论文部分内容阅读
【摘要】介绍了采矿工程专业主干课程《采矿学》教材建设背景,分析了2003年版《采矿学》教材使用效果。基于2009年版普通高等教育“十一五”国家级规划教材—《采矿学》教材建设,总结了新版《采矿学》教材的特点,在结构方面仍采用“由里向外”的编写体系,仍拓宽至非煤固体矿床开采,仍保持了地采和露采的结合。在内容方面不再包括矿山压力及其控制的内容和涉及破煤、装煤、运煤等机械设备及原理性的内容。缩短了学时和减少了字数。引入最新煤矿开采技术、科研成果、生产经验、国家技术标准、煤矿科技标准名词。介绍了教材内容变化。
【关键词】采矿学 主干课程 教材 特点 变化
【中图分类号】C43 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)03(a)-0240-02
1 《采矿学》教材建设背景
2003年前后,为拓宽采矿工程专业知识、减少专业课程学时和深化教学改革的需要,采矿工程专业主干课程由《煤矿开采学》拓宽至《采矿学》,将原来的《煤矿开采学》、《矿山压力及其控制》、《采矿系统工程》、《采煤工艺学》、《非煤固体矿床开采》、《露天开采概论》、《煤矿特殊开采》等7门专业必修课和专业指定选修课程合并[1]。与之对应,2003年1月出版了原煤炭工业部全国统编“九五”重点规划教材《采矿学》。与《煤矿开采学》教材相比,2003版《采矿学》仍以煤矿地下开采为主,从结构上增加了非煤固体矿床开采篇;在内容上,矿山压力及其控制的内容按章分散在煤矿地下开采的各章,采煤工艺篇增加了长壁工作面矿山压力显现规律和长壁工作面围岩控制两章的内容,采煤方法篇增加了回采巷道矿压显现规律及控制一章的内容,准备篇增加了准备巷道矿压显现规律及控制一章的内容。在内容上,采煤工艺篇还增加了与采煤工艺相关的机械装备内容,包括破煤、装煤原理及装备、煤的运输及装备两章的内容;特殊开采篇增加了深矿井开采、煤和瓦斯突出危险煤层的开采、煤炭地下气化、煤层气开采等四章的内容。2003版《采矿学》出版后,从2003年开始一直在中国矿业大学采矿工程专业中使用,实施教学计划时,煤矿地下开采、矿山压力及其控制、煤矿特殊开采、非煤固体矿床开采的内容分别按排教师讲授。而其他煤炭院校采矿工程专业仍使用原《煤矿开采学》,《煤矿开采学》以外的必修课和选修课选用单独的教材。
从2003版《采矿学》教材在中国矿业大学的使用情况来看,已取得了预期的教学效果,讲授的内容相对集中,课时由原来的342减少到200学时左右,在教材中实现了煤与非煤的结合,地采和露采的结合,采矿与计算机技术的结合。另一方面,使用该教材也出现了一些新的问题。一是不利于学生就业,用人单位考查学生所学课程时,一门《采矿学》课程代替多门专业课程不利于用人单位了解学生所学课程的门数和实际内容。二是矿山压力及其控制的内容不容易讲透和讲深。三是组织教学相对复杂,学生仍需要分段考试,教师仍需要分段讲授、出题和组织考试。四是与采煤工艺相关的机械装备内容与《采掘机械》和《提升与运输》课程的一部分内容相重。五是教材的内容和字数偏多。
基于2003年版《采矿学》教材的教学实践、我国采矿业近年来的发展、新形势下教学改革和国家精品课程《采矿学》建设要求[2],采矿工程专业主干课程《采矿学》教材于2005年11月审报普通高等教育“十一五”国家级规划教材,于2006年10月批准建设,由中国矿业大学(含北京校区)主编,中国矿业大学、山东科技大学、湖南科技大学、安徽理工大学、河南理工大学、西安科技大学、辽宁工程技术大学、太原理工大学、黑龙江科技学院等高校合作,23名教师参编的2009年版《采矿学》教材于2009年2月出版,编写历时2年3个月,出版后已在采矿工程专业2006级中开始使用。
2 2009年版《采矿学》教材特点
