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緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發表網為您精選了8篇采礦工程論文,愿這些內容能夠啟迪您的思維,激發您的創作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
1.1生產安全要求
隨著我國經濟地不斷地發展,人們物質生活不斷提升,人們所關注的問題從溫飽到健康,從健康又到精神需求環境追求。采礦工程的追求和發展也隨著經濟的發展不斷提升,安全的問題越來越受到重視。由于采礦業是一個高危行業,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。一些特大的危險事故中,采礦人員的傷亡數量達到百人以上,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都是家庭較為貧困的人員,如果在勘探的過程中出現了什么危險事故,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,這就導致原本貧困的家庭日子更加貧困,這從國家經濟的整體發展上很不利。所以在采礦工程中,要提高安全指數,這是采礦企業必須做到,也是發展中首要考慮到的因素,企業必須良好地履行自身地職責,在保證安全的基礎上再進一步提高開采的效率,是企業能夠實現良好發展的基礎。
1.2高強度開采需求
對采礦業來說,在能夠滿足安全開采的需求進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濟效益,也可以選擇高強度開采。采礦企業也是企業一種,所以盈利是采礦業發展的最終目的,所以保證安全性的前提下,要進一步思考如何深入發展高強度開采。
1.3可持續發展需求
要想獲得最大的經濟效益,從勞動價值生產的角度來分析,需要通過減少原材料的消耗量、降低生產成本以及提升勞動生產率才能夠得以實現。
1.4采礦方法需求
無論是什么類型的生產行業,都需要方法簡單、簡易操作且可行性強的生產方式,這樣可以有效地提升生產效率。同時,生產的成本不斷降低,生產環境適應能力不斷加強,保證生產的安全性與穩定性,隨之生產效率也會逐步提升。
2影響開采工程中采礦方法選擇的因素
2.1地質因素
礦產是地質經過礦物作用形成的埋在地下或是在地表上能夠使人類進行利用開發的礦物,這就說明礦產開采的過程中需要考慮到地質因素。一般情況下,地質因素索要考慮的主要是礦床的自身條件,其中的礦山與威嚴的物理性質、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經濟因素
企業在對項目投資之前都會做一個較為詳細的項目可行性研究策略,經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的經濟收益與經濟實力造成一定的影響,所以經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技術因素
開采的技術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,技術水平如果不能夠達到具體的開采要求,是無法滿足開采過程中的安全性和效率性。技術因素需要考慮的方面主要包括開采裝備好壞、開采技術水平、開采裝置機械化水平、開采管理水平、開采的勘探技術等等。
3結語
在未來一段時期的研究中,需要重點研究地下礦產無廢和災害控制技術,結合我國的具體情況,對地下礦產無廢開采方法、災害控制技術的綜合配套技術大力開發,并且在全國非煤礦中大力應用,促使我國開采技術水平得到顯著提升。但是這類項目有著較大的規模和較高的起點,存在著一定的難度,就需要國家主管部委積極參與進來。
一是地下礦山采場穩定性及巖層控制技術:采空區利用低廢石產出率和尾礦來充填,控制本作業過程中的安全因素。將一系列的高科技檢測技術給應用過來,比如,在地理物理檢測方面,可以很好對一些礦產進行檢測,并且還能對香瓜的一些地理情況及其存在不足的采礦產所進行分析,從另一方面來說,實驗室和專家的系統方法加以利用,也可以將相關的頂板破壞方式進行預測,結合具體情況,將頂板加固措施給應用過來,研究充填體強度受到廢石充填的影響程度。
