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面對當今采礦工程中頻發的各種安全事故,做好安全技術管理是保障采礦安全及采礦工作順利開展的重要的內容,對于采礦企業經濟效益的提升具有重要作用,在具體的實施中,應注意以下幾點:
首先,樹立采礦安全責任意識。各方面人員應當高度重視安全管理責任意識的培養,上至領導,下到基層工作人員都要認清自己的工作職責,在自己的職責范圍內辦事,并在安全責任意識的指引下完成工作。因此,樹立樹立采礦安全職責意識,健全采礦安全責任制度,對于保障采礦工作的順利進行具有重要意義。采礦安全技術管理以責任到人為原則,以完善的采礦安全職責為基礎,高度重視采礦安全,提高采礦安全技術管理水平,提升采礦企業經營效益。
其次,做好安全檢查相關工作。采礦企業安全檢查的主要目的就是及時對采礦工作中的各種安全因素進行檢查,盡量消除或較少安全事故的發生,從而有效保證采礦安全。安全檢查通常都會采取有領導、有組織的檢查方式,并如實記錄檢查情況,并將檢查結果及采礦安全中的各種問題公布于眾,同時還要做到“四不推”,班組不推給工區,工區不推給礦部,礦部不推給主管部門,主管部門不推給當地政府,扎實做好采礦安全技術檢查與管理工作。關于安全檢查工作的具體內容,主要包含以下幾五點:一是要認真檢查安全技術管理的各項規章制度及法規的執行情況;二是要檢查對上級的安全生產政策、方針及決定的執行情況;三是要檢查采礦環境的安全情況,如井下巷道的支護狀況,空頂情況等;四是檢查采礦工具、設備及相關防護裝置與安全設施等是否符合安全技術管理的相關標準,檢查安全技術措施是否按照原計劃有效的落實;五是檢查預防自然災害的各項措施的執行情況,只有在采礦安全檢查過程中做好以上五點工作,才能保障采礦安全技術管理工作的切實有效。
第三,積極開展安全技術管理的培訓工作。從目前多起采礦安全事故的分析研究中我們發現,最根本的原因就是領導及員工都未接受過采礦安全技術上的相關培訓,不具備專業性的采礦安全理論與實踐基礎,從而會導致違章、違法等操作出現,因此,如何在采礦企安全技術管理過程中,做好技術和安全方面的教育培訓是實現采礦安全的重要途徑。培訓的主要內容應緊緊圍繞采礦企業安全、技術部門安全意識的提升來開展,經過專業的培訓之后,采礦技術人員及安全部門負責人應當樹立起較強的安全操作意識,并以榜樣的形象激勵基層員工遵守各項安全生產政策,從而通過“以點帶面”的方式增強全體采礦人員的安全意識。
最后,嚴格按照規范流程操作。具體是指各工種安全技術操作規程和采掘作業規程。前者主要包括嚴格按照工具的使用方法及操作程序進行使用,同時要注意相關的注意事項,盡量避免由于工具操作的不正確導致安全事故的發生。此外還要考慮崗位與工種的差別,在操作流程及規定上也要進行相應的區分,并要求操作人員嚴格遵守執行;后者主要包括采掘作業范圍內的地質概況、安全技術措施及生產工藝等都有嚴格按照規范流程操作,從而有效的指導采礦安全生產,對于保障采礦工作的順利進行具有重要意義。若在采掘作業過程中有異常情況出現,需要按照安全措施,結合實際情況,對異常進行及時分析與處理,確保采掘工作的順利進行。
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在國際上,采礦工程已經運用了大量的新型爆破技術,而我國在這些先進技術的應用上還處在落后階段,筆者對國內外的許多先進爆破技術做了一定的研究,總結了一些先進有效的爆破手段。
2.1等離子技術在爆破中的應用
傳統的爆破技術多是火藥類的爆破,對環境產生的影響很大,隨著綠色理念的深入人心,這種傳統的火藥爆破方式已經不能適應時代的發展,而火藥的爆炸規模和爆破力度難以準確控制。筆者發現,在以往的采礦工程爆破中,這種爆破方式很容易對工程中的其他巖體造成破壞,影響開采工程的進程。針對這種情況,國際上已經有了等離子的爆破技術,這種技術運用了電力爆炸的原理,將大量的電能通過可控的設備集中在一個點上,遠程控制其爆破的能量和時間。經研究發現,等離子爆破方式產生的爆破力高達200MPa,是完全不遜于火藥威力的,而且等離子爆破方式的可控性也彌補了火藥爆破的不足,是值得采用的一種方式。
2.2妙用中深孔爆破技術
在采礦業當中,有很多工程是開展在小型基地或礦山之上的,對這種小型礦山的爆破,往往會浪費大量的爆破材料,而且對爆破范圍和爆破點的把握也很不到位,而為采礦工程的順利開展,我們也不能不使用爆破手段,因而我們在這種小型工程的開展上,必須改變爆破方式。筆者對一些先進的采礦企業進行研究,發現他們對小型礦山一般采取深孔爆破技術。這種深孔爆破方式是在一個相對小的平臺上安放爆炸物,并設置后方的爆炸力度小于前方,這樣就使得爆炸物的需求量更少,而爆炸造成的縱深也更大,對外側巖體的傷害較小,從而也在一定程度上保證了工程的順利開展。
2.3工程中探索精確爆破的手段
上文中已經提到過,我國的爆破技術與發達國家還存在有一定的差距,爆破中容易傷及附近的巖體,為工程的順利開展構成障礙,這就要求采礦工程人員在實際中探索精確爆破的手段。筆者通過查閱資料和實際采訪發現,多次爆破是精確爆破的有效手段。首先,爆破者要先用深孔爆破等方式將需破巖體和附近分開,然后再對需破巖體進行爆破,避免了爆破對附近巖體的傷害,從而保證了爆破的準確性。另外爆破人員還可以通過計算機預先判定爆炸物的威力,根據需要爆破的面積來控制爆炸物的數量,以保護工程內的其他巖體。采礦是一個具有一定安全隱患的產業,而爆破就更增加了采礦的危險性,精確爆破能夠在一定程度上控制爆破的威力和范圍,是提高采礦業安全系數的一個可行的手段。
2.4光學引爆的應用
光學引爆是利用激光和機器發出的光纖來引爆的,這種方式可以遠程操控,而且不受周圍磁場、電波以及噪音的影響,可靠性強;另外激光設備可以重復使用,不會增加成本,其安全性也相對更高,在采礦業的爆破環節中是值得推廣的一種引爆方式;最后,這種利用激光進行引爆的方式,其效果與雷管引爆并沒有什么不同,而激光的精確度和可控性甚至還高于雷管,因而在推廣中無須擔心在技術方面存在的問題,從這一層面來說,光學的引爆方式也應該被我們所認同和采用。
3采礦工程中爆破應用的建議
我國礦藏豐富,但分布不均,對于不同的地區和礦藏情況,要采取不同的爆破方法,以達到最佳效果。另外爆破本身就是一件極具危險性的工作,所以無論運用何種爆破方式,都要根據其特點來設置相關的安全措施,做到安全生產,比如爆破中所產生的飛石,一般會由爆破點向四周擴散,這就要求我們對爆破點的四周進行安全布置,防止意外發生。最后,筆者建議采礦工作和研究人員在爆破中多觀察、多總結,努力發現和發明更優秀的爆破方式。
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1.2缺乏專業技術人才
煤礦開采對于開采人員的綜合技術水平要求很高,就現階段來看,我國很多煤礦企業,尤其是中小型煤礦企業都存在著專業技術人才缺乏的問題,礦工綜合素質水平普遍不高,知識水平扎實的技術人才不僅能夠保證煤礦開采進程的正常進行,也能夠降低安全風險的發生率。但是由于缺乏專業性技術人才,就導致很多采礦技術無法得到科學的使用。
1.3管理人員只看中眼前利益,影響了新技術的推廣
今年以來,受全國煤炭產量過剩,供需矛盾加大和煤炭價格大幅下滑的影響,煤礦生存壓力越來越大,部分煤礦減少安全設施投入,消減安全管理人員,安全設備,運轉不正常,對安全生產埋下了隱患。煤礦生產者的根本目的就是為了獲取到經濟效益,煤礦行業屬于典型的高危行業,不僅安全事故發生率高,還需要投入大量的資金,經過長時間后才能夠收回成本,如果企業資金投入不足,資金量就很容易出現斷裂。在這種因素的影響下,很多煤礦經營者不愿意冒風險引進新技術,依然使用現在的技術,他們只看重眼前利益,不愿意花費資金來研發新技術,這就在一定程度上影響著新技術的推廣,采礦效率一直難以得到提升。