在继承2003年版《采矿学》教材方面,全书仍采用 “由里向外”的编写体系,即按采煤方法→准备方式→井田开拓→特殊开采(采动治理)的顺序编写;仍以煤矿地下开采为主,兼顾煤矿露天开采和非煤固体矿床开采,仍保持了煤与非煤固体矿床开采的结合、地采和露采的结合,在结构上仍按采煤方法、准备方式、井田开拓、特殊开采、非煤固体矿床开采和露天开采按排各篇。
2009年版《采矿学》教材的特点是:
1)不再包括矿山压力及其控制的内容
由于矿山压力及其岩层控制以矿山岩体力学为基础,以保证安全生产和正常生产、减少资源损失、改善作业条件、提高经济效益为目的,自20世纪50年代课程建立以来,在理论研究和工程实践方面已取得了长足的发展,并已形成体系。根据2004版、2008版采矿工程专业培养计划和已有的《采矿学》课程教学实践,新版《采矿学》教材不再包括矿山压力及其控制的内容,该部分的内容由《矿山压力及其控制》课程讲授。与工程和工艺相关的内容,新版《采矿学》在教材中直接引用。这有利于教学、教学按排和学生就业。
2)不再包括涉及破煤、装煤、运煤等机械设备及原理性的内容
涉及破煤、装煤、运煤等机械设备及原理性的内容由《采掘机械》、《运输机械》等课程讲授。
3)缩短了学时和减少了字数
全书由原200学时左右减少至120学时,其中煤矿地下开采的一般部分为80学时,煤矿特殊开采部分为20学时,非煤固体矿床开采为10学时,露天开采为10学时,总字数由128万减少至85.5万。
4)引入最新煤矿开采技术、科研成果和生产经验
引入6m大采高综采技术、亿吨矿区千万吨工作面开采技术、38°～49°厚煤层中水平、圆弧过渡工作面综采长壁放顶煤开采技术、普采和综采工作面采空区矸石充填技术、房柱式与长壁工作面配合的采煤技术、高产高效矿井开采技术参数。
5)引入煤矿科技标准名词、最新国家技术标准
严格按煤炭科技标准名词给出名词解释,并重新定义了原教材未定义或定义不确切的名词,如生产系统、石门、带区、井田开拓等。
按2005年-09-14国家发布的煤炭工业矿井设计规范,引入最新的矿井资源/储量分类方法、概念、规定及计算方法;引入矿井设计服务年限和开采水平计服务年限的最新规定。按2006年11版的煤矿安全规程,引入放顶煤开采技术应用的煤层最小厚度条件、采放比条件及禁止放顶煤开采的相关规定。
按2005年9月出版的煤矿作业规律编制指南,引入采煤工作面作业规程编制的内容和规定。
6)兼顾我国煤矿中小型矿井的开采
在反映高产高效矿井的开拓、准备和回采技术及发展趋势的同时,兼顾我国煤矿中小型矿井的开采实际,采深对开采影响的不同方面也有一定介绍。
3 2009年版《采矿学》教材内容变化
与2003年版《采矿学》教材相比,2009年版《采矿学》教材内容变化如下:
绪论部分增加了矿业介绍、采矿分类、中国矿业的发展及成就,补充了煤矿地下开采的特点和采煤技术的发展趋势。在第一章,增加了开采顺序的内容。
在采煤方法部分,对普采和爆破采煤工艺中的支护和处理采空区技术进行了合并,对普采与综采工艺中的滚筒采煤机进刀方式和割煤方式进行了合并。增加了薄煤层螺旋钻开采、高产高效工作面涉及长度、连续推进长度及截深的内容。增加了回采巷道分别按中线和腰线掘进的示例。按双巷布置与掘进、多巷布置与掘进、单巷布置与掘进、沿空留巷对回采巷道重新进行了分类。增加了厚煤层分层分采、不布置区段岩石集中巷的倾斜分层采煤法采区巷道布置,简化了共用上山和区段集中平巷的厚煤层倾斜分层采煤法采区巷道布置。对放顶煤采煤法的分类、顶煤的冒放性影响因素、采煤工艺过程及参数、提高采出率的途径进行了详细介绍。在急(倾)斜煤层开采部分,增加了水平、圆弧过渡工作面综采长壁放顶煤采煤法,淘汰了落后的仓储采煤法和倒台阶采煤法。
在准备方式部分,增加、补充和完善了较多的准备方式示例图,增加了近距离两层煤采区巷道联合布置示例、煤层群共用区段集中平巷采区巷道联合布置示例、近水平煤层单层准备盘区巷道布置示例、近距离煤层群无区段集中平巷的盘区石门联合布置示例,更新了采区、盘区或带区技术参数,增补了采区、盘区或带区设计程序及内容要求。
