新工科背景下短视频在矿业类课程教学中的应用

在目前新工科建设背景下,为解决矿业类课程传统教学方式空洞、枯燥等弊端,将短视频融入课堂教学过程,通过矿业课程特点、短视频特征及短视频在矿业类课程中应用可行性分析,基于ADDIE模型和ARCS模型探索构建矿业类课程的教学模型,通过短视频教学应用实例及分析展示短视频在课堂中的应用,利用短视频提高课堂教学质量,为进一步推动矿业类专业人才培养的改革创新具有积极的作用。

基于OBE理念的采矿工程专业“测量学”教学改革

在新工科和工程教育认证背景下,进一步提高采矿工程专业学生在“测量学”课程学习中的效果,基于OBE理念,以学习效果为导向,提出了重构教学模式内容、提升实践教学效果、优化考核考查方式的教学改革思路,将课程培养目标、毕业要求与学生的学习效果有机联系起来,实现教学目标和教学过程的有机联动,有效提升了学生的学习效果。实践证明,通过对学生学习效果的评估以及学生的反馈意见来看,系列改革措施是行之有效的。

新工科背景下以模型制作与学科竞赛为驱动的教学模式改革探索——以贵州大学采矿工程专业为例

在新工科建设和发展的背景下,本文针对采矿工程在传统教学中存在的教学方法与培养目标不匹配、教学内容与实践应用不配套、专业教育与思政教育相分离等问题,以贵州大学矿业学院采矿工程专业为例,将模型制作与学科竞赛作为驱动力,进行采矿工程专业课程模型化的教学改革与实践,形成了以模型制作与学科竞赛为驱动的教学模式,极大地激发了学生的学习效率和积极性,改革经验具有重要的现实意义。

双一流背景下矿业类课程思政教学内容设计与思考

在“双一流”建设背景下,将思政教学与课程教学有机融合是落实“立德树人”根本任务的必由之路。为落实课程思政教育,笔者以矿业类课程为例,基于矿业类课程的教学特点,开展了课程思政教学内容设计,根据目前课程思政教学中存在的问题,充分挖掘课程思政元素,提出相应的改革方案。笔者的研究有利于新时代优秀矿业人才的培养,能为建设一流学科提供重要的参考。

煤矿智能化掘进关键技术研究

介绍了近年来煤矿巷道掘进主要技术(悬臂式掘进机综掘技术、连续采煤机掘进技术及掘锚一体化掘进技术)的研究成果,分析了这3种主要巷道掘进技术在我国的适用性及推广价值,指出:(1)悬臂式掘进机综掘技术仅能“前掘后锚”,掘进与支护的过程不能同时进行,限制了掘进效率。(2)连续采煤机掘进技术仅可在近水平煤层条件下进行,且对顶板的稳定程度有一定要求,适用性不强。(3)掘锚一体化掘进技术仅适用于巷道断面大的单巷快速掘进,所用到的掘锚一体机机身大且价格昂贵,并对所掘进巷道的底板稳定性有一定的要求。相比连续采煤机掘进技术,掘锚一体化掘进技术在我国有较好的应用前景。将原有掘进机的掘进功能拓展为掘进兼支护的功能,这对掘锚一体化掘进技术的研究与普及可起到推动作用。分析了近年来煤矿巷道机器人化智能掘进技术中智能截割、远程智能监控、智能协同控制3个方面的研究成果,得出:(1)智能截割技术主要集中在对煤岩自适应识别方面的研究。(2)远程智能监控技术已从远程实时监测向远程可视化监控方向发展,虚拟仿真技术的发展将井下掘进巷道的情况可视化地展现在地面,并将控制信号反馈到掘进工作面来对掘进工作面掘进机组进行远程同步控制,成为当前巷道掘进远程监控智能化的重要标志。(3)目前针对智能协同控制技术的研究较少。探讨了煤矿巷道掘进智能化的发展方向:加强掘进设备集成协同化、设备模块化组合、5G矿用无线网络设备、掘进远程智能监控系统及难掘慢掘巷道掘进工程等方面的研究。

VR技术在煤矿安全管理的应用研究

为研究展望虚拟现实技术在煤矿安全管理的应用,基于中国知网数据库,统计分析相关文献,运用CiteSpace等可视化工具绘制出我国虚拟现实技术和煤矿安全管理领域研究态势的科学知识图谱。根据虚拟现实技术特点和煤矿安全管理重点,分析了两者之间融合应用的可能场景。基于灰色系统理论建立灰色关联度分析模型,研究了虚拟现实技术与煤矿安全管理应用的影响因素。结果表明:虚拟现实技术在煤矿安全管理的应用以培训为主,虚拟现实技术的发展对两者融合的关联度较低,反映出两者融合不够深入,需进一步开发应用场景。煤炭行业经费投入和研究人员的数量与虚拟现实技术在煤矿安全管理应用的较大,应进一步加大有关资金的投入强度和研究人员的规模。