2促進煤礦安全與采礦技術發展的對策
2.1完善規章制度,促進采礦技術的規范化發展
在未來階段下,需要根據煤礦資源的開采要求建立好科學完善的規章制度,明確企業的工作目標與工作流程,讓管理人員與工作人員可以全面的了解自己的工作任務與工作方式。在確定好任務與方式之后,即可將責任落實到每一個人身上,只有實施該種制度,才能夠促進新型技術的規范化使用。只有做到這一點,大家共同配合才能夠在保障工作效率的同時促進采礦技術的規范性發展。
2.2加強培訓,提升礦工的綜合素質
綜合素質過硬的人才是保障企業可持續發展的重要保證,煤礦安全與采礦技術的應用發展與技術人才有著密切的關系,基于此,煤礦企業必須要定期對技術人員開展培訓工作,提升他們的技術水平與責任意識。還要注意到,礦工是煤礦開采工作的實施者,他們從事的工作重復、繁瑣,雖然他們對自己的工作熟練,但是其工作都是體力活,為了激發出他們工作的積極性與主動性,企業需要加強對礦工的培訓,將理論與實踐進行有機結合,讓礦工能夠不斷的掌握新知識與新技術,從而不斷的提升企業生產效率。只有打造一支綜合水平過硬的隊伍,才能夠為煤礦企業的高效生產奠定好堅實的基礎。
2.3加強創新,不斷研發新技術
為了避免煤礦管理者只注重短期利益導致煤礦安全與采礦技術受到限制的問題,政府可以制定好一系列的鼓勵措施,讓他們可以積極的去創新,引導他們發展新型安全與采礦技術。煤礦企業與其他行業一樣,科學技術是第一生產力,雖然新技術的研發復雜、艱難,也會耗費大量的人力、物力和財力,可是,一旦新技術在生產工作中得到使用,就可以為企業帶來很好的價值。在傳統模式下,政府主要采用技術產權保護、研發補貼等方式來鼓勵企業開展技術創新,這對于促進新技術的發展起到了很好的效果,但是,這些政策主要針對一些新型企業,并未制定與煤礦企業相關的法律,這也是制約煤礦安全與采礦新技術發展的重要原因,為了解決這一問題,政府需要根據煤礦企業的生產經營特征制定出相應的鼓勵措施,這樣,煤礦企業既能夠研究新技術,也可以享受到政府的優惠政策,這對于企業的安全生產與長遠發展都是十分有益的,而對新技術的產權保護工作不僅是政府對于企業技術上的認可,也是對煤礦企業勞動成果的保障。
3開展煤礦安全生產大檢查
安全生產大檢查的各項工作均采取“不發通知、不打招呼、不聽匯報、不用陪同和接待,直奔基層、直插現場”的“四不兩直”方式進行,并按照“企業全面自查、市縣重點督查、省級同步突查”的交叉方式組織開展。檢點為各縣區煤炭行業管理部門、各主體企業對“不放心煤礦”掛牌管理制度的貫徹落實情況;以瓦斯、水患、火災防治為重點的煤礦隱蔽致災因素普查及治理工作情況;防治水、防汛、瓦斯等專項檢查查出的隱患和問題的整改落實情況;安全生產應急預案編制、修訂、備案、演練情況以及汛期安全生產工作安排部署情況、領導帶班和應急值班情況等。
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(2)構建良好的通風網絡。
現在大部分礦山企業在地下礦產開采過程中通常運用的是網絡模式的通風系統,這種方式可以有效提高工作效率。通過優化通風網絡,就可以有效降低通風網絡的消耗。一般在實際工作中應用到的通風網絡有三種,即自然風網絡、控制型通風網絡以及一般型通風網絡。這幾種通風網絡可以通過了解各分支的已知風量和各風機在工作時的風壓,采取非線性規劃的方式來處理。這種方式就可以了解風機和設施的位置,平衡回路風壓。
(3)合理設計風道。
工作人員在設計風道時必須要全面考察,要合理規劃風道的半徑、斷面以及風阻之間的關系,合理規劃風道。在設計主干道過程中首先要考慮好風道斷面,要將其設計為圓形。之所以要選擇圓形的斷面是由于圓形相對半徑比較大,比較適合礦山發展。在設計風道時要采取相應的措施在表面進行襯砌,這樣才可以有效減少風道表面存在的摩擦力。但是在修建專用風道時要采取其他的方式,要考慮其他因素,主要包括以下幾個:一是拉格朗日乘數法。這種方式是通過尋找一種或者多個變量和限制條件來控制多元函數的極值。這種方法在計算時可以不考慮通風電費;二是平松良雄法。在應用這種方式時并沒有將巷道維護的費用考慮進去,所以這類方式更適合在修建單一井巷的斷面過程中;三是動態分析法。在這種方法下考察的是動態信息,要將不同時期風道的因素指數值進行全面的比較,并且計算出比率,并且通過對比得到相關的變化因素,此外在應用這種方式時還應該考慮風道的服務年限以及資金的時間價值;四是通路法。這類方式在應用過程中考慮了通風網絡中各種風路存在的阻力,通過這種方式可以有效提高工作效率,還可以合理控制經濟投入的費用,可以將工作成本控制到最低。
二、有效優選風機的方式
在礦山建設過程中礦井主扇占有重要地位,是礦山的“肺臟”。但是在整個礦山的通風系統中主扇的能耗量最大,占有90%以上。在我國,從50年代以來就一直使用仿蘇70B2型風機來進行地下開采礦山。這種機器的風機輪轂相對比較大,而且氣動性比較差,和現實使用的通風網絡不符合。所以,這種機器的工作效率比較低,消耗的能量大。為了進一步滿足礦山建設需要,各工礦企業不斷改善這種風機,改善風機性能,有效的提高了良好的節能效果,達到節能目標。尤其在國家明令該風機為淘汰產品以后,加大了研制開發新型替代產品的力度,在不長的時間里,研制出了K系列、FZ系列和FS系列等適合于地下開采礦山的通風設備。這種新型的風機可以有效改善葉型參數,這種風機的氣動性比較好,風量也比較大,風壓相對比較低,效率比較高,另外,這種風機的噪音比較小,能夠消除傳統風機的駝峰現象。所以,這種風機的結構與其他相比更加簡單,在安裝上也比較簡單。這種風機的優點很多,所以很快就取代了老式的風機。這些風機不僅與地下開采礦山網絡特性相匹配,而且節能效果十分明顯,創造了很好的經濟效益和環境效益。因此,改進、更新陳舊過時的通風設備是改善礦井通風的重要途徑。風機優選是從各種型號的風機中選出與通風網絡相匹配的風機,使其滿足工作面供風要求,且能耗最小。使用計算機優選風機可使該項工作更為快捷有效。多級機站通風方法是一種在通風系統內由多臺風機并聯組成的各級機站再串聯的通風方法。
三、采用適合的通用構筑物
在構建通風系統時可以通過合理選擇構筑物的方式,這種構筑物可以有效調節和控制風流,合理減少通風能源的消耗。特別是在使用壓入式通風方法時,很容易出現主風道風門損壞的現象,這就破壞了風流的穩定性,破壞了通風系統的平衡,所以,在實際操作過程中盡可能要制定完善的設計方案,要注重設計工作,選擇適當的風門。所以在工作過程中要重視通風部門的維護和維修工作,這樣才能夠保證通風系統的穩定性。另外在實際應用過程中也會選擇抽出式通風系統,在應用過程中必須要采取相應的方式來避免出風井口被損壞,這樣才能夠杜絕可能出現的安全問題。
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煤礦綠色開采技術從廣義上講是在開采時要盡可能降低對環境和其他資源的污染等不良影響,從而獲得最大的經濟效益和社會效益。具體講,煤礦綠色開采技術體系主要包括以下內容:首先是“保水技術”,即對水資源的保護。其次是通過離層注漿、填充和條帶開采來保護土地資源和建筑物。第三點是安全合理地從礦井保護層及安全面抽取大量瓦斯,避免施工時發生突發爆炸等危險,同時也達到了煤礦與瓦斯共同開采的目的。第四,為了保護煤層巷道安全的支護技術與減少矸石排放的技術。第五,地下氣化技術。這五種技術共同構成了煤礦綠色開采技術整體體系。實際上,由于煤礦開采所導致的環境變化與安全問題都和開采后所造成的地質巖層運動有關,因為巖體巖層被開采所破壞。所以煤礦的綠色開采技術主要要基于以下幾點理論來展開,首先就是開采之后巖層內可能存在的“節理裂隙場”分布和離層規律。其次是巖體由于受到應力而被破壞,所以必須通過巖層的控制技術來保證巖體不會被進一步破壞。最后是要研究開采對巖層地表移動所造成的影響規律。