二是地下礦山無廢開采方法及工藝技術:通過一些例子我們可以得知,我們需要在采礦的過程進行一些搬運或者爆破活動,都是沒有效益的,因此,會導致非常多的人員和資金投入進去,從而會使得極大的資源遭到浪費,而工作效率也會大打折扣。所以,我們需要對相關的廢石問題進行關注。在安全性不受影響的基礎上,優化采切工程布置,對采礦工程布置方法進行研究,從而可以使得相關的工作目標可以徹底得到實現。此外,一定要把所有的廢石不要盡量的弄出坑口,加大工作的同時也會導致環境遭到破壞,我們需要因素綜合考慮,對開采方式和工藝技術科學合理的選擇,在此技術上,對礦石的回采、運輸以及填充等問題充分考慮,對開采、搬運和運輸填充系統合理布置。
三是地下礦山廢石和尾礦混合填充料填充技術:將廢石不出坑的原則給執行下去,為了對充填體的強度進行提升,需要進行多次科學的試驗,對充填體中廢石的比例合理確定,并且結合充填料水的滲透實驗結果,對填充脫水結構進行布置設計,這樣填充脫水時間就可以得到較大程度的縮短。同時,在設計礦山工程的過程中,需要對廢石和尾礦混合充填料的充填系統合理研究,保證與廢石和尾礦充填的要求所滿足,并且將礦山生產過程中的廢石排放路徑充分納入考慮范圍,以便促使廢石不出坑真正實現于采礦生產過程中。
四是地下礦山地面沉降塌陷災害預警系統:在現代地理位置信息技術,非常重要的就是全球定位系統和地理信息系統,可以將3S技術應用到采礦作業中,這樣就可以有效判斷礦區地表塌陷區的遙感圖像,并且分析其他的一系列因素,如地質情況、采礦資料等,還可以對地下礦山采空區災害管理信息系統進行構建,監測、記錄、管理井下數據,借助于系統分析和綜合分析的方法來儲存、處理、分析和評價礦區的各項信息,以便動態反饋和調整相關信息,避免有事故出現,安全生產的目的也可以得到實現。
2結語
1.1人才培養目標
以我國社會主義現代化經濟建設和社會發展的需要為依據,以采礦工程與行業需求相結合為特色,改革專業人才培養方案,完善教材內容,改革實踐教學,提高學生自覺認識、解決問題的能力和創新能力,形成創新性教學和專業人才培養體系,培養適應于我國現代采礦技術發展的人才,為我國礦業類高校采礦工程專業人才培養模式改革起到示范和引領作用。
1.2改革的必要性
人才培養模式的改革就是要切實提高大學生的實踐能力和創新能力,全面提高采礦工程畢業生的綜合素質,為國家培養高水平專業人才,對我國人才培養事業和工程技術的發展具有重要的意義。隨著我國采礦技術的不斷發展,現代礦業對人才的要求也在不斷提高,為了培養適應國家建設需求和具有國際適應性的人才,本著以學生為本的基本教學理念,使學生的實踐能力、創新能力得到顯著提升。因此,無論是從科學發展的角度還是從適應社會的角度來講,人才培養模式的改革都是必要的。
1.3改革的可行性
礦業工程系經過近5年的建設,通過引進高層次師資力量,培養年輕教師,解決了采礦工程專業師資力量不足的問題,已經建成了一支高素質的采礦工程專業師資隊伍。他們承擔了大量國家級基礎研究課題和應用基礎研究課題,并多次獲得國家和北京市優秀教學成果獎,教學中注重能力的培養,教學質量較高,在目前和未來的教學中,力求擴大專業知識面,為采礦工程專業人才培養提供了良好的支撐。中國礦業大學(北京)經過百年建設和發展,已成為211建設和985建設的重點大學,多年來一直在招生資源方面穩步發展,生源充足。采礦工程專業是學校的龍頭專業,發展態勢良好。因此,開展人才培養模式的改革具有較好的基礎和可行性。
2人才培養模式改革的內容
采礦工程專業人才培養模式改革的重點是強化基礎與專業特色并重,注重培養學生的實踐能力和創新能力,加強實踐教學環節、創新教學環節和畢業設計環節。
2.1強化實踐教學環節
采礦工程專業本科生實踐教學環節主要包括校內實驗和校外實習兩大部分,我們正是從這兩方面著手強化采礦工程專業本科實踐教學環節。
2.1.1充分利用校內實驗教學資源,開展創新實驗教學
實驗室是學校最主要的教學資源,要強化實踐教學,首先要充分利用好這些校內實驗教學資源。我們采取了實驗室對本科生完全開放的方式,讓學生們自己走進實驗室,學習掌握儀器設備的使用和實驗方法,激發學生主動開展實驗的興趣;另外,我們還為學生配備了專業的實驗指導教師,通過指導教師的引導和鼓勵,可以不斷激發學生的創新潛能,動手進行有關創新思想的實驗。在這樣的創新實驗環境中,學生們得到了鍛煉和成長,他們的作品多次獲得全國大學生實踐作品大賽的獎勵。
2.1.2發展校外實習基地,保障校外實習效果
采礦工程專業校外實習主要存在兩方面的問題:一方面,由于學生實習對現場生產或多或少的產生了一定的影響,生產單位一般不愿意接待學生實習;另一方面,不是任何一座礦井都能適合進行校外實習,學生校外實習的礦井必需具備必要的規范要求,才能滿足校外實習的需要。建設一些設備和設施齊全、制度規范的實習基地是完成校外實習任務,實現實踐教學目標的基本保障。學校多年來一直努力與煤礦企業聯合,建立專門為學生實習服務的校外實習基地,目前已經建成了開灤、冀中、晉城等多個現場實習基地,滿足了學生現場實踐的需要。
2.2加強創新能力培養