在井田开拓部分,更新了矿井资源/储量的内容,增加了矿井设计生产能力与设计服务年限关系的讨论。增加了按井筒形式不同和开采水平数目不同的开拓方式示例及井筒配置内容,涉及井筒的数目、断面、功能、装备。深入讨论了综合开拓方式和适应条件。增加了井筒和工业场地煤柱留设内容,使学生学完该部分的内容,便可完成毕业设计的一般部分。增加了我国煤矿大型矿井多井筒分区域开拓方式示例、辅助水平和开采水平大巷布置示例。对井底车场形式进行了新的分类和内容更新。在开采设计中,增加了开拓方案比较项目的内容,并较为详细地给出了示例,以便学生毕业设计应用。
在特殊开采部分,简化了开采引起的岩层移动、水力采煤法、水砂充填采煤法及“三下”开采的其他部分,对于仍处在探索阶段的煤层气开采、煤炭地下气化等内容不再编入,深矿井开采的巷道布置和开采部署分散在相应的章节中讲授,深矿井冲击地压的内容划归《矿山压力及其控制》课程,不再编入。更新了采用上行顺序开采的条件,增加了矸石充填采煤法的内容,简化了水砂充填采煤法的内容。
在非煤开采和露天开采部分,主要是简化学时和内容,保留该部分最基本的内容。
4 结语
2009年版《采矿学》教材出版前,专家进行了审稿,专家认为:新版教材按“掘”、“采”、“治”内容体系编写,符合采矿科学发展规律。采用了国家最新统一技术标准及煤炭科技名词。概括了煤矿生产和建设中的最新科研成果和实践经验。内容符合采矿工程专业教学大纲要求,可满足学生掌握专业知识和技能的要求,字数和学时匹配较好,内容表述由浅入深,循序渐进,重点和难点表述透彻,习题适中。实用性强,易启迪学生思路。2009年版《采矿学》教材最终要在教学实践过程中,由教师、学生及教学效果评价,由矿山生产现场评价。
作为国家重点学科 — 采矿工程学科支撑专业的主干课程教材和国家精品课程《采矿学》使用教材,在教学过程中不断提炼、更新和总结,使之更加符合教学规律、培养计划和教学大纲,反映采矿原理、最新采矿科技成果、国家技术标准、生产经验和实际,满足教学要求是必须的和应该的, 作为作者,更是任重而道远。
参考文献
[1] 徐永圻.采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.1.
[2] 杜计平.《采矿学》国家级精品课程建设途径与内容[J].煤炭高等教育,2008:21-23.
【关键词】采矿学 主干课程 教材 特点 变化
【中图分类号】C43 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)03(a)-0240-02
1 《采矿学》教材建设背景
2003年前后,为拓宽采矿工程专业知识、减少专业课程学时和深化教学改革的需要,采矿工程专业主干课程由《煤矿开采学》拓宽至《采矿学》,将原来的《煤矿开采学》、《矿山压力及其控制》、《采矿系统工程》、《采煤工艺学》、《非煤固体矿床开采》、《露天开采概论》、《煤矿特殊开采》等7门专业必修课和专业指定选修课程合并[1]。与之对应,2003年1月出版了原煤炭工业部全国统编“九五”重点规划教材《采矿学》。与《煤矿开采学》教材相比,2003版《采矿学》仍以煤矿地下开采为主,从结构上增加了非煤固体矿床开采篇;在内容上,矿山压力及其控制的内容按章分散在煤矿地下开采的各章,采煤工艺篇增加了长壁工作面矿山压力显现规律和长壁工作面围岩控制两章的内容,采煤方法篇增加了回采巷道矿压显现规律及控制一章的内容,准备篇增加了准备巷道矿压显现规律及控制一章的内容。在内容上,采煤工艺篇还增加了与采煤工艺相关的机械装备内容,包括破煤、装煤原理及装备、煤的运输及装备两章的内容;特殊开采篇增加了深矿井开采、煤和瓦斯突出危险煤层的开采、煤炭地下气化、煤层气开采等四章的内容。2003版《采矿学》出版后,从2003年开始一直在中国矿业大学采矿工程专业中使用,实施教学计划时,煤矿地下开采、矿山压力及其控制、煤矿特殊开采、非煤固体矿床开采的内容分别按排教师讲授。而其他煤炭院校采矿工程专业仍使用原《煤矿开采学》,《煤矿开采学》以外的必修课和选修课选用单独的教材。
