)也是企業(yè)一種，所以盈利是采礦業(yè)發(fā)展的最終目的，所以保證安全性的前提下，要進(jìn)一步思考如何深入發(fā)展高強度開采。
1.3可持續(xù)發(fā)展需求
要想獲得最大的經(jīng)濟效益，從勞動價值生產(chǎn)的角度來分析，需要通過減少原材料的消耗量、降低生產(chǎn)成本以及提升勞動生產(chǎn)率才能夠得以實現(xiàn)。
1.4采礦方法需求
無論是什么類型的生產(chǎn)行業(yè)，都需要方法簡單、簡易操作且可行性強的生產(chǎn)方式，這樣可以有效地提升生產(chǎn)效率。同時，生產(chǎn)的成本不斷降低，生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)能力不斷加強，保證生產(chǎn)的安全性與穩(wěn)定性，隨之生產(chǎn)效率也會逐步提升。
2影響開采工程中開采方式選擇的因素
2.1地質(zhì)因素
礦產(chǎn)是地質(zhì)經(jīng)過礦物作用形成的埋在地下或是在地表上能夠使人類進(jìn)行利用開發(fā)的礦物，這就說明礦產(chǎn)開采的過程中需要考慮到地質(zhì)因素。一般情況下，地質(zhì)因素索要考慮的主要是礦床的自身條件，其中的礦山與威嚴(yán)的物理性質(zhì)、礦體的形狀、厚度、傾角等在礦石中分布的因素都會對采礦過程造成一定的影響。
2.2經(jīng)濟因素
企業(yè)在對項目投資之前都會做一個較為詳細(xì)的項目可行性研究策略，經(jīng)濟上的收益問題是不必可少的一個重要因素，采礦工程中的開采方法選擇會對企業(yè)的經(jīng)濟收益與經(jīng)濟實力造成一定的影響，所以經(jīng)濟罌粟也是采礦工程中開采方法合理選擇的影響因素之一。
2.3技術(shù)因素
開采的技術(shù)因素對開采的方式影響很大，開采的工作不是靠蠻力去解決的，技術(shù)水平如果不能夠達(dá)到具體的開采要求，是無法滿足開采過程中的安全性和效率性。技術(shù)因素需要考慮的方面主要包括開采裝備好壞、開采技術(shù)水平、開采裝置機械化水平、開采管理水平、開采的勘探技術(shù)等等。