創新教學環節是培養本科生創新能力的重要環節,原來作為本科生的選修科目,學生覆蓋率約為20%~30%。為了加強學生創新能力培養,學校專門就本科生培養方案進行了針對性修訂,增加了創新教學環節的必修內容與選修內容。必修內容包括:科研導論課、科研選題訓練和大學生創新訓練項目;選修內容包括:研究性實驗項目、大學生學科競賽、發表學術論文和科技創新與發明等。創新教學環節設置具有以下要求。
2.2.1科研創新訓練全覆蓋
所有在校本科生全部參加科研創新訓練,完成必修內容和6學分的選修內容。必修內容的安排是:第2學期學習科研導論課,第3學期完成科研選題訓練,第4~7學期完成大學生創新訓練項目。大學生創新訓練項目分為教育部、北京市和學校三個等級,由學生自由申請,擇優安排。選修內容由學生選擇參加研究性實驗項目、大學生學科競賽、發表學術論文和科技創新與發明等,在校期間必須完成6學分以上的選修內容。
2.2.2學院為本科生安排指導教師
學生通過了解教師的主要研究領域與方向來選擇指導教師,學院在學生報名的基礎上為本科生安排指導教師。專業老師的指導為本科生取得豐富的創新成果提供了強有力的保障,學生們和獲得各種獎勵的數量有了大幅度的增加。
2.3提高畢業設計質量
畢業設計是采礦工程專業人才培養的又一個非常關鍵的環節,為了進一步提高采礦工程本科畢業設計的質量,我們重點做了以下幾方面的工作。
2.3.1調動學生的主動性
畢業設計總體工作量大,經歷的時間長,學生們容易產生畏難情緒,因而在設計中難以主動地去認真做好設計,而是把設計當作一項任務被動地去完成,這樣就很難保證畢業設計的整體質量。我們鼓勵學生要把畢業設計當作自己一件心愛的作品去大膽創作,調動他們的主動性、積極性,發揮他們的主觀能動作用,全身心投入到自己作品的創作之中,取得了較為理想的效果。
2.3.2提高教師的指導水平
我們非常注重教師在畢業設計中的指導作用,經常組織畢業設計指導教師一起學習和交流畢業設計指導過程中的心得和體會,找出各自在指導設計中存在的問題和不足,不斷提高教師的畢業設計指導水平,進而通過教師給學生的指導帶來更多正面的影響。
2.3.3定期檢查設計進度
由于畢業設計持續的時間較長,容易產生設計進度方面的問題,因此進行設計進度的定期檢查非常重要。我們嚴格按照畢業設計大綱的進度要求,進行每一階段的設計進度檢查,對于進度滯后的學生限期完成,并取消其申報優秀畢業設計的資格。
2.3.4嚴把畢業設計答辯關
學生完成畢業設計之后,學校組織學生進行畢業設計答辯。畢業設計答辯是學生畢業設計成果的綜合體現,答辯委員會嚴格按照畢業設計大綱的要求,嚴把畢業設計質量關,對于沒有達到大綱要求的畢業設計堅決不予通過,保證了學生畢業設計的質量。
3人才培養模式改革的特色
3.1實驗室對本科生完全開放
由于實驗室對本科生完全開放,使1、2年級的本科生對基礎知識的學習有充分的認識,使基礎理論的學習扎實,并與后續的專業知識能夠融會貫通;使3、4年級本科生參與到科研項目的實驗研究,提高實踐能力和對專業知識的理解。
3.2強化實習教學環節
加強課堂上的教學與實踐教學相結合,制訂切實可行的實習計劃,并指派業務精湛的實習教師隨學生到現場,保證實習環節的落實。在實習過程中,由生產一線人員帶隊深入現場,了解生產過程,同時由現場人員開設講座,加深學生對所學知識的理解。
3.3創新教學環節全覆蓋
所有的本科生都參加創新環節的訓練,激發了學生的創新熱情。通過安排本科生創新指導教師,使得學生的創新活動得到了老師的悉心指導,為創新能力的培養提供了強有力的保障。
3.4提高畢業設計與工程應用的結合程度
目前中國礦業大學(北京)采礦工程專業畢業設計水平居全國前列,但仍存在設計觀念落后于工程實踐的缺陷,通過此次培養模式的改革,提高了畢業設計與實踐的整體結合水平。
4結語
(1)建立完善的井下測量控制體系,全面掌握井下的開采情況;(2)考察地表環境的現狀,進行礦區地面生產系統、土建等范圍的測量,以及井下各種工程的施工測量和竣工驗收的測量,完善開采計劃;(3)地表上建立觀測站,進行巖層及地表移動的觀測,有效控制采礦對地表的影響,避免出現地面斷層而危及人員生命安全;(4)測繪和編制地形圖、采掘工程圖、礦體幾何圖等,參加采礦計劃的編制,跟進采礦進度,對礦業生產情況進行實時監督和檢查;(5)及時記錄礦區的巖層及地表變化,并對方案進行實時適當修改;(6)對井下環境及時填圖,保障礦井的生產安全;(7)預測礦區中的各種事故,并采取相應對策;(8)對主巷道的定向與測量、井下巷道貫通、巷道的經緯度等作出測量并做好記錄,對其周邊存在的礦井進行繪制填圖。
2測量工作的重要作用
2.1為井下開采工程的設計方案提供依據