从2003版《采矿学》教材在中国矿业大学的使用情况来看,已取得了预期的教学效果,讲授的内容相对集中,课时由原来的342减少到200学时左右,在教材中实现了煤与非煤的结合,地采和露采的结合,采矿与计算机技术的结合。另一方面,使用该教材也出现了一些新的问题。一是不利于学生就业,用人单位考查学生所学课程时,一门《采矿学》课程代替多门专业课程不利于用人单位了解学生所学课程的门数和实际内容。二是矿山压力及其控制的内容不容易讲透和讲深。三是组织教学相对复杂,学生仍需要分段考试,教师仍需要分段讲授、出题和组织考试。四是与采煤工艺相关的机械装备内容与《采掘机械》和《提升与运输》课程的一部分内容相重。五是教材的内容和字数偏多。
基于2003年版《采矿学》教材的教学实践、我国采矿业近年来的发展、新形势下教学改革和国家精品课程《采矿学》建设要求[2],采矿工程专业主干课程《采矿学》教材于2005年11月审报普通高等教育“十一五”国家级规划教材,于2006年10月批准建设,由中国矿业大学(含北京校区)主编,中国矿业大学、山东科技大学、湖南科技大学、安徽理工大学、河南理工大学、西安科技大学、辽宁工程技术大学、太原理工大学、黑龙江科技学院等高校合作,23名教师参编的2009年版《采矿学》教材于2009年2月出版,编写历时2年3个月,出版后已在采矿工程专业2006级中开始使用。
2 2009年版《采矿学》教材特点
在继承2003年版《采矿学》教材方面,全书仍采用 “由里向外”的编写体系,即按采煤方法→准备方式→井田开拓→特殊开采(采动治理)的顺序编写;仍以煤矿地下开采为主,兼顾煤矿露天开采和非煤固体矿床开采,仍保持了煤与非煤固体矿床开采的结合、地采和露采的结合,在结构上仍按采煤方法、准备方式、井田开拓、特殊开采、非煤固体矿床开采和露天开采按排各篇。
2009年版《采矿学》教材的特点是:
1)不再包括矿山压力及其控制的内容
由于矿山压力及其岩层控制以矿山岩体力学为基础,以保证安全生产和正常生产、减少资源损失、改善作业条件、提高经济效益为目的,自20世纪50年代课程建立以来,在理论研究和工程实践方面已取得了长足的发展,并已形成体系。根据2004版、2008版采矿工程专业培养计划和已有的《采矿学》课程教学实践,新版《采矿学》教材不再包括矿山压力及其控制的内容,该部分的内容由《矿山压力及其控制》课程讲授。与工程和工艺相关的内容,新版《采矿学》在教材中直接引用。这有利于教学、教学按排和学生就业。
2)不再包括涉及破煤、装煤、运煤等机械设备及原理性的内容
涉及破煤、装煤、运煤等机械设备及原理性的内容由《采掘机械》、《运输机械》等课程讲授。
3)缩短了学时和减少了字数
全书由原200学时左右减少至120学时,其中煤矿地下开采的一般部分为80学时,煤矿特殊开采部分为20学时,非煤固体矿床开采为10学时,露天开采为10学时,总字数由128万减少至85.5万。
4)引入最新煤矿开采技术、科研成果和生产经验
引入6m大采高综采技术、亿吨矿区千万吨工作面开采技术、38°～49°厚煤层中水平、圆弧过渡工作面综采长壁放顶煤开采技术、普采和综采工作面采空区矸石充填技术、房柱式与长壁工作面配合的采煤技术、高产高效矿井开采技术参数。
5)引入煤矿科技标准名词、最新国家技术标准
严格按煤炭科技标准名词给出名词解释,并重新定义了原教材未定义或定义不确切的名词,如生产系统、石门、带区、井田开拓等。
按2005年-09-14国家发布的煤炭工业矿井设计规范,引入最新的矿井资源/储量分类方法、概念、规定及计算方法;引入矿井设计服务年限和开采水平计服务年限的最新规定。按2006年11版的煤矿安全规程,引入放顶煤开采技术应用的煤层最小厚度条件、采放比条件及禁止放顶煤开采的相关规定。
按2005年9月出版的煤矿作业规律编制指南,引入采煤工作面作业规程编制的内容和规定。
6)兼顾我国煤矿中小型矿井的开采