3綠色開采技術的應用實踐
3.1關鍵層理論
巖層在煤礦開采時受到巨大應力,導致被破壞,所以必須采用控制技術來保護巖層。近年來為了突破這一難題,巖層的關鍵層理論應運而生。關鍵層理論之所以被提出,就是為了研究覆巖中硬度較高的厚硬巖層可能在開采過程中出現的節理裂隙,這些裂隙的分布對瓦斯抽放、保水工程以及開采沉降控制可能產生影響。所以,關鍵層理論可以被視為煤礦綠色開采技術的理論基礎。
3.2卸壓瓦斯抽放方案的優化
經過不斷的實踐得出結論,如果煤層開采導致巖層出現移動,即便是滲透率極低的煤層,其滲透率也會驟增數十倍甚至百倍,這就為煤層的氣送運移及開采創造了條件,所以煤層的瓦斯抽放應該是我國煤礦綠色開采技術的主要途徑之一。因為煤礦綠色開采技術與關鍵層理論的核心思想就是將煤層氣作為一種資源充分利用于采煤過程中,通過巖層的移動和對瓦斯抽放的卸壓作用來優化抽放方案,進而提高瓦斯的抽出率。所以要做到煤炭與煤層氣的雙向共采,就必須在開采過程中形成采瓦斯和采煤兩套系統。借助巖層運動的規律與關鍵層理論中節理裂隙場的分布規律來抽放瓦斯。
3.3具體實踐應用
通過關鍵層理論中的采動裂隙分布規律,建立了抽放瓦斯的O形圈理論,在我國淮南、陽泉等重要礦區已經投入試驗和應用,O形圈理論也是瓦斯抽放鉆孔位置選擇布置的理論依據。另外,鄰層開采煤層的下位關鍵層會產生破斷運動,這種運動有利于控制煤層裂隙的發育。例如陽泉3礦的13煤綜放面,初期開采時它的上鄰近層在瓦斯卸壓及抽放時會遵循抽放孔巷隨著開采進程由采空區中部移動到O形圈內的規律。所以陽泉3礦13煤的綜放面鄰近層的瓦斯卸壓就應該采取瓦斯向高抽巷布置的方案進行優化。最后是煤炭的地下氣化技術,這是一種整體性很強的綠色開采技術。它對于水資源的保護很看重,比如通過對煤炭進行控制性燃燒來控制地下煤炭氣化所產生的苯與酚對地下水資源的污染,以及因為煤炭燃燒所形成的二氧化碳的抽放處理等等。
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我們種在檢測燕化煉油廠一熱力去一催化主風機透平蒸汽線時,發現用巖棉保溫的蒸汽線,巖棉的粘結劑己被400℃的蒸汽在管壁處烤成焦狀,并與竹線壁形成縫隙,這樣從縫隙中不斷散熱,使熱能白白浪費掉。為此,我們決定與有關部門合作,對各種保溫材料的經濟厚度進行一次測試。
2技術測試具體安排
2.1選擇保溫材料
試驗所需保溫材料由廠家直接提供,試驗在動力廠去煉油廠三蒸餾中壓蒸汽管道上進行,因為這條竹線只有φ150mm粗細,管線溫度較高,約400℃左右,所以我們課題名稱為350~500℃設備及管道保溫材料優選示范工程。
我們與全國能源基礎與管理標準化技術委員會(簡稱材料應用技術分委會)合作,并請中國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所承擔工程測試工作,此項研究還得到了有關生產廠家的支持。我們于1994年9月至1995年12月在燕化煉油廠三蒸餾車間從動力廠來壓力3.5MPa溫度435±5℃蒸汽竹道上取25m管線,對巖棉、微孔硅酸鈣、巖棉一硅酸鋁復合棉(兩種)硅酸鎂保溫涂料等5種保溫材料分別在管道以5m長使用一種保溫材料,在一年中分為春、夏、秋季節進行測試。
現將廠家提供的兒種保溫材料、規格列于表1。
2.2現場測試所用儀器及方法
根據國家保溫竹道通則GB-4272和GB-8174的規定,采用熱流計法測定設備和管道表面的散熱損失。用熱電偶溫度傳感器(接觸式)和紅外輻射溫度計(非接觸式)測量設備及保溫層表面溫度。用日本才田風速計測外界風力情況。超級秘書網
1994年11月,對原保溫材料的保溫狀況進行測試。1995年1月、4月、8月和12月對試驗段進行測試,得到年平均散熱損失值,并進行分析。見表2、表3。
3測試結果分析
測試數據經過處理后,按標準GB-4274中允許最大散熱損失下所需用量和價格列表,如表4。所用幾種保溫材料在工程中熱損折合標油及保溫熱效率見表5。
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1.3 其他安全因素
實際上,在煤礦采掘工作面爆破過程中,影響爆破安全的其他因素很多,比如缺乏嚴格的管理,缺少正規的操作爆破人員,像有的爆破員不具備專業資格,也沒有持證上崗。同時,在爆破管理工作中,同樣存在一系列的問題,例如:習慣性地違章;憑借經驗進行施工;沒有嚴格按照規章辦事;安全技能不足等,這些都是引起爆破事故發生的根源。
2 預防爆破事故的基本措施
2.1 強化安全意識教育
在煤礦采掘工作面爆破工作中,預防爆破事故,要強化安全意識教育,在安全教育中提高工作人員安全知識、安全意識和業務技能:首先,需要增強施工人員的責任心,引導其學習煤礦安全規程,明白崗位職責。其次,消除一切安全隱患,杜絕僥幸心理,此操作是一種違反事物發展規律的現象。再次,強化工作人員的安全教育,使其真正意識到安全施工的重要性,確保爆破工作的有效完成。最后,需要加強爆破現場的安全管理,嚴肅處理一切引發安全事故頻發的人員和違規操作的人員。
2.2 建立健全監督機制
在煤礦采掘工作面爆破工作中,要預防爆破事故,需要建立健全的監督機制。具體地講,在煤礦爆破工作中,企業必須將安全工作和個人利益進行相結合,充分調動爆破人員的工作積極性,并要將職工考核制度落實到位。此外,還要嚴格檢查爆破材料是否合格或一次使用的雷管電阻是否匹配,以便保證煤礦爆破的質量。例如:在煤礦采掘過程中,往往存在一些電雷管、短路的橋絲等,這些零件極易造成煤礦事故,這就要求管理人員能夠充分地利用煤礦,同時要在沒有伴生礦的情況下利用,由于伴生礦的回收率特別低,會影響礦產的綜合利用率,一次使用的電雷管若電阻不匹配,可能會導致殘爆、拒爆等現象。
2.3 盡量采用壓喳爆破
在煤礦采掘工作面爆破工作中,預防爆破事故,盡量采用壓喳爆破。其實,煤礦采掘工作面爆破工作中,在條件允許的情況下,最好用壓喳爆破,其爆破能的利用率高,能使其均勻,有利于改善爆破效果,在經濟和安全方面都具有優勢。另外,在爆破之前,應當認真收集地質資料,分析爆破作業地點的地質情況,根據地質條件,選擇合適的地點進行爆破,同時要嚴格控制炸藥的使用量,不斷改進爆破技術,從而增強煤礦采掘爆破的科學性。
3 爆破安全性技術探討
3.1 升級爆破系統及其設備
進行煤礦采掘工作面的安全爆破工作,關鍵要升級爆破系統及其設備。一般來說,煤礦企業需要全面檢查煤礦采掘工作面的整個爆破工作,一旦系統和設備存在問題,千萬不要爆破;同時,在企業內部,需要不斷地強化安全爆破意識,實現爆破的規范化、程序化,不斷升級爆破系統,完善爆破設備,從而確保煤礦業的安全生產。
3.2 做好爆破前的準備工作
關于煤礦采掘工作面爆破安全性技術,應當做好爆破前的準備工作。首先,檢查好準備工作,爆破操作人員需具備專業爆破知識,嚴格按照安全方法進行操作,若露天爆破,需要及時向上級報告將要遇到的天氣狀況,如果在雷雨天氣中,爆破工作需要立即停止。其次,監督爆破現場,需要安排安全人員,并且明確分工爆破人員的崗位職責。最后,爆破員需要協調工作,加強對爆破材料的進行管理,這樣可以增強爆破效果,確保人員的生命安全。因此,只有嚴格檢查爆破前的準備工作,確保一切無誤后,才能進行爆破。
3.3 主動檢查危險性因素
關于煤礦采掘工作面爆破安全性技術,還要主動地檢查危險性因素。在煤礦采掘工作面的爆破之前,相關人員必須全面檢查爆破位置的所在區域,針對可能引發安全事故的不良因素,必須堅持清除。與此同時,爆破人員還要認真檢查周圍的安全情況,并排除一切危險因素;一定要有效地控制安全事故,堅決杜絕爆破事故的源頭;還要不斷提升爆破人員的工作能力,最大限度地做好預防爆破事故的工作,主動地檢查危險性因素,嚴格照煤礦采掘工作面爆破規程進行,從而確保煤礦爆破工作的安全性。
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1 地質勘查技術原則