采礦企業在采礦前,需要對礦區的地質進行勘測,以充分掌握礦藏的存在狀態以及開采的環境等,進而保證設計方案的有效開展。井下測量工作主要測定礦藏的儲量、質量和存在條件,礦藏的儲量將直接影響到設計方案對開采范圍的限定,進而直接影響到礦井的生產能力和企業的經濟效益。而礦藏的質量將影響到企業的銷路,因國家與各商家對于不同質量的礦藏,其接受要求不同,因此,對礦藏質量的勘測將直接影響到企業的根本利益。另外,礦藏的存在條件是開采過程中最為重要的方面,主要工作內容包括對礦藏所在層次及結構、內部與外部環境等的勘測,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
礦產的開采過程,也就是企業的正式投入生產階段,為了保障礦藏的生產可以按照計劃實施,并使其得以有效利用,這就要求測量人員能夠實時測量井下的開采過程,及時填充井下的平面圖和剖面圖,并對開采計劃進行相應修改,對月計劃、季度計劃、年計劃生產進行相應調整,進而保證礦井的生產能力。若一味追求生產產量而忽視施工環境,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,影響企業的經營模式,形成混亂的企業經營管理現狀,使相關領導失去對“三量”的掌控力度,甚至出現開采滯后的現象,嚴重影響礦產的安全生產和正常開采。同時,對井下開采情況進行及時測量和填充,可保證開采工程的有序發展,進而保證井下開采的安全和礦藏的質量。
2.3為井下開采工程提供有效監督
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:首先規定礦藏開采的數量,并在實際生產中,務必按計劃開采,不能隨意丟放礦藏,同時及時上報礦藏的開采情況,進而確定開采的進度是否同原有計劃一致,其服務年限是否得到相應保證,此類工作均需要專業的井下測量人員對開采情況進行實時勘測,并及時填土,避免出現濫挖濫采的狀況,為井下開采工作提供有效監督,實時掌握井下開采情況,有計劃的進行礦藏開采,掌握回采率,避免礦產資源浪費,提高礦藏利用率,保證礦藏的安全順利生產。
2.4為井下開采工程提供適時指導
礦藏的開采受數量上的限制,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,以維持礦業企業的正常運行。鑒于此,若要保證礦藏的持續生產,需按照生產計劃來實施,在井下開采過程中,相關測量人員需及時跟進生產進度,并為井下開采工作提供及時指導。同時,礦井中對于礦藏的運輸,通常是有專門的運輸巷道,然而對于其運輸設備是否完善、施工方向是否準確等,均需要井下測量人員對其進行測量與檢查。若在井下開采過程中,缺乏測量人員的適時指導,導致施工人員盲目挖掘,同時缺乏對地質情況的了解和事故的處理經驗,將制約著開采工作的順利開展,甚至危及人員生命安全。
3井下測量工作的工作內容
科學技術是第一生產力,安全生產是提高企業經濟效益的重要保障。采礦工程本身具有一定的安全隱患,加上一些意外情況的發生,使采礦工程中安全事故發生率比較高,因此在采礦工程過程中應用安全性原則是十分必要的,具有十分重要的現實意義。那么,什么是安全性原則呢?安全性原則,簡單來說,就是各項活動包括安全活動中對于客觀存在著的安全問題所要堅持的規范。
1.安全性原則的運用可以促進采礦企業的經濟發展。
在采礦工程中重視安全生產,把安全性原則落實到采礦技術、采礦工藝、提高工作人員安全素質、運用先進的安全設備等方面,不僅可以提高采礦質量,而且可以減少安全事故的發生,為企業帶來更多的經濟效益和社會效益,實現雙贏目標。
2.安全性原則的運用可以促進其他行業的經濟發展,從而促進國民經濟進一步發展。
采礦堅持安全性原則不僅可以提高采礦企業的經濟效益,而且可以為其他工業提供優質的礦石,促進其他工業的進一步發展。
3.安全性原則的運用可以促進社會的和諧發展。
近年來煤礦采礦安全事故頻發,事故處理糾紛問題一直不斷,給社會增加了負能量,不利于社會的和諧發展。因此采礦工程活動要改變以往的忽視安全謀求利潤的模式,改用安全與經濟并重的生產模式,在采礦工程過程中認真貫徹落實安全性原則,把安全事故發生率減到最低。同時如果發生安全事故,要妥善處理事故,用法律保障受害者及其家屬得到合理補償,促進社會的和諧發展。收稿日期:2014-06-16作者簡介:吳開洪(1969-),男,畢業于湘潭礦業學院采礦工程專業,工程師,現任云南東源昭通煤業有限公司總經理。總之,在采礦工程中堅持安全性原則,把安全問題的處理措施落實到采礦活動過程中,不僅可以促進采礦企業的經濟發展,而且可以促進社會經濟的健康發展,讓社會更加和諧穩定發展。
二、安全性原則在采礦工程過程中的應用
對采礦工程來說,安全性原則的應用可以體現在安全施工技術、安全生產規章制度、現代計算機應用、工作人員的專業素質等多個方面。
