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关键词:采矿工程;力学问题;关系;探讨
中图分类号:O741+.2 文献标识码:A 文章编号:
力学是一门重要的应用型学科。在我们日常生活中的许多地方都会用到力学知识。最为典型的就是在采矿工程中的应用。在采矿过程中会遇到许多力学问题,这些问题直接影响着采矿工程进度以及整个矿区的安全生产情况。工程人员必须要解决这些力学问题。
采矿工程是一项非常复杂的系统性工程,在施工过程中经常会遇到一系列难题,其中最为典型的就是力学问题。力学问题难度很大,只有专业的力学人员才能解决。为了有效解决这个问题,笔者认为必须要加强对这采矿工程与力学问题之间关系的研究。力学有多种分类,我们对力学与采矿工程之间关系的探讨可以从多个角度来进行考察,本文将从采矿工程力学和岩石力学这两个角度来探讨采矿工程同力学问题分析之间的关系。
采矿工程力学概述
采矿工程力学的实质是在打破旧平衡的基础上,寻求新的平衡。采矿工程力学是近代以来发展起来的一门应用性和实践性非常强的学科。采矿工程力学的应用范围非常广,其中在地质,水电,地下工程,岩石工程等领域应用范围非常大。力学对采矿工程的影响主要体现在两方面:一是力学本身是采矿工程的理论基础,二是力学的发展又进一步促进了采矿工程技术的进步。力学的主要目的是要寻求新的平衡,而采矿工程的最终目标是要通过打破亿万年的稳定的地层,来获得资源。采矿工程往往需要把大岩石碾碎成小岩块,而后再把小岩快进行粉碎。力学的主要目的是要保证在采矿过程中有一个平衡的空间。
与其他类型的力学学科相比,采矿工程力学有其自身特点。与传统的固体力学相比,采矿工程中用到的力学具有以下几个特征:首先是采矿工程力学是通过打破稳定的地层来寻找新的平衡,而传统的固体力学是通过使用材料,来设计一个稳定的结构;其次是在采矿工程力学中岩石不是单纯的材料。岩石是天然的地质体,其本身具有复杂的结构和条件,我们在采矿过程中不能单纯地把岩石看作材料。最后是在采矿工程中不能忽视地应力的影响。岩石本身具有地应力。地应力是造成岩石工程变形的主要原因。因而加强地应力的研究就显得非常重要。采矿工程力学与其他力学不同的一个显著区别就是地应力。经过人们多年的实践研究,发现矿区岩石本身的地应力具有不确定性。地应力的不确定性增加了采矿工程的风险,我们要想控制这种风险就必须要加强对岩石地应力不确定性的研究。
采矿工程与力学问题之间的关系
在明确了采矿工程力学的基本概念之后,笔者就来详细探讨采矿工程与力学问题之间的关系。针对两者关系的探讨,我们首先必须要了解采矿工程常见的力学问题,而后才能谈得上探讨理解两者的关系。
采矿工程中常见的力学问题
笔者经过对采矿工程进行深入调查并结合多年的实践经验,认为当前我国采矿工程中常见且非常重要的问题有以下几个:一是对采场地压进行科学预测和控制;二是对矿石自然或者受力崩落规律的掌握;三是对采矿工程中造成的地表沉陷问题的研究以及如何控制它所造成影响的探究;四是相关爆破问题以及非爆破破碎方式的掌握;岩石破碎既可以运用爆破方式也可以采用非爆破的形式。在矿区开采过程中必须要结合矿区自身的特点来进行选择;五是对软岩巷道的维护。
采矿过程中力学问题的解决方案
针对矿区采矿过程中遇到的问题,笔者认为主要是要从三个角度来解决。