1.1 統籌規劃,適度超前
按照以人為本、全面落實科學發展觀的要求,統籌公益性地質調查與商業性地質勘查,統籌礦產勘查與環境地質調查。統籌中央與地方地質勘查工作,統籌各類規劃區地質工作,統籌國內地勘事業發展與地勘領域對外開放,充分發揮地質勘查基礎性的先導作用,提前 10-15年規劃部署地質勘查工作。
1.2 遵循規律,合理布局
根據我國地質條件和資源分布特點,按照國民經濟和社會發展宏觀布局要求,結合人口分布、國土利用、基礎設施建設和城鎮化格局,統籌地質勘查工作區域布局,引導商業性地質勘查工作的有序發展。
1.3 突出重點,拓寬領域
立足于我國地質條件、資源基礎、環境基礎、工程基礎,突出重要礦種和重點成礦區帶的勘查工作,努力創造有宏觀影響的大成果,不斷提高地質勘查的精度、深度和廣度。根據經濟社會發展需要,積極拓寬地質勘查工作的服務與應用領域。
1.4 創新科技,增強能力
實施“科技興地”戰略,加快地質勘查工作現代化步伐。突出重大地質理論問題研究,把地質區位優勢變為科技創新優勢。大力推進成礦理論和地質勘查技術發展,加快信息化建沒,完善地質科技創新體系。推動科研與勘查的有機結合,發揮科技的支撐和引領作用。加強隊伍建設和人才培養.注重創新基地建設。
1.5 立足國內,擴大合作
利用“兩種資源、兩個市場”,充分挖掘國內資源潛力。加大礦產資源領域對外開放,適應經濟全球化和資源全球化發展的需要,鼓勵與國外企業合作開展境內礦產資源勘查開發,扶持、鼓勵和引導有條件的企業“走出去”,提高礦產資源供給能力和保障程度。
1.6 完善體制,理順機制
健全中央和地方政府各負其責、相互協調的地質勘查管理體制。充分發揮各方面的積極性,促進地質勘查多渠道投入新機制的形成,完善商業性礦產勘查機制,注重發揮財政資金對社會資金的引導和拉動作用。
2 提高礦產勘查技術應注意的幾點問題
2.1 地形及工程測量
地形測量和勘查工程測量應采用全國通用的坐標系統和最新的國家高程基準點進行。對于邊遠地區小礦,周圍沒有可供聯測的全國坐標系統基準點時,可采用全球衛星定位系統(GPS)提供的當地數據,建立獨立坐標系統測圖。但必須詳細說明所采用定位儀器的型號、定位的時間、程序、精度。測量的精度要求,應按有關規范執行。不同比例尺的勘探線剖面應當是實測剖面。
2.2 地質填圖
不論哪種比例尺的地質填圖,都應以地質觀察為基礎,其精度要求應按同比例尺地質測量規范要求。大比例尺地質填圖是為礦產勘查、礦山建設設計服務的,比例尺的選擇應以礦床的礦體規模、形態復雜程度以及各勘查階段的要求為依據。地質點要布設在界線上或有特殊意義的地方,用儀器法展繪到圖上。對于薄礦體、標志層及其它有特殊意義的地質現象,必要時應擴大表示。
2.3 水文地質工作
各種比例尺的水文地質、工程地質測量和環境地質調查,均應符合相應比例尺規范的要求和相應勘查階段對礦區水文地質、工程地質、環境地質工作的要求。專門水文地質工作及巖礦石物理力學性質測定樣的測試都應滿足有關規定、規范的要求,以保證工作成果的可靠性。
2.4 探礦工程
對覆蓋層小于3m的淺部礦體可使用探槽、淺坑,大于3m應采用淺井。鉆探工程的質量應符合鉆探規程的要求,礦芯及頂、底板 3~5m 范圍內的巖石及標志層和全孔巖芯采取率不得低于規程規定或勘查設計的要求。當厚大礦體連續5m低于要求時,應立即采取補救措施。鉆孔(井)進出礦體應測頂角、方位角,丈量孔深。鉆孔實際出礦點偏離設計出礦點的垂直勘探線距離,應視礦床具體情況而定。砂鉆嚴禁超套管采樣,開孔、穿礦、終孔應測鉆頭內徑??犹焦こ虘纯犹揭幊袒蛟O計要求進行。
2.5 采樣
必須嚴格執行采樣規范的要求,不得混樣、錯號,嚴禁選擇性采樣。難以識別的礦石或可能礦化地段,應分別予以取樣。煤質采樣要根據不同煤類及其可能的工業用途、煤質主要指標的變化程度來確定。砂礦樣的淘洗、稱重按有關規范執行。金屬、非金屬礦產樣品加工應嚴格遵循切喬特公式,樣品加工重量總損失率不大于5%。樣品分析、測試,應由國家認證的有資質的化驗單位承擔,嚴格執行操作規程和質量標準。內檢樣品必須由送樣單位編密碼、送原分析單位進行驗證。外檢樣亦編密碼,附原分析方法的說明,送指定實驗室進行外檢。具體要求應按有關規范執行。
3 大比例尺找礦預測準則及技術要求
3.1 大比例尺找礦預測一般遵循以下準則
3.1.1 相似類比準則。這是礦產預測首選的基本準則。因為在相似的地質環境下應有相似的礦床產出,我們常用“地質類比法”找礦,其實質就是成礦地質環境相似類比。用這一理論指導找礦一般命中率較高。然而,進行找礦預測時,并沒有完全相似的兩處成礦地質條件,但也要比較兩處相異條件,甚至要進行多個地區的比較。找礦經驗表明,凡是成礦條件和控礦因素相似,屬于同一成礦系列的礦床,一般有相似的礦化標志,可作為類比依據,預測找礦靶區或預測區與已知礦床的成礦條件和礦化標志相似,類比的準確性就較大,預測結果的可靠性就高,找礦效果就好。
3.1.2 求異準則。礦產預測是從已知到未知,用已知礦床產出地質條件類比,可能發現相似的礦床。然而,對未知的礦床類型或尚未認識的新礦化類型來說,就要運用求異的準則,研究成礦環境和成礦的特殊性,預測可能發現另一種礦化類型或新類型礦床的產出。一般來說,-種新的礦床類型的出現,具有獨特的成礦地質建造組合,與周圍地質環境有不同的地質結構和礦化標志,我們稱之為“地質異?!薄4蟊壤哒业V預測不僅要注意與已知礦床類型的成礦環境和成礦條件對比,還要注意“求異”。同一地質異常往往出現一組不同類型礦床組合,并伴隨出現強弱和規模不等的物化探異常,查證這些異常發現了礦床,這就是“同中求異”。
3.1.3 綜合預測的準則。進行綜合預測,一是采用綜合方法預測;二是要進行綜合評價預測。前者應充分利用和綜合分析測區內地質、物化遙、重砂成果資料,而且要求資料與礦產預測比例尺相一致,有人稱之“尺度水平對等”,對于大比例尺礦產預測,要特別注意深部礦化的“指示信息”“、隱敝信息”和“新穎信息”,因此,必須堅持應用綜合方法預測,后者是指進行共生礦產和伴生有益元素預測。這是因為在預測區內往往有多種礦產共生和多種有益元素在同一礦化體產出。根據這一共生關系,以一種礦種為主的礦床出現,可能預示另一種甚至多種礦化的存在,這類地質現象在許多礦田、礦區范圍內屢見不鮮。所以大比例尺找礦預測要堅持“綜合預測”的準則。
3.2 大比例尺找礦預測方法技術要求
3.2.1 建立良好的資料基礎。不言而喻,區域地質調查圖件資料是進行大比例尺找礦預測工作重要基礎資料。然而,大比例尺地質調查完成后,往往又做過更大比例尺地質填圖及新的礦產地勘查、科研和礦產開發,增加了許多新資料、新信息。因而,按大比例尺找礦預測要求,應采用最新資料,對地質圖件和相關資料進行修編和預處理,以達到大比例尺礦產預測的精度要求。
3.2.2 建立礦床成礦模式和找礦模型。應用成礦模式和找礦模型預測礦產,是現代地質工作者常用的預測方法。這是因為它是從復雜的地質現象和各式各樣的找礦信息標志中概括出其中最重要特征及標志信息,用以類比預測。成礦模式是對礦床賦存的地質環境、控礦因素、內外部特征、時空變化規律、成礦物質來源、成礦機理和礦化標志的高度綜合和總結,將復雜的地質現象上升為成礦地質理論,并用圖表或文字表達出來,使人們對同類或一組相似礦床的成礦作用有一完整概念性認識。
4 結語
總之,近年來隨著科學技術的發展,還出現了不少勘查方面的新理論,因此我們應重視新理論、新技術、新方法的利用,同時結合以往多種勘查手段,以期提高各類礦床發現能力,取得良好的經濟效益。
參考文獻:
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動漫專業的主要特征及存在問題
動畫產業的發展不僅是需要高等職業教育的介入,而且高職的動畫專業畢業生應該成為動畫產業的主力軍,高職動畫專業師資要成為動畫行業發展的技術服務力量。當然目前動畫專業發展的關鍵是如何解決高職動畫專業人才與企業相適應的問題。分析目前該專業主要問題有:
(1)動漫是一門獨特的、又是綜合性學科,涵蓋了藝術和技術,而高職院校開設動漫專業的時間均不長,大多專業起步是延用傳統藝術類和計算機類專業的師資和教材開始的,由于專業建設的歷史短,水平偏低,沒有形成適合行業崗位能力需求較成熟的教材和實訓指導書,完善課程體系構建還在實踐和摸索中。
(2)歷史原因造成大部分開設動漫專業的高職院校嚴重缺乏高水平、具有豐富動漫企業從業經驗的、具有行業發展視角的專業帶頭人和一批有實踐工作經驗的師資隊伍。目前,通過專兼職教師隊伍結合,雖然緩解了師資短缺問題,但沒有一支有實際經驗、長期承擔動畫創造的師資隊伍,不能形成自己的創作團隊,就沒有校企合作資本和專業發展的基礎。
(3)沒有統一動畫行業的崗位標準和考核體系,目前高職院校與政府或企業積極推動的各類專業技能證書對動漫人才專業能力鑒定不具有權威性,企業認可度不高。學校開展動畫人才培養模式改革及相關“課證融通”等教學改革的成果沒有在人才培養質量上得到體現。
(4)校企合作對提高人才培養質量的關鍵措施沒有完全落實。其原因是多方面的,校企合作的核心內涵是“利益”,只有校企雙方都得利才是雙贏,合作才會持續、鞏固、有效。動漫行業不屬于勞動密集型產業,對動漫企業來說,不需要解決勞動力問題,學生頂崗實習不可能上動漫企業的流水線,直接產生效益,企業沒有獲得效益,還要付出精力并擔心保密問題,自然沒有積極性,最終學生通過企業的頂崗實習只能是“霧里看花”。
因此,在動漫企業人才培訓和儲備途徑已經解決的情況下,針對動漫專業的校企合作,學校在利益的天平上處在高端,除非校方拿出高額實習補貼,否則利益的天平就不會傾向學校。近年來,高職的動漫專業在校企合作方面開展一系列試點,如“冠名班”本質是將學生后一至二年委托企業培訓,實質是動漫企業人才培養的延伸,對真正意義上校企融合推動意義不大。又如,引進企業項目合作開發項目,需要一支較強師資開發團隊和穩定的制作隊伍,目前能夠達到完全承擔動漫項目開發的團隊還只有少數,所承擔項目不能夠滿足全部動漫學生實訓培養的需要。
動漫專業改革的對策
綜上所述,高職動漫教育的改革勢在必行,其核心是要提高學生培養質量,達到動漫企業崗位素質、知識、技能的要求,使學生一畢業就成為實現企業可用之才并在短期內(2-3年)成為動漫專業人才。高職動漫教育改革的措施是必須加強動漫高職教育與動漫產業的深度融合,有如下策略可供借鑒:
(1)學校積極協助政府,投入“動漫培訓基地”建設,開展動畫人才的社會培訓,改變目前動漫教育人才培養培訓體系的特殊現象。各高職動畫專業團隊同企業包括社會動漫培訓機構聯合,利用學校專業教師的教學經驗和動漫實訓室資源,形成區域性動漫繼續教育的培訓基地。通過動漫專業團隊同企業合作,共同研究相關課程體系、教材、考證,共同實施動漫人才培訓工作。為保障相關培訓能夠有效地、持續地、保質保量地有序開展,要積極尋求政府支持,為當地文化創意產業服務。這樣做,不是為了單純開展培訓和增加經濟收入,而是在完成動漫人才的崗前培訓和繼續教育工作的同時,吸引政府關注高等職業教育發展,引導企業進入學校,形成政、校、企合作的平臺和機制。
(2)高職動畫專業要形成以校企合作為主導的內涵發展模式。實現在資金、資產、人力、行政等各種資源的有效有序整合,促進動畫教育與產業在理念、思路、產權、教學過程、教材建設、教育模式、教師培養等方面的深度融合。一旦動畫專業教師是企業動畫導演、原創人員或主要設計成員,其作品開始在媒體廣泛流傳,校企合作必然有發展條件;一旦我們的學生的作品獲得公共媒體關注,專業質量必然得到社會普遍認同,專業特色就會逐步呈現。
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主辦單位:煤炭工業礦山壓力情報中心站
出版周期:季刊
出版地址:江蘇省徐州市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1673-3363
國內刊號:32-1760/TD
郵發代號:
發行范圍:
創刊時間:1984
期刊收錄:
EI 工程索引(美)(2009)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
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計算機輔助設計是由美國公司開發的通用計算機輔助設計軟件包,具有體系結構開放、使用方便、便于掌握等優點,并能夠繪制平面與三維圖形、渲染圖形、標注尺寸以及打印和輸出圖紙。
從 上世紀80年代至今的有關文獻資料來看,計算機輔助技術在國內外礦山開采設計中的應用日益廣泛。作為一種精確、高速的新型設計工具,已被廣大工程技術人員所接受,并對傳統的設計方法與手段提出了挑戰。目前,它已被礦床開采設計的各個分支和側面廣泛應用,并取得了很好的效果。
一、 計算機輔助系統組成及采礦設計理念
計算機輔助系統一般以有著圖形功能的交互計算機系統為基礎,包括:計算機主機、圖形輸入板、圖形顯示終端、掃描儀、繪圖儀、磁帶機、打印機以及其他各種軟件。利用交互系統開展采礦設計,可以邊設計,邊構思,邊畫樣,邊修改,隨時可以從終端屏幕看到每一步操作的顯示結果。典型的設計包括:(1)設計者接受任務,了解甲方對礦山的功能、經濟、制造技術、生產環節等方面的要求。(2)方案設計。一
方面來自設計方的要求,另一方面來自工程師的知識、理念,包括功能的滿足,技術的可行以及其他需要等。
(3)驗證、修改、定型。將設計對象表達出來,并根據功能、技術、經濟、審美等方面的詳細要求和數據,對其進一步修改,適之處予以完善,細節予以補充,最后定型。(4)將設計果制作成技術文件,一般包括三視圖、部件圖、剖面以及各種說明等。
二、如何使用計算機輔助設計
每個人都知道,礦山開采的目標是要開采出礦石,而礦山工程設計,是工程師、設計人員應用技術手段改變礦山環境。滿足政府、企業以及特定人群要求的一種高智能勞動。因此,采礦設計的任務:一是必須開采出高質量的礦石;二是有效地保護工程結構,使其能夠承受自然界與人工開采的壓力,長期而可持續地發展;三是必須保證以盡可能低的代價和成本,獲取最大的經濟效益與社會效益,保證工程建設的安全和后續作業的開展。
實踐證明,采用CAD進行采礦可以提高采礦設計水平與設計質量,不但能夠使常規設計效率得到有效地成千上百倍的提高,還能夠在手工設計時代根本無法想象的設計空間展開自由翱翔的翅膀。由于設計工程師思想、理念、習慣、表達方式的不同,在設計環節使用計算機輔助部分與其余部分之間接口的描述方法也難以取得一致。所以,設計工程師在開展設計之前,要對每一個項目進行深入的了解。比如,礦山所處的地質地貌、水文環境、開采方式、巷道走向、設備選型、提升機械甚至礦山復綠等,都要胸有成竹,才能“知己知彼,百戰百勝?!痹谠O計過程中,設計工程師要做好一周就以下幾個方面的工作:
1.認真做好設計方案。接受設計任務后,首先要運用自己的設計經驗和知識進行設計構思。在這個過程中要進行技術決策,確定設計原則,同時對今后設計過程和要完成的設計有個整體認識。 包括:一是下大力氣廣泛收集有關采礦的背景資料與工程信息,認真開展調查研究,了解與掌握地質勘探、技術經濟、礦產利用指標、礦床儲量、礦山生產力等等信息;二是分析研究已經取得成功并在實踐中得到證明的同類設計資料以及相關知識,取人之長,補己之短,學習和參考成功的經驗,開展設計工作,進行構思。才能厚積而薄發,最后確定設計方案。
2對每一個工程結構參數進行分析。其目的是要確定設計方案中有關工程結構的應力載荷、約束條件等,這是采礦設計中很重要的一個方面,不能有半點馬虎。
3、掌握設計采礦圖的全過程。在實際工作中,具體方案的設計往往與繪制同步進行,因此,必須對設計采礦圖的全過程嚴格掌握,不得有一絲的大意。