(一)采礦安全施工技術的應用
采礦工程難度大,涉及技術比較多,因此要加強采礦技術的開發和利用,有效防范安全事故的發生。
(1)提高采礦工程技術。
采礦工程具有專業性強、危險系數高等特點,要積極吸引或引進采礦專業技術強的綜合性人才,并鼓勵其進行技術創新和理論研究,不斷更新采礦技術,為采礦工程服務。同時要加強工程技術人員培訓,給其充足的發展空間。此外,國家要加大對采礦現場的安全基礎設施建設,如采礦交通運輸(主要是公路建設)、能源開發(如水電設施建設等),為采礦工程施工創造良好的物質基礎。
(2)在采礦前,要進行技術交底。
組織相關人員對工程設計圖紙進行學習和研究,要熟悉掌握施工設計圖紙中的施工重點、關鍵工藝、施工參數等,編制安全施工說明書,并嚴格執行。同時要做好物資采購工作,根據采礦工程施工設計選購材料,嚴格把控材料質量關,并經驗收合格后方可進入施工現場。此外,要根據采礦工程施工現場具體情況選擇適合的施工設備和施工工藝。
(3)嚴格按照施工技術標準完成施工任務。
如某采礦工程在進行鑿巖爆破施工時,選用Boomer281液壓鑿巖臺車、乳化炸藥配段發塑料導爆爆管進行鑿巖爆破,且按照爆破參數完成工作,其中,炮眼深度3.0~3.2m,爆破進尺2.5~3m等,根據采礦工程實際情況確定相關參數。此外,要提高施工人員環境保護意識,在采礦時盡量不破壞自然環境,讓礦區與生態環境和諧共處。
(二)建立健全安全生產規章制度
安全生產規章制度能夠有效約束和規范人們的行為,要建立健全安全生產規章制度,使采礦工程活動有章可依。風門至少要建立2座風門,間距大于運輸工具的長度,以便一座風門開啟時,另一座風門是關閉的。風門分為普通風門和自動風門兩類。自動風門是借助各種動力來開啟與關閉的一種風門,自動風門中有機械傳動式、電氣傳動式、氣動式和水動式等。(三)控制風流設施控制風流的設施主要有調節風窗。調節風窗是在風門或擋風墻上方,開設一個面積可調節的矩形小窗口,移動窗板的位置可調節窗口的面積大小,從而改變巷道通過的風量,達到調節風量的目的。
三、煤礦通風與安全技術應用的有關建議
(一)注意選擇巷道貫通的地點
巷道貫通的地點盡量選在危險性小的地區,當面尤其是在瓦斯隱患突出的礦井,巷道要選擇無危險或者危險性小的地區作為巷道貫通地點,巷道選擇的不合理極易引起卡鉆、頂鉆的情況,極大增加了安全隱患。此外,進回風系統之間盡量不要設置巷道貫通點,因為,一旦選擇在這,而且沒有行之有效的控風措施,容易造成風流改變,加劇消極影響。
(二)有效的控風措施
1.加強巷道貫通處的局部通風管理
巷道貫通時,掘進的方向只能選擇一個,其他其余要保持正常的通風狀態,對于局部通風要實行定期檢查制度,通過檢查來判定安全情況以及瓦斯濃度,要做到回風巷中瓦斯濃度低于1%,局部通風系統要保障巷道的風速、風流情況符合標準,嚴禁出現循環風等不合理的通風情況。尤其是隱患嚴重的煤礦中,為保障巷需通風系統的順利運行,傾斜巷道與上部的平巷道需要預留出至少5m的超前距離。
2.貫通時采取有效的控風措施
在通風系統貫通前后要進行必要的調整和檢測,一旦出現進回風系統之間設置巷道貫通點時要立刻根據現場情況進行及時調整,減少兩側空氣壓差,減少兩側空氣壓差,然后在貫通的兩個方向設置好風門,貫通時關閉風門,等到放炮貫通之后再進行一遍通風系統的檢測和調整。礦井中通風系統越復雜,在進行巷道貫通時風流越不容易控制,貫通后的各個巷道中的通風情況很難得到準確的數據、因此特別強調加強通風管理和安全技術的應用,避免循環風和串聯風的產生。
3.加強通風瓦斯系統的監測與管理
對于煤礦挖掘區域的瓦斯濃度情況要進行實時監測,對于每個監測地點的瓦斯濃度都要及時匯報。一旦監測到異常情況,要立刻上報,并對監測數據進行研究分析,確定主監控地區,將危險性降低到最低。
四、結語
近十年來,煤炭工業形勢發展迅猛,至2012年全國煤炭總產量超過36億噸,躍居世界第一位。一批地方高校為適應煤炭工業的發展人才培養的需求,從而增設了采礦工程專業。地方高校采礦工程專業的設立時間通常較晚,各種資源與省部級高校、原煤炭部下屬的煤炭類高校相比相差甚遠。但是地方高校采礦專業是適應現代煤炭工業高速發展的需要設立的,為地方煤炭工業的發展提供專業技術人才,服務地方經濟做出重要貢獻,所以支持和發展地方高校采礦工程專業的意義非常明顯。生產實習作為采礦專業實踐教學的一個重要環節,是讓采礦學生加深和鞏固理論知識,理論聯系實際、全面了解礦山的重要步驟。然而由于地方高校自身的特點,采礦專業的生產遇到了比其他類高校給為突出的問題與難題。
(二)地方高校采礦工程專業學生實習的現狀與難題
1.聯系實習非常困難