基于DIC系统的采矿工程专业实验教学改革实践

DIC系统作为一种新兴技术被广泛应用于各行各业,为了能够培养全新一代采矿工程专业的接班人,提高学生的动手实践和科研创新能力,现将该技术引用进采矿工程专业教学当中,作为《岩石力学》和《矿山压力与岩层控制》课程实验教学的一大环节。教学过程中,以实验为基础,不断提高学生动手实践能力、认知理解能力并由此来培养学生的科研创新能力,力求将新一代的采矿工程本科毕业生培养成为一群动手实践能力极强、科研创新能力突出的优秀人才,成为煤矿企业、科研院所等的后备科研力量。

基于DIC技术的煤样裂隙发育特征及应变演化规律分析

为了深入分析煤样单轴压缩下裂隙发育特征及应变演化规律,采用数字图像相关技术(DIC)分别获得试验过程中试件裂隙场、应变场的全程图像和数据,研究结果表明:试件应变演化与裂隙发育具有潜在的联系,裂隙发育处往往存在明显的应变集中现象,在弯曲裂隙中,当其张开程度较大时,受垂直压应力影响,诱导反方向的水平变形,出现裂隙闭合,以及垂直应变剧增、水平应变剧减等现象。当裂隙张开或扩展时,最大主应变增大,同时会出现明显的应变集中现象;当裂隙闭合时,最大主应变减小,应变集中程度也随之减小;最大主应变方向与裂隙张开方向基本一致,与裂隙扩展延伸方向基本垂直。试件加载后期,裂隙快速发育,而此后也表现出多处局部应变快速集中现象。当试件裂隙瞬间产生或破坏时,最大主应变方向也会发生较大变化,该试验结果可作为试件破坏预警的前兆信息之一。

近距离煤层重复采动下深部采场稳定性分析

针对近距离煤层重复采动下深部采场失稳这一难题,采用理论分析、相似模拟与数值模拟相结合的方法,研究了重复采动下深部采场稳定性。研究得到:在深部高地应力场、高地温场和重复开采扰动的三者共同作用影响下,采场硬岩会表现出流变特征,软岩破坏也会出现较大的塑性变形,导致岩体强度变得更低,在相同顶板压力作用下采场更容易失稳;5#煤层开采时,采场上方顶板将形成“拱式”结构和“砌体梁”结构,并会出现2种不同程度的顶板来压现象,频繁来压易造成采场顶板冒顶与煤壁片帮,导致采场失稳;在近距离煤层重复采动下,下位煤层采场围岩稳定性遭到破坏,下工作面周期来压呈不规律现象,失稳的主控因素是采场顶板厚度与煤层厚度比和顶板岩体强度,在深部开采复杂条件下保障采场稳定性的措施是对顶板与煤壁进行超前加固。

大采高综放面区段煤柱合理留设研究

侧向支承压力分布、资源回收率以及煤柱和巷道的稳定性是大采高综放面区段煤柱宽度留设要兼顾的因素,为了确定大采高综放面区段煤柱宽度,以某矿8103面为工程背景,首先,采用理论计算和现场应力监测等方法确定大采高综放工作面倾向支承压力分布规律,得出应力降低区宽度约为8 m,原岩应力区为巷帮侧28 m外。其次,采用工程类比方法确定大采高综放工作面巷帮外侧煤体严重破裂区宽度约为4 m。最后,采用FLAC3D数值软件分析了下区段工作面回采时窄煤柱(6、8 m)和宽煤柱(28、30m)的应力场、位移场及塑性区特征,获得不同煤柱宽度时巷道和煤柱力学特征。研究表明:当煤柱宽度6m和8m时,在采动支承压力下煤柱几乎无承载能力,且巷道变形量较大;当煤柱宽度28 m和30 m时,在采动支承压力下煤柱中央仍有一定的弹性核,煤柱保持稳定且巷道变形量较小。综合考虑资源回收、巷道稳定性、次生灾害控制等因素,确定大采高综放工作面区段煤柱宽度为28m。

综放工作面支架与围岩耦合关系及端面顶板稳定性研究

针对综放工作面支架-围岩耦合关系及端面冒顶问题,运用有限元极限分析和模型试验,研究了支架俯仰角、端面距、割煤高度及覆岩破断对端面顶板稳定性及支架-围岩耦合关系的影响,获得了顶煤位移、支架偏载及端面冒顶演化规律。结果表明:顶梁上方顶煤垂直位移呈中间大两端小,水平位移由梁端向采空区方向逐渐增大,而端面无支护区顶煤位移由煤壁向梁端降低;当顶梁俯角为3°时,支架对顶煤提供水平支撑力,顶煤位移更均匀,支架偏载情况更好;端面距和割煤高度均与端面顶板稳定性呈负相关;覆岩回转破断会恶化支架-围岩耦合关系,降低支架支护效果,导致端面冒顶。因此,综放工作面应合理调整支架位态及割煤高度,尽量减小端面距。