4、繪制施工圖。這是采礦設計的具體表現,要以詳盡體現設計意圖為目的。工程師長期的實踐采礦設已形成了行業的圖樣表達習慣和約定,因此對施工圖的繪制要能體現這一特點
5、進行全面的經濟分析,這是設計的重中之重,根據設計階段的不同對概算和預算進行分析。概算是確定項目投資、編制和安排建設計劃的依據;預算是施工圖設計文件的組成部分,是確定工程造價、考核工程成本和經濟性的重要組成因素
總之,此系統研究的目的是輔助設計者完成工程方案的設計,模擬設計領域專家的思維進行工作。因此,從這一意義上來說,采礦 CAD系統是對采礦設計專家的思維模擬。
三、采礦CAD 技術特點分析
系統結構是軟件開發的基礎。系統結構的選擇,一要考慮行業特點,二要考慮技術發展水平。盡管21世紀新的 技術已經向三維實體、可視化和集成化發展,但對礦山行業而言,還有很長的路要走。所以,系統的定位必須重視企業的特點和現狀。一般來講,CAD技術在國內外礦山的應用有以特點:
一是提高設計質量,縮短設計周期。主要通過使用 CAD 系統,使設計過程更加客觀、、準確、高效和規范。所以,采礦 CAD 的設計一定要考慮礦山設計規范和工程師的設計習。
二是富有實效與連續性。無論是地質、采礦、測量,還是選礦之間的信息處理、傳輸更富于時效性和可連續性,更加強調 系統的集成化和數據的共享。
三是加強采礦 CAD 系統的通用性和可移植性。由于行業差異與體差異,以及在生產過程中需處理的瞬息萬變的信息差異,使得這種D技術在礦山行業的應用研究中具有較強針對性,可移植性相對較差。所以,必須圖形處理方法、圖形環境以及數據接口技術研究。 四是從實際出發進行研究。 由于二維方式下的礦山 CAD 軟件的應用研究有利于與傳統設計方式銜接,也符合目前礦山計算機技術水平。所以,要擯棄過分追求“三維實體設計”的思想,從礦山的實際需要出發進行開發和研究。
五是與時俱進,積極研究。目前 CAD 軟件開發正處在一個由二維平面的設計模式向三維空間的設計模式過渡。由于存在技術上的障礙,一時 間還難以完成。但是筆者認為,只要我們與時俱進,努力學習,認真研究三維實體構模技術、基于 GIS 的礦山空間工程數據技術等,就一定能夠使礦山設計的水平大大提高。
從目前文獻調研和實際應用情況來看,采礦 CAD 軟件的開發和應用還存在著許多問題,比如,基礎研究較少,尤其是很少從理論、技術和方法上展開研究。對圖形數據的規范化及其表示方法研究不夠,沒有相應的標準可以遵循,等等。這些都是CAD技術在采礦技術應用中遇到的問題與障礙。
“大江東去浪淘盡,千古風流人物”。時代在發展,科技在進步。綜上所述,目前CAD 技術正朝著開放、集成、智能和標準化的方向發展。作為 CAD系統的支撐環境,開放的操作系統,如:WINDOWS、UNIX 將是今后 CAD系統的主流;實用性更強的編程與數據庫技術將為該系統的發展作出新貢獻。我們期待著計算機輔助系統為礦山建設發揮更大的作用。
參考文獻:
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早期的采礦系下設采礦教研室、地質教研室、鑿巖與破碎教研室、通風與安全教研室、巖石力學教研室、井巷教研室和系統工程教研室等。1993年東北工學院復名為東北大學后,1995年在原采礦系及礦物加工系基礎上成立資源與土木工程學院,原采礦教研室、鑿巖與破碎教研室、系統工程教研室等合并成為現在的采礦工程研究所。
采礦工程主要專業課程分為:金屬礦床地下開采、金屬礦床露天開采、礦山機械、鑿巖爆破、井巷掘進、礦井通風與安全、礦山企業設計基礎(選修)等。這些課程的教學以各自的內容體系獨立進行,相互之間缺乏有機的聯系,學生在每門課中學習了較詳細的知識和技術,卻不掌握如何運用。例如,在鑿巖爆破課上,學習了爆轟理論、炸藥性能、雷管構造、起爆方式、爆破網絡等詳細內容,卻不掌握這些知識和技術如何運用在采礦過程;在地下開采課上,只講采準、切割、回采等工藝過程及其功能,不講各采礦工藝需要什么炸藥、雷管、爆破網絡形式等。這樣,學生雖然在兩方面都學了不少內容,卻缺乏實際運用能力。其他方面也類似。這種分散式教學嚴重影響學生對采礦專業知識的系統性掌握及其應用。
采礦專業課的教學重點是采礦過程的工藝、技術,培養的人才是能把礦石采出來的單一型技術人才。
1.2 教學方法與手段
教學方法基本上是“滿堂灌”,課上老師講、學生記,課下學生背概念、做習題,老師判作業、考前答疑,教學模式與中學沒有多大區別。
在教學手段上,大量的平面、剖面圖使學生難以建立采礦方法中各種工程的三維空間概念,無法有效掌握各種工程在空間和功能上的相互關系;手工設計不能適應現代采礦的數字化、優化設計的需要。
教學方法與手段落后不僅教學效果不好,而且使學生對專業課學習失去了興趣。
2.采礦工程專業創新型人才培養教學體系改革與建設
2.1 課程改革與建設目標
以硬巖礦床的采礦方法、工藝為主線,把相關知識和技術融會貫通,形成系統的采礦專業知識體系;更新教學內容,增加國際上在理論、方法和應用上成熟的科技成果,使教學內容與現代采礦科技對知識結構的需求相適應,達到課程內容體系化、時代化。
實施參與式、互動式教學,以課堂研討(Seminar)和課程論文為主要形式,實現教師講授與學生參與的有機結合、課本知識與實際問題的有機結合;研發應用三維動畫、數字化設計系統、現場影像等,實現教學內容形象化、時空化,拉近課堂與實踐的距離;實現教學方法與手段現代化。
通過新的教學內容體系和現代教學方法與手段,配合課外創新實踐,實現采礦專業知識傳授的同時,培養學生的動手能力、科學思維能力、創新能力、科技論文寫作能力、口頭表達能力等,使知識傳授與能力培養一體化。
2.2 課程體系改革與建設內容及主要措施
圍繞上述目標,在充分論證的基礎上,2000年正式啟動采礦專業課教學改革和課程建設項目。
2.2.1 課程內容體系改革與教材建設
原來的金屬礦床地下開采、金屬礦床露天開采、鑿巖爆破、井巷掘進、礦山企業設計基礎等課程,都為采礦服務,都是采礦專業課的組成部分。但幾門課程獨立設置、分散講授,造成各部分知識之間聯系不緊密,甚至脫節。學生對各部分知識不能形成體系性掌握,知識運用能力差。
針對這一問題,實施課程內容的體系化改革。以采礦方法、工藝為主線,把涉及的礦巖性質、儲量評價方法等基礎知識和鑿巖爆破、井巷掘進等專業技術融會貫通,建立各方面知識的有機聯系,形成系統的采礦專業知識體系。
例如,在講到運輸巷道時,結合其功能、布置和規格,講授這類巷道的掘進和支護方法、工藝過程、常用設備,掘進中的炮孔規格和布局形式、鑿巖機具、炸藥性能選擇、藥量、爆破參數等,這樣就把井巷掘進與支護、鑿巖爆破技術置于具體的采礦工藝環節之中,學生一方面掌握了運輸巷道掘進需要應用那些掘進、支護和爆破技術,另一方面掌握了具體掘進、支護和爆破技術在運輸巷道掘進中如何應用。對于不同采礦方法的采準、切割、回采時,也是如此,結合每一工藝的功能、工程布置、結構參數,講授相關的知識、技術和設備。
這樣,就形成了以采礦方法、工藝為主線,有機融會相關知識和技術的采礦專業知識體系一采礦學,使學生既掌握各種技術用在采礦的什么環節、如何應用,又掌握各采礦工藝需要那些技術,有效提高學生知識的系統性和運用能力。
同時,設置科研創新教學環節,積極鼓勵學生們參加“大學生創新行動計劃”及“大學生科研實踐活動計劃”,開展創新實驗以及各項專利發明等,全面培養和提高學生的科研能力及創新能力。
內容更新是課程內容體系改革的另一重要任務。針對現代采礦科技對采礦人才知識結構的新需求,增加了地質統計學、數字化設計、采礦優化方法、市場經濟條件下的礦山技術決策、礦山生態等新內容。這樣,學生的知識結構不僅滿足把礦石采出來的需要,而且滿足技術決策和管理、宏觀思維以及數字化、生態化、優化開采的需要。
課程內容體系的重要載體是教材。依據上述課程內容體系設置,編著了針對硬巖采礦的《采礦學》教材,該教材第一版被列為國家“九五”規劃教材,再版被列為國家“十一五”規劃教材。