以六盤水師范學院為例,學院地處貴州西部,這里有大量的煤炭資源,同時聚集多家煤炭企業,有國有、地方及私人煤礦。但是國有煤礦及大型地方煤炭企業,考慮實習不能給企業帶來效益,可能對礦山正常生產產生影響,而且十分擔憂學生實習期間的安全問題,往往拒絕學院學生到其煤礦進行生產實習。與其發生對比的是,中小型煤礦,尤其是私人煤礦,這些企業非常歡迎采礦工程專業學生到企業去實習。然而中小煤礦的安全管理比較差,井下環境比國有煤礦惡劣,比如巷道低矮,頂板支護不好等。鑒于安全考慮,學校又擔心學生的安全問題,通常不會選擇這些煤礦。
2.實習內容與實綱脫節
目前地方高校采礦工程設置的生產實綱與生產實習指導書內容豐富,甚至超過了原老牌煤校的內容。但是這幾年從全國煤炭類高校生產實習的統計情況看,生產實都是不能完成實習指導書內所規定的內容。地方高校進行生產實習時,更是無法掌握實習過程,只能聽從煤礦企業安排,下幾次井,簡單參觀一下,實習指導書規定的內容大都不能實現。這樣生產實綱和生產實習指導書就流于形式,已經不符合當前的實際。
3.實習經費緊張
目前各個院校執行的實習經費標準大都是十年前的標準,甚至更早。實習經費標準過低,已經與現代經濟社會脫節,亟需提高標準。地方高校在制定的實習經費標準要比煤炭類高校的實習經費低。并且地方類高校中設置采礦專業帶隊老師的補助標準過低,在有的地方類高校中,每天補助只有30元,而且伙食等不能從實習經費中支列,往往造成帶隊老師需要貼錢來帶實習,嚴重挫傷了帶隊老師的積極性。
4.安全責任問題
實習期間學生的安全問題是學校最為關注的,帶隊老師所擔負的責任也是巨大的。主要有兩個安全問題:一是學生在往返實習單位的路途上的安全問題;二是學生在煤礦企業實習過程的安全問題,尤其是在井下的安全。目前采礦專業實習,一名老師要負責15名以上學生。煤礦地處偏遠,交通安全和在煤礦的安全讓帶隊老師有很大壓力,往往很多事情不敢去做,會間接影響到實習效果。
5.實習審批管理制度
地方類高校采礦工程專業是新設置的。主管及分管實習的領導往往不是地礦類專業,不很了解生產實習目前所遇到的困難。在申報實習計劃時,主管領導往往不會支持,實習計劃審批后再進行實習借款和實習銷賬時,有些的確是實習需要的支出卻不能支出,嚴重阻礙生產實習的進展。
二、地方高校采礦專業生產實習的探索
1.建立訂單模式培養
聯合較大規模的煤企,進行訂單式的培養。學生在入學前即與煤礦簽訂協議,企業為學生支付學費,學生畢業后到其企業工作。建立這樣穩固的關系后,地方高校為煤炭企業提供專業人才,學生到其煤炭企業生產實習就順理成章,實習效果明顯提高。
2.建立校企合作機制
針對聯系實習困難的問題,可以從學校申請地方政府、省政府及中央相關部門,牽頭高校和大中型煤礦集團公司,建立穩定有效的實習合作單位,建成穩定長期的實習合作關系。學生在煤礦企業中的安全責任的劃分由政府出臺相關文件來減輕企業的壓力。
3.修改實綱及計劃
根據高校的自身情況,結合煤礦企業的實際情況,因地制宜的修改實綱,使學生實習真正的能學到一些工程實踐知識,避免只是在煤礦簡單的參觀,走馬觀花。
4.引入虛擬礦山技術
在有條件的高校,建設重點實驗室時,考慮建立虛擬礦山實驗室。應用多媒體技術,能展現礦山的實際情況,尤其是井下的重點位置,包括開拓系統、采掘工作面、井底車場等等,能夠逼真的反應出來。讓學生在實驗室即可獲知井下真實的情況。這樣學生不必去實際的礦山即可達到較好的實習效果,避免了聯系實習困難,學生安全問題等許多棘手的難題。
5.提高實習經費預算
目前各個院校執行的實習經費標準大都是十年前的標準,隨著國家經濟增長,經濟社會的發展,實習經費的預算也應當相應的增長。
6.建立學生實習保險
針對目前學生在煤礦實習的具體風險,聯合保險公司成立相關的險種,進行試點運行,試點成功后進行推廣,保險費用從實習經費中支列,這樣不僅減輕了學生發生安全問題時候的個人負擔,而且也減輕了學校的負擔。同時,也規避了煤礦的風險,讓煤炭企業愿意接受生產實習。
三、結束語
安徽理工大學采礦工程學科充分認識到實驗教學在培養學生實踐能力和創新能力方面具有的重要作用,為此,嚴格按照專業培養計劃,建立了利于培養學生實踐能力與創新能力的實驗教學體制,組建成立了多個省部重點實驗室、研究中心、大學生創新實踐基地等,為學生開展課外科技創新實踐活動提供了一個良好的軟硬件環境,逐漸形成了圍繞培養學生實踐動手能力和創造思維構建采礦工程專業實驗課程體系,建立完整的實驗教學質量保障體系。然而,由于目前普遍以“厚基礎、寬口徑”為辦學指導思想,加之教學內容更新慢、教學方法模式化、教學環境單一等因素的制約,致使采礦工程學科實驗教學過程尚存在一些問題與不足,如:
(1)投資大,運行成本高。采礦工程學科,建設一個系統完備的專業實驗室,至少需要花費數百萬。此外,實驗過程中的能源、物料及不可避免的儀器設備的損壞消耗巨大。