基于煤壁稳定性控制的大采高工作面支架工作阻力确定

针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际,提出了基于煤壁稳定性控制的支架工作阻力确定方法。以8101工作面为背景,构建了"煤壁-支架-顶板"的力学模型,分析煤壁压力与支架工作阻力的关系;设计了煤壁稳定性控制实验台并进行了三维相似模拟试验,分析了不同支护强度下煤壁破坏情况;数值模拟了不同支护强度下煤壁变形破坏特征。研究结果表明:顶板压力由煤壁和支架共同承担,提高支架工作阻力,煤壁所受压力就会减小,煤壁的稳定性就会增强,支架的工作阻力确定要以煤壁稳定性控制为前提;综合理论分析、相似模拟、数值模拟,得出该工作面支架工作阻力确定为15 000 k N,工程实践表明是可行的。

大采高综放面倾向支承压力分布的采厚效应

为了确定大采高综放面倾向支承压力分布与采厚的关系,在现场实测的基础上,应用弹塑性极限平衡理论计算不同采厚下倾向支承压力峰值点大小、位置;采用FLAC3D数值模拟不同采厚下工作面推进过程中支承压力的动态变化。研究结果表明:大采高综放工作面支承压力峰值点大小与一次采厚近似成反比关系,峰值点距离与一次采厚成非线性正比关系。由于开采扰动,使得理论计算的结果偏小,需要对理论计算结果进行修正。

煤矿标准化支撑系统构建及智能管理研究

安全生产标准化管理是保障矿井安全发展的基础工作。经过几十年的建设发展,当前我国煤矿安全生产标准化工作取得了长足进步,为矿井持续安全健康发展提供了有力支撑。但也存在重现场、轻管理,安全标准化管理内业资料不完善、不统一等普遍问题。为进一步推进安全生产标准化管理体系建设与煤矿实际工作有机结合,解决煤矿安全管理硬件与软件结合不紧密等问题,将标准化评分方法进行延伸,建立安全生产标准化支撑文件系统并实现智能管理尤为必要,这对于提升和规范煤矿安全生产标准化管理工作,具有积极的促进作用。

工程教育模式下矿山压力与岩层控制教学方法探讨

矿山压力与岩层控制是一门主要讲授煤矿井下各种巷道与采场围岩稳定性及各种矿山灾害事故预测与控制的课程,对地质、数学、力学基础知识要求较高、内容比较抽象且实践性强。在工程教育背景下,矿山压力与岩层控制的课程教学应在板书、幻灯片等传统教学手段的基础上,加强数值模拟成果以及"双语"教学在教学中的应用,激发学生对本专业学习和科研的兴趣,从而提高教学效果,从传统的"教师教为主"向"学生学习为主"转变。

市政工程施工中道路排水管道施工技术探究

在建设市政工程项目期间,需要重视道路排水管道的设计,它是市政工程建设项目的重要组成部分,在建设市政工程项目过程中占据着重要的角色,所以,需要对道路排水管道进行合理的设计和规划。目前,施工人员为了让工程道路排水管道得到合理的使用,专门学习了相关的工程道路排水知识,从而为施工道路排水项目提供了基础保障。本文章主要阐述的是如何利用施工技巧,最终让道路排水项目得到有效的成果。

起伏煤层大采高工作面顶板垮落规律研究

针对某矿起伏煤层大采高工作面矿压显现剧烈的问题,通过理论分析、数值模拟等方式,研究了起伏煤层大采高工作面上覆岩层运移规律及垮落特征。结果表明,仰斜开采采场顶板不易形成结构,开采基本顶形成结构较大,工作面容易片帮冒顶,而俯斜开采有利于控制煤壁和端面的稳定。建议该工作面布置时采用俯斜推进,为类似条件下工作面的顺利回采提供理论和数据支持。

基于DIC系统的采矿工程专业实验教学改革实践

DIC系统作为一种新兴技术被广泛应用于各行各业,为了能够培养全新一代采矿工程专业的接班人,提高学生的动手实践和科研创新能力,现将该技术引用进采矿工程专业教学当中,作为《岩石力学》和《矿山压力与岩层控制》课程实验教学的一大环节。教学过程中,以实验为基础,不断提高学生动手实践能力、认知理解能力并由此来培养学生的科研创新能力,力求将新一代的采矿工程本科毕业生培养成为一群动手实践能力极强、科研创新能力突出的优秀人才,成为煤矿企业、科研院所等的后备科研力量。

新工科背景下“矿山压力与岩层控制”课程思政教学探索

在“新工科”的背景下,以采矿工程专业《矿山压力与岩层控制》课程为例,总结了该课程中所蕴含的生态文明、职业道德、科学精神、意志品质以及思想品德方面的课程思政元素,从教师自身、教学方法、教学内容三个方面对课程思政融入该课程进行了教学方法的探索,结合课程设计目的、煤矿灾害、先辈履历以及当前热点问题对教学内容进行深入探索,并探讨了这些方法在实施过程中可能遇到的一些问题和解决思路,对培养采矿工程专业具有较高综合素质人才有着积极作用。

东庞矿大采高起伏煤层工作面矿压规律分析

本文以东庞矿大采高工作面开采技术条件为研究背景,利用现场实测方法,从顶板来压特征、超前支承压力以及塑性区分布规律等方面对大采高工作面矿压显现规律进行研究。为类似条件的工作面顶板控制提供了完善、可靠的资料。