一是在采矿过程中要高度重视反馈信息的作用。在矿区开采过程中及时分析各种反馈信息,通过分析这些信息来不断调整和修改开采方法。这是有效预防和解决问题的重要手段。采矿工程本身具有一定的短期性。采矿过程中的碾碎与稳定等工序在时间和空间上的布局会对采矿效果造成严重影响,这是需要我们在采矿过程中必须要高度重视的问题。
二是科学准确的测量。在开采过程中科学准确的测量是提高开采效率的重要手段,在开采矿区过程中对各种数据的精确测量有利于工程人员进一步掌握地质工程状况,有助于主动解决问题。开采过程中主要是对平常位移和数据来进行准确测量的,与其他数据相比,平常位移和数据更容易测量。加强对于平常位移和数据的研究是提升采矿水平的重要手段,同时还可以借助声音发射等手段来进行调整。
三是对采矿工程进行科学的可靠性分析。在实际的矿区开采过程中会受到多种因素的影响,不确定性很大。因而加强对采矿工程的可靠性分析就显得尤为重要。矿区岩体的地质结构是非线性的,这种非线性会严重影响到可靠性分析。在实际开采过程中对矿区可靠性的要求并不是要达到百分之百。只要可靠性达到百分之八十就可以进行施工。因而对矿区工程的可靠性测量必须要科学准确。这样可以降低采矿工程的代价,同时还可以节省计算时间。对采矿工程的可靠性分析是一个重要内容,值得我们在未来下大力气研究。
(三)崩落采矿与岩石力学之间的关系
上文提到了采矿工程力学同采矿工程的关系,接下来笔者就来探讨以下岩石力学同采矿工程之间的关系。岩石力学同采矿工程力学之间的关系集中表现在崩落采矿与岩石力学的关系。首先来看岩石力学的概念,岩石力学是一门研究地壳岩石运用,破坏,变形规律的学科。岩石力学是力学的一个重要分支。岩石力学具体的研究方向包括以下几个方面:一是岩石的压力;二是岩石的断裂;三是岩石的稳定性分析;四是岩石的抗力系数;五是岩石的强度;六是岩石的数学模型。岩石力学的重点是有两个:一是对岩性,地下水,构成破坏带,地下水等地质因素和岩石开采方式的研究;二是对岩石的力学性质的研究。加强这两方面的研究对于提升采矿工程的效率具有重要意义。但由于岩石本身具有不确定性且各种要素之间的关系很难用数学模型表达出来,这就给岩石力学的研究带来很大难度。
上文提到岩石力学与崩落采矿的关系非常密切,接下来,笔者就来详细论述岩石力学在崩落采矿中的作用。笔者认为岩石力学在崩落采矿中起着非常关键的指导作用。在崩落采矿过程中首先要对岩体本身的属性有深入了解。只有在了解了岩体本身的属性之后,才能真正高效安全地实现崩落开采。针对岩体特征的了解,我们主要是从岩体的力学特点,断层大小,方向,倾斜角,段层面本身的特点和组成应力;岩石的抗剪强度,抗拉抗压系数,地应力等角度来进行考察。岩体特征考察的主要目的是要考察岩体的可崩性;在确定了岩石可崩性之后接下来就是制定崩落采矿方案,针对崩落采矿方案的制定必须要严格按照相关规定结合岩体本身的特性来进行设计。
随着我国煤炭资源形势日益紧张,我国采矿工程技术获得了迅猛发展。采矿工程技术与力学之间有着很紧密的联系。力学是采矿工程的理论基础,在采矿工程形势日益复杂的今天,加强采矿工程同力学问题分析之间关系的探讨具有非常重要的意义。本文从采矿工程力学与岩石力学,这两个角度探讨了两者之间的关系。由于岩体本身具有不确定性,因而笔者认为加强对岩体力学特性的了解,尤为重要。
参考文献:
[1]吴广,刘兆雷.浅谈采矿工程与力学问题的关系[J].科技资讯,2010(35).
[2]蓝航.岩石力学在采矿工程中的研究现状和趋势[J].煤矿开采,2006(O5).