(2)運行效率低、總體利用率不高。實驗設備通常是按照預先設計的實驗目的購置的,能夠支持的實驗內容比較單一,同時受益學生有限,而且在2次實驗之間,處于閑置狀態,總體利用率相對較低。
(3)教學形式相對單一,缺乏完善的統籌與安排,計劃性不強,針對性較弱,不能充分調動學生的積極主動性。
(4)實驗資源不足,不能滿足廣大學生的實際需求,在很大程度上抑制了學生參與實驗教學活動的積極性和主觀能動性。
(5)現有模型陳舊、展示手段單一、更新效率低,阻礙了采礦工程專業學生實踐創新能力的培養。
2基于虛擬礦井建設的采礦工程學科實驗教學方法的提出
采礦工程專業教學的首要任務是培養學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,由于缺乏現場認識,學生們難以想出書本上呆板圖形所要表達的礦山巷道形狀、結構特征及其相互之間的空間關系。如果能夠利用近年來迅速發展起來的虛擬樣機技術構建一個“五臟俱全”的礦井生產環境,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生的感官神經,可以極大地吸引學生的注意力、提高實驗教學效率。同時,通過三維游覽和興趣驅動的游戲模式表達出傳統教學手段無法描述的現象和規律,使學生從不同角度觀察各種井巷、硐室等的結構形狀和空間位置關系,而且還可以針對不同的教學內容和教學目的,帶領學生在虛擬生產礦井中游覽每個井筒、巷道和硐室,使學生身臨其境、切身感悟,不僅可以大大增強學生對抽象事物的感受能力,而且還能有效激發學生的學習興趣,促使學生充分發揮主觀能動性,達到一個良好的教學效果。基于此,本文綜合利用虛擬現實技術、仿真技術、計算機圖形圖像技術等生成逼真的“虛擬礦井建設”實驗場景,按照采礦工程專業畢業生在從事工作后的實際晉升途徑,分別設計出工作崗位角色和工作任務,并配備必要的設備、儀器和工具,讓同學們在虛擬情境中完成自己未來崗位的工作任務,并獲得晉升及獎勵,促使學生進行更深層次的實踐動手操作。不僅可以提高學生的實驗積極性,而且可以得到許多在常規實驗中難以實現的效果和實驗現象。
3基于虛擬礦井建設的采礦工程學科實驗教學方法的構建
通過構建基于興趣和任務驅動的囊括礦井工業廣場、完整地面生產系統、井筒及提升運輸設備、井底車場(包括中央變電所、水泵房、水倉、煤倉、轉載硐室、炸藥庫、充電硐室等)、測風站、掘進工作面(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的實驗場景,不僅可以形成獨特的實驗教學體系,而且能夠讓學生對煤礦生產各系統、各環節進行掌握和實踐操作,便于激發他們奮發向上的精神和珍惜熱愛生活的態度。具體構建方法為。
(1)分析當代大學生的求新、求異、個性化的需求,探討一種新型的基于興趣驅動的采礦工程學科虛擬實驗方法,讓學生在虛擬的“礦井建設”環境下完成自己的專業實踐訓練,通過構建興趣驅動的游戲般的實驗環境,使互動媒體實驗教學與課堂理論教學相統一。
(2)總結分析我國現有虛擬實驗在硬件裝備、軟件配置等方面的現狀,收集整理學生、實驗教師等對虛擬實驗教學的評價,明確采礦工程專業學科“虛擬礦井建設”實驗可行性;
(3)綜合利用虛擬現實技術、仿真技術、計算機圖形、圖像技術等虛擬現實技術構建采礦工程學科實驗教學場景實現方法。
(4)基于虛擬礦井建設的實驗教學體系建設,主要內容包括。
①人物角色設計及其晉升體系:以大學生畢業后從事礦業生產工作的實際職稱系列或管理系列為依據設定相應的角色。
②角色任務分配及獎懲辦法;根據采礦工程行業各職稱系列人員所從事的具體工作內容設計出虛擬礦井建設過程中各角色的任務。通過本部分內容的學習,可使學生們明確自己以后的實際工作內容和所需要的專業知識,進而明確大學期間需要掌握的專業知識。
③實驗道具設計,即虛擬礦井建設所需的設備、儀器、系統及工具等,使學生們掌握采礦生產過程中的設備配套、功能原理及其操作方法,并加深相關作業的工藝過程和關鍵環節控制等專業知識。
④角色身份及相關裝備的獲取途徑及條件設計:基于現有職稱晉升標準,制定出虛擬礦井建設中各角色任務的晉升條件,使學生們對于自己未來的成長方式有個大致的了解,從而準確把握大學期間的任務和目標。
⑤基于計算機虛擬現實技術,生成逼真的實驗情境,使學生在該情境中借助必要的道具對實驗對象進行操作,實現“虛擬身份”的真實體驗。
4結語
1.以服務地方經濟、滿足社會需求為基本方向。貴州工程應用技術學院,位于貴州省畢節市。該地煤炭資源豐富,是國家規劃的13個大型煤炭基地之一———云貴煤炭基地的重要組成部分,是西電東送的主戰場。隨著貴州省“工業強省”和畢節市“工業強市”戰略的實施,煤礦資源的采掘和利用對促進畢節市的經濟、社會發展有著舉足輕重的作用。然而,我國礦業類院校主要集中在北方,由于地理環境惡劣,極少數畢業生選擇西部落后地區就業,這些原因導致畢節市采礦工程專業人才嚴重短缺。作為畢節市唯一一所本科院校———貴州工程應用技術學院本著為地方經濟發展服務的宗旨,從2008起就開設了采礦工程專業,為畢節市乃至貴州省培養輸送了大批的采礦工程專業技術人員,從而為地區煤炭實業發展提供了專業技術人才保障。