在反映高产高效矿井的开拓、准备和回采技术及发展趋势的同时,兼顾我国煤矿中小型矿井的开采实际,采深对开采影响的不同方面也有一定介绍。
3 2009年版《采矿学》教材内容变化
与2003年版《采矿学》教材相比,2009年版《采矿学》教材内容变化如下:
绪论部分增加了矿业介绍、采矿分类、中国矿业的发展及成就,补充了煤矿地下开采的特点和采煤技术的发展趋势。在第一章,增加了开采顺序的内容。
在采煤方法部分,对普采和爆破采煤工艺中的支护和处理采空区技术进行了合并,对普采与综采工艺中的滚筒采煤机进刀方式和割煤方式进行了合并。增加了薄煤层螺旋钻开采、高产高效工作面涉及长度、连续推进长度及截深的内容。增加了回采巷道分别按中线和腰线掘进的示例。按双巷布置与掘进、多巷布置与掘进、单巷布置与掘进、沿空留巷对回采巷道重新进行了分类。增加了厚煤层分层分采、不布置区段岩石集中巷的倾斜分层采煤法采区巷道布置,简化了共用上山和区段集中平巷的厚煤层倾斜分层采煤法采区巷道布置。对放顶煤采煤法的分类、顶煤的冒放性影响因素、采煤工艺过程及参数、提高采出率的途径进行了详细介绍。在急(倾)斜煤层开采部分,增加了水平、圆弧过渡工作面综采长壁放顶煤采煤法,淘汰了落后的仓储采煤法和倒台阶采煤法。
在准备方式部分,增加、补充和完善了较多的准备方式示例图,增加了近距离两层煤采区巷道联合布置示例、煤层群共用区段集中平巷采区巷道联合布置示例、近水平煤层单层准备盘区巷道布置示例、近距离煤层群无区段集中平巷的盘区石门联合布置示例,更新了采区、盘区或带区技术参数,增补了采区、盘区或带区设计程序及内容要求。
在井田开拓部分,更新了矿井资源/储量的内容,增加了矿井设计生产能力与设计服务年限关系的讨论。增加了按井筒形式不同和开采水平数目不同的开拓方式示例及井筒配置内容,涉及井筒的数目、断面、功能、装备。深入讨论了综合开拓方式和适应条件。增加了井筒和工业场地煤柱留设内容,使学生学完该部分的内容,便可完成毕业设计的一般部分。增加了我国煤矿大型矿井多井筒分区域开拓方式示例、辅助水平和开采水平大巷布置示例。对井底车场形式进行了新的分类和内容更新。在开采设计中,增加了开拓方案比较项目的内容,并较为详细地给出了示例,以便学生毕业设计应用。
在特殊开采部分,简化了开采引起的岩层移动、水力采煤法、水砂充填采煤法及“三下”开采的其他部分,对于仍处在探索阶段的煤层气开采、煤炭地下气化等内容不再编入,深矿井开采的巷道布置和开采部署分散在相应的章节中讲授,深矿井冲击地压的内容划归《矿山压力及其控制》课程,不再编入。更新了采用上行顺序开采的条件,增加了矸石充填采煤法的内容,简化了水砂充填采煤法的内容。
在非煤开采和露天开采部分,主要是简化学时和内容,保留该部分最基本的内容。
4 结语
2009年版《采矿学》教材出版前,专家进行了审稿,专家认为:新版教材按“掘”、“采”、“治”内容体系编写,符合采矿科学发展规律。采用了国家最新统一技术标准及煤炭科技名词。概括了煤矿生产和建设中的最新科研成果和实践经验。内容符合采矿工程专业教学大纲要求,可满足学生掌握专业知识和技能的要求,字数和学时匹配较好,内容表述由浅入深,循序渐进,重点和难点表述透彻,习题适中。实用性强,易启迪学生思路。2009年版《采矿学》教材最终要在教学实践过程中,由教师、学生及教学效果评价,由矿山生产现场评价。
作为国家重点学科 — 采矿工程学科支撑专业的主干课程教材和国家精品课程《采矿学》使用教材,在教学过程中不断提炼、更新和总结,使之更加符合教学规律、培养计划和教学大纲,反映采矿原理、最新采矿科技成果、国家技术标准、生产经验和实际,满足教学要求是必须的和应该的, 作为作者,更是任重而道远。
参考文献
[1] 徐永圻.采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.1.
[2] 杜计平.《采矿学》国家级精品课程建设途径与内容[J].煤炭高等教育,2008:21-23.