关键词采矿工程核心课程建设管理
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1002-7661(2012)13-0010-02为了充分调动高校的积极性、主动性和创造性,推进培养模式、教学团队、课程教材、教学方式、教学管理等专业发展重要环节的综合改革,形成一批教育观念先进、改革成效显著、特色鲜明的专业点,促进高等学校人才培养水平的整体提升,教育部下发了《教育部关于启动实施“本科教学工程”“专业综合改革试点”项目工作的通知》(教高司函〔2011〕226号)。根据“通知”要求,河南理工大学采矿工程专业立即启动了专业综合改革。
本次专业综合改革着重从教学团队、课程与教学资源、教学方式方法、实践教学环节、教学管理等五个方面进行建设,而核心课程群的建设与管理是这五个方面必须考虑的问题,是关系到专业综合改革成效的关键,因此,本文拟对河南理工大学采矿工程专业核心课程群建设与管理方法进行探讨。
一、采矿工程专业特点
河南理工大学是我国历史上第一所矿业高等学府和河南省建立最早的高等学校。采矿工程专业是学校的传统优势专业,为河南省名牌专业、国家级特色专业,拥有采矿工程专业国家级教学团队和两门国家级精品课程;2010年通过全国工程教育专业认证,2011年被教育部列入第二批 “卓越工程师教育培养计划”试点。参与采矿工程专业综合改革试点的专职教学科研人员40人,其职称结构与学历结构如下图。
二、专业核心课程群建设与管理
(一)成立专业核心课程群教学团队
采矿工程专业核心课程群包括:《采矿学》《矿井通风与安全》《矿山压力与岩层控制》《井巷工程》《矿山岩石力学》和《开采损害与保护》等。围绕专业核心课程群,根据主干课程的性质和起居室课老师的研究方法,建立“采矿学课程群教学团队”“开采损害与保护课程群教学团队”“矿山岩层控制课程群教学团队”“岩石力学课程群教学团队”“矿井通风与安全课程群教学团队”等五支课程群教学团队,每个教学团队设有负责人,负责根据课程体系和培养计划要求,团结带领团队成员,搞好该课程群的教材建设、理论教学、实验教学、课程建设、教学方法研讨与改革、教学资源上网,加强课程的协同开发,促进开放共享。
(二)突出专业主干课程的核心地位
结合每门专业主干课程的现有基础和教学资源条件,有针对性地对专业核心课程群进行建设。
1.采矿学课程群与教学资源建设
采矿学课程群教学团队主要承担河南省精品课程《采矿学》《专业导论》《煤矿发展新技术》等课程与教学资源建设。该教学团队由12名教师组成,其中教授4人,副教授4人,高级工程师1人,讲师3人。省级教学名师2人,国家级、省级精品课程负责人各1名。
结合“卓越工程师教育培养计划”,《采矿学》课程重点从以下几个方面进行建设:
(1)自主开发“《采矿学》三维数字化教学课件”,促进教学手段与教学方法的改革。
(2)把本课程建设成为优秀的视频公开课,将全部课程资源和教学录像上网,供本校及外校学生、煤矿技术人员和工人远程学习。
(3)开发毕业设计网上指导系统,提供多个真实的矿井设计范本和最新的规程、规范等,设置师生交流平台,随时解决毕业设计过程中出现的问题,提高毕业设计质量。
(4)建设“《采矿学》3D辅助课堂教学和实验教学实验室”、“采矿工程专业三维虚拟仿真实习实验室”和“煤矿综采工作面高仿真实验室”,帮助学生尽早建立起稳固的空间概念,理解和表达煤层与岩层、煤层与煤层、煤层与巷道、巷与巷道之间复杂的空间关系。
2.开采损害与保护课程群与教学资源建设
开采损害与保护课程群教学团队主要承担国家精品课程《开采损害与保护》课程与教学资源建设。该教学团队由5名教师组成,其中教授3人,副教授2人。该课程的建设重点为:
(1)实现双语教学,引入国内外先进的教学理念。
(2)及时把教改教研成果引入到课堂教学,形成一套以案例教学、启发式课堂教学为主,以课堂讨论、师生交流、习题课、多媒体演讲、网络教学等为辅助手段的多元化教学模式。
(3)修订出版《煤矿开采损害与保护》教材,出版双语教材《Mining damages and Protection》,出版译著《Surface Subsidence》。