2.有利于貴州工程應用技術學院轉型期學科建設發展。貴州工程應用技術學院進入由師范專業培養為主轉變為以工科專業為主的應用型技術人才培養的轉型期,學科建設的效果直接影響到學校轉型成敗,學科建設既要考慮服務地方經濟社會發展,又要兼顧自身的發展。學校以培養為地方經濟社會發展服務的應用型人才為出發點,充分結合地方礦產資源,全面掌握地方所需人才,整合校內資源,開設采礦工程專業。采礦工程專業人才是地方經濟發展中的緊缺人才,學生畢業后可以直接服務于地方礦山企業,解決人才匱乏難題。所以,注重人才培養質量至關重要。因此,改革采礦工程專業的培養模式及教學方案也是學校轉型期內學科建設的重要內容,作為學校重點打造的工科專業,采礦工程專業在轉型期內改革發展的好壞直接影響整個學校轉型的成敗。
二、地方新建本科院校采礦工程專業人才培養存在的問題
不同的地方院校由于辦學歷史、地理位置、辦學定位及學科發展等存在較大差異,所以,在不同時期各院校的不同專業發展狀況也千差萬別,在人才培養過程中的問題也千奇百怪,只有充分認識到人才培養中存在的問題,才能有針對性地解決。現將貴州工程應用技術學院采礦工程專業人才培養存在的問題進行剖析,其問題主要體現在以下幾點。
1.辦學思想落后。從專科階段到本科階段是實現辦學層次的跨越,師范教育和工科專業要實現學科的轉變,所以,在此階段必須更新原有的陳舊的辦學思想,明確什么是本科教育,領悟不同學科間的辦學特點,摒棄阻礙新建本科院校發展的落后思想,做到思路清晰、思想先進,塑造學校迅速發展的思想靈魂,做到為學生負責,為社會負責。否則,陳舊的思想會束縛學科建設乃至學校的發展。
2.師資隊伍無法滿足培養應用型人才要求。教師作為教學過程中的組織實施者,應用性本科院校教師個人的能力和講授的教學內容應該體現較強的行業性和實踐性。然而,貴州工程應用技術學院開辦采礦工程專業時間較短,高學歷和高職稱教師較少,師生比偏低,加之學緣結構不夠合理,缺乏學術思想的相互交融。
3.教學內容陳舊。教學過程中,教學內容主要來源于教材,盡管教材都選用國家的規劃教材,北方煤礦開采歷史較長,開設采礦工程專業的高校大部分集中在北方,所以,目前使用的教材基本屬于北方礦業院校教師編著,因此,教學內容主要以北方大型礦井水文地質條件和開采條件為背景,且內容陳舊,與貴州省煤礦水文地質條件和開采條件差別較大,理論知識與現場應用間的轉化難度更大。
4.實踐教學薄弱。采礦工程專業作為工科專業,具有很強的工程實踐性,培養過程中要求學生在校期間掌握理論知識外,必須通過實踐教學使理論與現場實際相結合,較好的實踐教學環節可以促進學生對專業知識理解和掌握。采礦工程專業實踐教學體系包括設計課程設計、課程實驗、實習等環節。大部分地方本科院校采礦工程專業校外實習時,企業因考慮到安全、生產等方面的問題,不是很積極地接受學生到現場實習,形成了實習以參觀為主,實習時間和質量得不到保證。
三、對策分析
1.更新教育思想,增強社會服務意識。要站在從生存與發展的戰略高度,強化服務地方經濟社會發展的意識,保持高度的責任感,應有憂患意識。充分認識轉型對學校的重要性,真正從思想上去辦學,人才培養應與地方經濟社會發展緊密結合,一旦與地方經濟社會需求脫軌,將危害學生利益,也將得不到地方政府的重視,最終將影響學校的健康發展。此外,服務應是主動的、多方位的,比如在辦好全日制學歷教育為地方經濟社會發展提供合格人才的同時,可以開設地方經濟社會發展急需的非學歷社會技能培訓和成人教育等。
2.加大師資隊伍建設力度。師資隊伍建設是地方高校轉型期面臨的一項重要工作。新時期地方高校應注重改善師資隊伍結構、提高師資隊伍業務水平,應改變原有的只重視數量忽視質量的觀念。一方面,可以充分發掘自身優勢,增強對人才的吸引力,招聘較優秀的人才充實師資隊伍,并創造良好的工作環境,更好地穩定師資隊伍,減少人才流失現象;另一方面,可以采用培訓等多種形式提升教師業務水平,實地實訓提高實踐教學能力。
3.合理選擇教材并及時更新教學內容。地方院校學生主要來源于本地區,畢業生主要服務于地方經濟社會發展需要,所學知識與身邊所見所聞越貼切,學生越容易接受,理論與實踐轉化時也相對容易。教材應盡可能選用與本地煤礦水文地質條件和開采條件更吻合的規劃教材,使學生能較好地將理論知識與校內各類實習內容相統一,達到更好的人才培養效果。現有教材無法滿足要求時,應積極組織兄弟院校及礦山企業編著以本地水文地質資料為背景的教材。