2.2.2 教學方法改革與手段建設
針對采礦學需要很強的三維空間想象力和實踐性強等教學難點,大力推行教學方法改革,開展教學手段建設。
課堂教學采用學生參與、師生互動式教學。以專題研討(Seminar)和課程論文為主要形式,選擇適當的采礦實踐問題,讓學生自己查閱資料,進行課堂研討,撰寫小論文,上講臺闡述自己的“研究成果”。這一方法有效調動了學生的學習能動性,并培養其研究、解決問題的能力?;臃绞娇啥鄻踊?,如針對已講授的某些內容,布置學生發揮想象力,用形象的幻燈片加以表達,以此加深學生對教學內容的理解,達到牢固掌握的目的。這種看似平常的方法,實現了教師講授與學生參與的結合、課本知識與實際問題的結合。
教學手段建設的重點之一是課件建設。采礦專業的一大特點是圖紙多,各種采礦結構、工程布置都用圖紙表述??臻g思維能力是采礦人才必備的專業素質。過去用大量的平面、剖面圖教學,學生難以建立采礦方法中各種工程的三維空間概念,無法有效掌握其空間和功能上的相互關系,既費學時又效果不佳。計算機虛擬技術為解決這一難題提供了手段。教學團隊把單個采礦工藝環節和過程制作成三維動畫課件,原來需要一小時講解的內容,幾分鐘內學生就看得明明白白,而且影響深刻。課件還包括現場影像短片。
教學手段建設的另一個重要內容是數字化設計方法和手段的應用。發達國家的礦山全部采用專業化設計軟件進行設計、計劃和管理,計算機輔助優化設計是現代采礦人才必須掌握的重要技能。為此,教學組研發了具有完全自主知識產權的數字化、優化設計軟件平臺SmartMiner,用于課堂教學和設計實踐。例如,對于露天礦采剝計劃編制,過去只能講述概念性的方法和步驟,離實際計劃編制相差甚遠。利用SmartMiner,一節課就可實際完成一個計劃的全過程,看到計劃結果,看到按計劃開采后采場臺階推進位置的圖紙形態和三維實體形態,使學生對計劃步驟、相關因素的考慮等有一個全面掌握和深刻理解。再如露天礦最終境界設計,應用該軟件不僅很快做出方案,而且可針對不同市場價格、成本等參數進行分析對比,還可使講授的優化方法得到應用,由于用到的數據全是現場實際數據,大大拉近了教學和實際的距離。
2.2.3 能力培養建設
知識傳授不等同于能力培養,知識是能力的基礎,但能力培養還需要有效的實踐環節。
上述參與式、互動式教學是課內能力培養的重要措施。Seminar培養了學生的查資料能力、科學思維與創新能力、分析解決問題能力、科技寫作和口頭表達能力,可謂一舉多得;數字化設計平臺的應用培養了學生的數字化設計手段和方法應用能力。
以課外創新性實踐活動進一步培養學生的綜合能力。措施主要有:在教師的指導下,由學生自己在課外制作礦體及采礦工藝過程的計算機三維動畫模型,就某些方法制作幻燈片進行形象化表述,自選實驗,參與科研項目等。這些活動可以充分發揮學生的想象力、創造力和動手能力,同時極大地提高了學生的專業課學習興趣,豐富了課外生活。
3.改革與建設成效
3.1 教學效果成效
教學內容的體系化提高了學生的知識系統性和運用能力。教學內容的體系化使相關的采礦專業知識和技術實現有機融合,每一項技術都置于采礦工程的整體構架之中,學生既掌握各種相關知識和技術用在采礦的什么環節、如何應用,又掌握各采礦方法、工藝需要那些具體技術,有效提高了知識傳授效果和學生的知識關聯性、整體性和運用能力。例如,在畢業設計中,過去學生拿到設計任務后不知如何下手,對學過的知識不知道如何應用,需要指導教師再次“講課”,每一環節都需要具體的指導。改革后,由于掌握了所學知識的關聯性,大部分學生知道先做什么、后做什么,掌握每一步需要考慮的主要因素和應用的技術,對結構參數的確定也熟練得多,稍加指導就可完成設計任務。畢業后在較短的時間內就可獨立承擔重要技術工作。
教學內容的時代化更新了學生的專業知識結構。教學內容的更新,使采礦專業課教學緊跟世界采礦科技的發展步伐,體現信息化、生態化、優化開采和決策需要的知識。學生的專業知識結構和理念得到更新,為在實踐中推行新科技的應用奠定了知識基礎。這是促進我國礦業向信息化、生態化、優化開采發展并走向國際化的重要條件。
教學方法和手段的現代化使知識傳授效果和效率大幅提升。參與式、互動式教學調動了學生思考問題、獲取知識的積極性,大大加深了對課程內容的理解和掌握程度;計算機三維動畫課件、現場影像、專業優化設計軟件等現代手段的應用,不僅使教學內容空間化、形象化,而且大大縮短了課堂與實踐的距離。一方面使教學效率大幅提升,過去需要1小時的內容幾分鐘即可講明白,現在150多學時教授了過去六門課240多學時的內容;另一方面提升了學生的空間想象力和所學知識與實踐的結合度,教學效果顯著提高。
篇13
中國礦業大學采礦工程專業已有百年歷史,專業基礎厚實,學科優勢明顯。已建設為國家重點學科、博士學位授予點、礦業工程博士后流動站,并依托煤炭資源與安全開采國家重點實驗室。然而現行的采礦工程專業人才培養模式和方法存在一些問題,會影響專業畢業生適應社會和煤炭行業發展的需要。
因此,進行采礦工程專業教學研究和優化探索勢在必行。本文通過分析中國礦業大學采礦工程專業教學的現狀,并借鑒澳大利亞采礦工程專業先進的教學方法,對采礦工程專業教學進行探索優化,從而培養具有國際視野、創新能力和團隊合作能力的學生。
1中國礦業大學采礦工程專業教學的現狀
(1)學生普遍缺乏采礦工程專業英語和計算機技能的學習。由于中國礦業大學和神華集團等用人單位用 CET-4和計算機二級通過與否來衡量學生英語水平和計算機水平。因此,在采礦工程專業教學中,注重通用英語和計算機基礎課程,而忽視專業英語、通用軟件和專業科研軟件課程。計算機課程教學包括《計算機基礎》和《Visual Basic》,學時較少,課程內容理論性很強,實用性較差,缺乏對一些常用的辦公軟件(如Microsoft office、Flash、PS等)的講解,導致學生計算機實際應用和編程能力相對較弱。在日常生活中,學生很少使用英語進行交流。在大二之后,學生的英語考級壓力相對減輕,對英語學習的重視程度也相對降低。采礦專業英語課程的開設都是在大三和大四階段,該課程需要將采礦專業知識與專業英語知識緊密結合,對學生英語功底要求很高。然而,學生對專業英語的學習熱情和積極性往往不夠高。事實上,很多學生即使通過了英語四、六級,閱讀專業英語文獻及撰寫科技論文時仍比較困難。
(2)實踐教學設備不足,教學時間少。實驗教學軟硬件比較陳舊,教學模型數量較少,學生的模型課課時安排較少,實踐教學設備不足。有些課程的實驗教學課時或者設計作業課時安排較少,最后都會按一定比例折算成期末成績,比如《采礦學》實驗6學時,《礦山電工學》實驗4學時,《流體力學與流體機械》實驗2學時,《非煤開采技術》實驗4學時、《采礦學》課程設計3周,《巖層控制的實驗方法和實測技術》實驗8學時,另外地質認知實習五天,礦井認識實習3周,生產實習3周,畢業實習3周,這些實踐教學環節學時的安排一般不能很好的滿足教學要求,達不到預期的教學效果。
(3)實習流于形式,缺乏完整的考核體系。很多實習單位和帶隊老師考慮到學生的安全問題,會將大部分實習時間安排在理論知識的學習和參觀一些危險度很低的地方,如洗煤廠,供電中心,污水處理廠等,因此很多學生從認知實習、生產實習直至畢業實習,下井次數都很少,現場跟班參觀生產工作面的機會少之又少,因此學生對礦井現場的了解十分有限。由于實習時間有限,帶隊老師一般很難對學生的實習過程和實習狀況準確掌握,基本上根據學生的實習報告內容、實習報告格式是否規范、學生是否擔任組長或班長等職務而評定學生的實習成績,缺乏對學生實際操作能力和理論聯系實際能力的考核,這樣不利于學生自身的發展。