(4)开发设计上覆岩层“两带”高度模拟等三个教学实验。
3.矿山岩层控制课程群与教学资源建设
矿山岩层控制课程群教学团队有9名专业教师,其中教授2人,副教授5人,讲师2人,主要承担《井巷工程》和《矿山压力与岩层控制》的教学任务。其建设与改革的重点如下:
(1)矿山压力可视化教学改革。采用Itasca系列软件(FLAC3D、UDEC、3DEC、PFC软件),将枯燥的矿山压力理论转化为能够看到的矿山压力显现过程,生动形象的展现其中蕴含的矿山压力原理,让学生深刻了解矿山压力原理与控制手段与方法。
(2)开发《井巷工程》三维仿真教学课件。利用虚拟现实技术,开发相应的三维仿真课件,让学生亲自上机操作,变枯燥乏味的文字讲解为身临其境。
(3)推行矿山压力和井巷工程案例教学法。
(4)加大《井巷工程》精品课程建设,搞好《矿山压力与岩层控制》视频公开课建设,将课程的全部资源和教学录像上网。
4.岩石力学课程群与教学资源建设
岩石力学课程群教学团队主要承担《岩石力学》《土力学》课程的建设与改革。该团队共有7名教师组成,其中教授(教授级高工)3人、副教授2人,讲师2人。根据《岩石力学》课程特点,教学团队坚持“着眼工程,立足试验,讲授理论,补充文献”的教学思路,从以下方面对课程进行建设:
(1)形成实验教学和课堂理论教学为主,视频及虚拟现实技术教学为辅的教学模式。
(2)进一步完善电子教材上网、网络课件上网、教材配套CAI课件上网。
(3)进一步完善网络环境下的试题库和交互式测试系统,改进网络交流和答疑平台;对网络课件进行修改、完善和提高,将课程教学团队成员的教学录像上网。
(4)对全部网站内容进行升级,形成共享资源丰富、示范性强、应用效果好、推广价值大的精品课程。
(5)出版具有实践特色的《矿山岩石力学》教材。
5.矿井通风与安全课程群与教学资源建设
矿井通风与安全课程群教学团队主要承担《矿井通风与安全》和《瓦斯地质和瓦斯治理》的建设任务。目前,该团队共有5人,其中教授3人,副教授2人。结合“卓越工程师教育培养计划”,《矿山通风与安全》课程的建设重点是:
(1)适当增加矿山安全技术和现代化管理方面最新科研成果,并补充实际案例,形成配套的案例课件。
(2)结合目前煤矿生产自动化、机械化、集约化、智能化的发展方向,注重充分利用信息化技术,适当调整课程内容和结构,完善课程课件。
(3)将科研成果转化为课程教学内容,采用启发式、讨论式和探索式等教学方法与CAI相结合的教学手段,达到形象、直观、生动,做到重点突出,难点突破,教学质量较高。
(三)专业核心课程群教学团队管理
1.运行与激励机制
针对成立的“采矿学核心课程群教学团队”等五个教学团队,制订科学的团队管理制度,明确团队负责人及团队成员的责任与任务,明确课程建设目标,制定量化考核机制和奖惩办法,鼓励优秀教师主动多为本科生上课,作为本科生的四年指导教师,提高学生的培养质量。
2.经费保障
为满足社会对高层次专业人才的需求,同时调整和优化研究生培养结构类型,完善研究生培养体系,2009年3月教育部正式下发了《关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》的文件,同年开始招收全日制专业学位硕士研究生。经过近5年的发展,我国研究生招生规模不断扩大,全日制专业学位研究生所占比例不断提高,专业学位培养模式已逐步得到社会认可。但从近几年社会和用人单位的反馈信息来看,当前矿业工程专业学位研究生的培养质量还难以令人满意,而且集中体现为专业学位研究生专业基础和实践能力整体较差,尤其是跨专业学生的专业基础更加薄弱,甚至缺乏普通煤矿工程技术人员应当具备的一些基本技能。在这种情况下,越来越多的煤炭企业把“本硕一致”作为专业学位研究生应聘的先决条件,而且随着国内煤炭行业持续低迷,国有大中型煤炭企业对专业学位研究生的招聘数量也在逐年减少,甚至限定只招学术型研究生,使得专业学位研究生承受着很大的就业压力。
2.矿业工程专业学位教育存在问题的成因分析
2.1矿业工程专业学位课程体系实践导向性偏弱且缺乏针对性
既然专业学位目标是培养既具备丰富理论知识,又能够理论联系实际切实解决企业或社会中实际问题的高层次专业人才,那么在课程设置上就更应该突出专业性、实践性和前沿性。矿业工程是一门实践性和系统性很强的专门学科,采矿工程本科生不仅需要系统学习煤矿开采的专业基础知识,而且必须经历三个实习(认识实习、生产实习、毕业实习)和两个设计(采矿学课程设计、毕业设计)等实践教学环节,这些实践教学环节主要强化学生对专业基础知识的感知和应用。然而现行的专业学位研究生课程体系没有针对专业学位的培养目标单独制定,而是基本沿用学术型研究生的课程体系,整个课程设置偏重于理论研究,实践导向性偏弱。由于缺乏实践教学环节,学生的专业实践学习基本依靠参与导师的科研项目来获得,而导师的科研项目又因人而异,研究方向和项目类型也有较大不同,这使得专业学位研究生的专业实践能力很难获得较为全面和系统的培养。此外,目前矿业工程专业学位研究生的本科教育背景参差不齐,跨专业学生占有相当大的比例,虽然按规定需补修《采矿学》和《矿山压力及岩层控制》这两门专业主干课,但由于缺乏先修课程的相关知识储备,课堂教学效果并不理想,造成这些跨专业学生的专业基础反而薄弱,就业后甚至难以胜任基本的煤矿生产技术管理岗位。
2.2“双导师制”培养模式形同虚设
为充分利用校内外人才资源,提升专业学位研究生指导教师队伍的整体素质,国内高校普遍采用校内导师与校外导师相结合的“双导师制”培养模式,其中校外导师一般以兼职形式聘请一些企事业单位的高级技术人才。就矿业工程专业而言,校外导师普遍聘用国内大型煤炭企业的高级技术管理人才,但在实际运作过程中,由于这些校外导师对煤矿安全生产负有直接责任,不仅有繁重的企业事务需要处理,而且在现有煤炭企业安全生产管理制度下很难有时间来高校对学生进行指导。加之现行的校外导师津贴制度并不合理,造成校外导师对指导工作积极性并不高,对专业学位研究生的指导任务不得不更多的由校内导师承担。由于校内导师工作以科研和学术研究为主,在指导专业学位研究生时习惯性地侧重理论研究,在一定程度上也影响了专业学位研究生实践能力的培养。
2.3部分学生的功利心理在一定程度上影响了专业学位教育的发展
上世纪90年代国内煤炭行业萎靡不振,在煤炭企业技术人才大量流失的同时,煤炭高等教育也步入低谷,采矿工程专业本科生生源严重不足,研究生培养更是勉强为继。从2002年起随着煤炭形势持续好转,我国国有大中型煤炭企业在加紧新建矿井建设的同时,利用中小煤矿资源整合政策兼并重组了大量矿井,那么就形成了巨大的人才缺口,使得煤矿主体专业本科生就业率接近100%,薪金水平持续攀升。在这种经济利益的驱动下,大量考生为获得高额的劳动报酬而选择跨专业报考矿业工程专业学位研究生,与热门专业相比不仅报考人数上丝毫不逊,而且考生专业竟然涵盖了除医学、军事学之外的10个学科门类。众所周知,煤炭行业既是一个艰苦行业,也是一个高危行业。一方面由于这些学生对煤矿工作的艰苦性和危险性缺乏足够认识,一旦煤炭行业进入低谷期,从业人员薪酬大幅降低的时,他们对专业知识学习的欲望已不是那么强烈,转而准备报考公务员或者继续踏上形形的求职之路,而非专心致志地准备毕业论文;另一方面,由于部分学生专业跨度很大,专业基础过于薄弱,难以适应现有工学人才的培养模式,通过两年的学期只能勉强达到专业学位最低要求。因此,这种功利心理在很大程度上降低了专业学位研究生的培养质量。
3.矿业工程专业学位硕士存在问题的解决对策
3.1调整和优化专业学位研究生课程体系
针对矿业工程专业学位研究生培养目标,应从以下几方面对现有课程体系进行优化改革。首先,对跨专业学生增加矿业工程通识教育先修课程,课程内容应涵盖煤矿地质、矿井设计、采煤方法及工艺、通风和矿井灾害防治等方面,使学生能够了解和掌握煤矿开采领域的基本问题。在此基础上,续修《采矿学》和《矿山压力及岩层控制》课程,对学生专业基础进行强化。其次,将跨专业学生全部纳入采矿工程本科毕业设计团队,全程参与本科生毕业设计实践教学环节,既有利于专业学位研究生对专业基础知识的梳理和应用,又能辅助指导教师加强本科毕业设计质量的管控,实现本科生、研究生培养质量双提高。第三,由于本专业学生在本科生期间已经系统学习了煤矿开采的专业基础知识,对这部分学生应着重加强专业实践能力的锻炼,在课程设置上一方面采用专题讲座的形式定期邀请国内外专家围绕采矿工程学科前沿问题进行学术交流,每个专题讲座应保障足够时间,避免出现类似学术会议走过场的形式—“老师讲不清、学生听不懂”;另一方面充分利用校内的国家重点实验室、国家工程中心等国家级学科平台和与国内高水平企业联合构建的产、学、研平台,提高专业学位研究生的实践教学条件,全面强化专业学位研究生的实践能力。