(4)學生對創新活動參與度低,參與課題項目缺乏途徑。大學生課外科技創新活動是在緊密結合課堂教學的基礎上,以創新項目和競賽的方式,激發學生理論聯系實際和實踐操作能力,通過實踐發現問題、解決問題,提高學習能力,增強成長自信心的活動。雖然每年中國礦業大學會舉辦各種各樣的課外學術科技創新競賽活動,但是學生普遍參與度不高,缺乏熱情。同時,部分同學有參與采礦工程課題項目研究的想法,想通過參與課題項目加深對知識的理解并提高自身的能力,但是缺乏途徑。
(5)教師重視科研活動,輕視教學。目前中國大學教師的職稱評審,實際上主要依據科研,即有沒有科研論文、論著,有沒有科研立項和科研成果,教學在職稱評審中雖然也受重視,作了很多規定,但大都顯得籠統模糊,缺乏可操作性。評審職稱時,論文、科研項目是硬指標,教學是軟指標,導致了教師重科研輕教學現象的出現。有些教師沒有統籌處理好教學、科研與社會服務的關系,使教學水平得不到保證。
(6)實踐教學經費不足和實踐教學基地建設不完善。目前,各礦業院校采礦專業教育經費主要來源于地方政府給高校的財政撥款和學生學費。經費有限,使采礦工程專業實踐教學經費不足,導致學生在礦山企業實習時間偏短、實習過程簡單,達不到預期的教學效果。許多企業考慮生產和安全等因素,不愿接受學生到現場實習,學生通常只進行象征性地參觀。實踐教學基地建設不完善,也使教學質量難以滿足要求。
(7)學生缺乏國際視野,有出國留學經驗的教師較少。中國礦業大學采礦工程專業基礎厚實,學科優勢明顯,師資隊伍龐大,但是具有出國留學經驗的教師較少。這樣在教學過程中較難做到與國際接軌。同時,大部分采礦專業的學生限于本校本專業知識的學習,缺乏與國際進行交流的經歷與體驗,導致了他們缺乏國際視野。
2澳大利亞采礦工程專業教學的優勢
(1)先進的培養模式。澳大利亞的職業教育與培訓采取雙元模式,其中的“雙元”分別指學校和企業。學生在學校學習科學文化知識,掌握專業技能;在企業中,將學到的知識應用于實踐,提高學生的實踐操作能力和理論聯系實際能力。而且,企業會為學校的教學活動提供部分資金,減輕了政府的壓力,提升了學校教學設備的軟硬件能力,提高學校的教學和科研水平;學校培養出的優質人才,投身到企業建設發展中,提高企業的綜合競爭實力,促進企業的發展,最終學校和企業達到雙贏。
(2)嚴格的教師選聘制度和考核體系。澳大利亞大學在選聘教師時,不僅要求教師專業知識基礎扎實,往往還需要具備多年的工作經驗。同時,2002年澳大利亞科學教師協會出臺了《全國優秀科學教師專業標準》,在國家教育改革和教育實踐中具有學術權威性,為教師入職審查和在職教師考核提供標準依據,使教師向專業化方向發展。
(3)平等的師生關系。在課堂教學中,以學生為中心,教師則負責引導學生的學習和討論,建立了平等的師生關系。倘若學生對教師的教學內容有不同的見解,他們往往會在課堂上提出,然后師生共同討論解決問題。學生極大地融入課堂,營造了良好的學習氛圍,鍛煉學生的思考與表達能力,同時也培養了他們敢于質疑敢于挑戰權威的精神。
(4)多元化的考核方式。在課堂教學過程中,教師會布置一些平時作業來培養學生查資料、寫作或團隊協作能力。3~4名學生組成一個團隊,然后組內分工合作完成平時作業,在課程展示作業成果,教師根據學生的展示內容進行打分,最后計入課程總分。期末考核方式多種多樣,閉卷考試、課程論文、課程設計、課程展示等,多元化的考核方式,提高學生學習的熱情與興趣。
(5)完善的實踐教學。澳大利亞采礦工程本科教學實驗室和實驗設備利用率高,實踐教學完善。學生通過實驗收集數據、處理數據、分析現象、得出結論并提交報告,提高學生的實踐操作能力和理論分析能力。在課程結束后,學校會安排與該課程相關的實習,理論與實踐緊密結合,加深學生對該課程的理解。
3中國采礦工程專業教學的探索優化
3.1創新教育理念
人才培養立德為先,立學為基,既要加強專業教育,注重“厚基礎、寬領域、廣適應、強能力”,也要加強思想品格教育,注重“樹理想、強意志、勇實踐、講奉獻,”。使學生具有堅定的理想信念、廣闊的眼界胸懷,扎實的專業基礎,較強的創新和實踐能力和團隊意識,更好適應未來社會的發展。同時,實行教學與科研分開的雙軌制職稱評定制度,平衡教師課程與科研時間,鼓勵教師集中精力教學,提高教學水平;利用學校優質資源,進行科研創新。
3.2優化教學方法
中國礦業大學與英國諾丁漢大學、澳大利亞昆士蘭大學、新南威爾士大學采取“3+1”或“4+1”方式聯合培養采礦工程專業學生;與澳大利亞臥龍崗大學、昆士蘭大學、新南威爾士大學、西澳大學、美國西弗吉尼亞大學等在國際采礦界有重要影響的大學合作,試辦采礦工程本科生國際班,面向全球就業。
定期邀請國外名校教授到采礦工程專業進行專業授課或者做學術報告,同時,每年選派優秀本科生和優秀教師公派出國留學澳大利亞大學,開闊師生的國際視野。
鼓勵小班教學,逐步改變以教師為中心的知識傳授型教學,開展啟發式、討論式、參與式教學,確立學生在學習中的主體地位。專業課程由傳統的“一課一師”變為“一課多師”,教授與副教授合作講課。開設由學生和教師共同選題的自主學習課程,增加學生與老師的聯系,構建多元學習模式。教師要加強與學生的聯系與交流,鼓勵學生在本科階段參與教師的課題項目研究,為學生提供更多學習的機會。同時,教師要加強對學生的英語教學,提高學生英語的聽、說、寫、交際能力;加強對學生的計算機教學,提高學生編程能力。
3.3完善培養模式
實施采礦卓越工程師計劃,培養具有寬厚的礦業領域專業基礎和人文素養,具有一定的國際視野和跨文化溝通能力、較強的創新意識和工程實踐能力的高素質專門人才。采礦卓越工程師的培養采用“4+2”的模式培養,即本科階段四年,專業碩士階段兩年,強化學生專業技能培養和實踐應用。也可以采用“2+2”的培養模式,即在本科階段,前兩年在國內接受傳統的本科教育,后兩年去國外接受開放式的創新教育,培養學生的國際視野和國際交際能力。為了選拔拔尖人才,為我國礦業系統培養中堅人才,實行“3+2+3”本碩博連讀培養模式,貫通本科三年,碩士兩年,博士三年的培養過程。卓越采礦工程師推行“三二六”教學模式,即實驗室學習、科研室研習、煤炭企業實習的“三習”教學模式,雙導師(高校導師、企業導師)合作的協同指導模式,六人一組的小組討論學習模式。
3.4加強實踐教學
改革傳統的演示型實驗教學,教師布置題目,學生分組合作設計實驗方案,在課堂上師生共同討論并完善實驗方案。學生獨立進行試驗,收集數據,處理數據,分析現象,得出結論,提交報告。增加和更新實驗設備和實驗模型,適當地增加實踐教學課時,讓學生真正的參與到實踐教學中,提高學生的實際操作能力,達到良好的教學效果。
3.5改革畢業設計
推行多種畢業設計組織形式:“大專題小設計”、“小專題大設計”和“全專題”,采取不同的實習組織形式:學生自主聯系實習單位、教師與用人單位協商、實習內容由用人單位安排,學生的安全由用人單位和指導教師共同負責,學生按實習要求提交實習報告,但實習報告需要校內教師和校外教師負責人簽字;對于少數推薦的免試研究生,可由研究生導師結合科研項目安排,直接進入課題研究,最后學生提交實習報告,實習報告上需要有研究生導師的簽字。同時,加強畢業答辯工作,增加提問時間,豐富提問內容,減少提問概念性問題,多提問理論與實踐相結合的應用型問題。
3.6加強師資隊伍
改革教師評價方法,完善教學名師評選制度,表彰工作突出的優秀教師;深化改革教師聘任制度,完善遴選制度,公開對外招聘基礎扎實、經驗豐富的教師;加強中青年教師培養和延攬高層次領軍人物,加強師資隊伍建設,提高教學水平和科研水平。
3.7完善考核方式
改變傳統的單一閉卷考核,增加課程論文、課程設計、課程展示等考核方式,同時注重對學生平時學習的考核。對于閉卷考試,出題方式要靈活多變,少出概念性問題,多出論述和簡答題,重在考核學生的理解能力。
完善實習考核體系,在實習報告的基礎上,加強學生實習過程的考核。同時,采用實習“一礦一工一師,定時輪崗”,即一個工人帶一個學生,負責該生實習環節,包括技能培訓、管理培訓、實習成果和實習實踐等,定時輪崗,讓學生盡可能的接觸現場,掌握專業知識。
4結語