3.2调整优化专业学位研究生学制
按规定全日制专业学位硕士培养实行弹性学制,导师可根据学生学习情况要求在校学习时间为2年或3年,实际上普遍执行2年学制。但从现有的培养计划看,专业学位研究生一年级主要进行课程学习,二年级第1学期忙于找工作,第2学期忙着做论文,专业学位研究生专业实践能力很难得到充分培养,尤其是跨专业学生。结合目前专业学位研究生的教育背景,对于本专业研究生可沿用2年学制,跨专业学生沿用3年学制。
3.3加强专业导师队伍建设
目前,专业学位研究生采用校外导师与校内导师相结合的“双导师”制培养模式,其初衷是充分利用校内外人才资源,尤其是校外导师的实践优势提高专业学位研究生实践能力,但实际实施过程中存在的一些问题可从以下几个方面进行改进:
3.3.1建立完善的校企联合培养机制和激励政策
目前,矿业工程专业学位研究生校外导师的联系、确定主要依靠校内导师牵线搭桥,虽然经学校审核后颁发聘书,但学校对校外导师缺乏行之有效的奖惩机制,换言之学校对校外导师的约束力有限。因此,通过建立完善的校企联合培养机制,将校外导师管理纳入到校企联合管理的范畴中来,增加其工作的责任感和使命感,同时从企业层面允许校外导师临时脱离煤矿生产管理工作,全身心地投入专业学位研究生的培养。此外,还应建立有效的激励政策,对校外导师指导津贴、职称评定和奖励办法制定相关细则,从物质方面和精神方面充分调动校外导师工作的积极性。
3.3.2建立完善的评价和淘汰制度
学校高度重视应用型本科人才的培养,始终把培养矿业类一流人才作为课程建设的重要内容,以应用型人才培养为重点。“用”即为应用,为工程实践,工程意识和创新能力,注重学生知识、实践和素养的有机结合。“以用促学,以用导学”是一种理念,同时也是方法和手段。“以用促学”是通过校内培养、情景模拟训练与校外实践应用,促进学生掌握专业课程的基础理论知识,使学生具备工程实践能力、创新意识、创新能力和社会交往能力、国际竞争能力,使学生具有科学素养、人文素养、精神素养。“以用导学”是激发学生主动学习的热情和兴趣,引导学生在理论知识学习和工程实践应用中能正确提出问题,并结合问题提出解决方案,以此进一步巩固理论知识,提高工程实践能力,创新意识和创新能力。应用型本科人才培养以“卓越工程师”培养计划为契机,以“以用促学、以用导学”教学理念改革传统的教学思维、方法和手段,着力改变教学内容的陈旧性和与企业、社会脱节的现象,改变学生被动学习理论知识和解决工程实际问题的课堂教学,不断加强培养人才向“卓越”的转变。
二、以“用”培养卓越工程人才的基础
改革采矿工程专业“井巷工程”课程向业务专长、职业能力、职业素质拓展,在学校大矿业背景和“以用促学、以用导学”理念下,培养具备“工程性”和“创新性”的高素质应用型人才,着力提升教学质量。“用”为基础,教学中注重对学生工程实践能力的培养。这主要体现以下几个方面:
1.因材施教。
针对不同的学生群体,应用多元化教学方法。学生个体不同,自身综合素质存在差异,理解和应用能力不同。传统教学方式往往一刀切,教学方法面向学生全体,忽略学生个体差异所引起的负面影响。而采用多元化教学形式,针对学生个体制定教学方案,与学生实现面对面,点对点沟通,注重引导学生加强课程理论学习,强调素质培养。
2.构建课程教师团队,学生与教师双向选择。
在“井巷工程”课程教师中组成教师团队。每名教师基本情况通过公示的方式介绍给学生,由学生自由选择教师,同时,教师也根据学生的综合情况对学生进行选择。学生可根据每名教师研究方向与工程应用的侧重点不同和制定的教学方案选择教师。在课程理论讲授过程中,教师团队作为整体,共同组成承担教学任务;为加强对学生工程实践能力的培养,教师团队中每名教师又分时、分阶段对学生进行指导、授课,锻炼学生工程实践能力。
3.重点突出“用”,强调工程意识。
我国现有的相关人才培养规模与模式远远满足不了煤炭工业的发展规划与需求。由于培养方式不同而造成个体差异,使得一部分学生,虽然基础理论较扎实,但缺乏企业所需的工程实践经验,毕业生分到企业后还需要进行岗前的培训,较长时间的见习期,这无疑加大了人才培养质量与实际要求间的矛盾,也延长了人才培养的周期。故而在教学过程中重点突出对学生工程实践能力的提高,充分强调学生工程意识。
三、以培养应用型人才为目标,开展丰富的教学手段
关键词:地理因素 煤矿开采 影响
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(c)-0210-01
我国虽然是煤炭资源储备很丰富的国家,但煤炭是不可再生资源,其不可再生性就要求我们要在经济发展的同时要不断地提高煤矿资源的利用效率。随着科技发展,煤矿的开采技术也不断进步,煤矿开采的质量也得到很大的提高。但是地理因素对煤矿仍存在很大的影响,它既可能影响煤矿的的开采质量,也及有可能影响生产的安全性。本文笔者对不同地理因素对煤炭开采的影响进行了分析,并提出了一些有益于煤矿开采的建议。
1 对煤矿开采产生影响的主要地理因素
1.1 水文地质
自然界中地下水的各种变化和运动的现象我们称之为水文地质。水文地质因素主要涉及到地下水的分布走势、形成规律、物理性质和化学成分以及地下水资源及其合理利用等。因此工程建设和矿山开采工作的进行要对一定地区的水文地质进行研究。
1.2 地质构造
地质构造(简称构造)是指地壳或岩石圈各个组成部份的形态及其相互结合方式和面貌特征的总称。构造运动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹,如岩层褶曲、断层等,我们都称为地质构造。地质构造的规模,大的上千公里,小的以毫米甚至微米计。它成为影响工程建设和矿山开采工作的进行又一重要地理因素。
2 水文地质因素对于煤矿开采的影响
对于煤矿开采,水文地质因素对其影响很多,我们可以从以下几个方面把握。
2.1 对煤炭质量和储量的影响
煤炭质量和储量的确认是否精确,直接会影响到煤炭采区的定位以及工作巷道的安排布置格局,甚至会间接影响着煤矿采掘接替以及设备选型等方面。假如煤矿质量和储量不过关,那么整个矿区生产周期就会相对缩短,这样就容易导致采掘接替紧张以及巷道设计、采掘设备等方面的浪费。
2.2 对水文调查工作的影响
水文地质因素对水文调查工作的影响是不可避免的。为了确保煤矿的安全生产,开采之前,煤矿需要搜集、调查并核对范围内已经废弃的老窑和正在开采的小煤矿的具体情况并在矿图上标准其井口位置、开采年限、开采范围、出水地点以及积水情况等方面的内容以做好预防准备工作。
2.3 对煤矿开采安全的影响
为防止淹井事件的发生,要确保煤矿充水性图的准确性,它是一种整体记录煤矿区水文地质条件的图纸。依据它,我们可以分析矿井充水规律,并及时进行水害预测以及防治水措施制定。因此煤矿水文地质资料的准确与否会对煤矿开采安全带来不可估量的的影响。
2.4 对工作区域和采掘巷道布置的影响
水文地质构造情况直接影响着煤矿开采区的设计以及采掘巷道布置等具体工作的实施,因此它也会对煤矿的开采带来重大影响。
3 地质构造对煤矿开采的影响
虽然煤矿工业是我国发展中的重要行业,国家把其生产安全放在生产第一位。但是近年来 ,我国煤矿事故未减反增,现状很严重。这些事故的出现对煤矿的安全生产产生了重大的威胁。分析其原因,地质构造的影响是这些事故频发的关键原因,其对煤矿开采的影响主要表现在以下几个方面。
3.1 瓦斯事故与地质构造的关系
在煤矿逐渐形成的历史过程中,地质内部出现了许多的裂隙、孔隙、褶皱、断层等这些特殊的构造。大量实践与研究表明,这些地质构造正是导致煤层自燃,致使瓦斯爆炸的重要因素,瓦斯事故的频发与开采对地质构造的破坏有着密切的联系:地质构造中裂隙是煤与瓦斯接触氧气的通道,氧气充足就可导致瓦斯爆炸;煤层中的孔隙是为煤与瓦斯输送氧气的又一通道,孔隙越多,煤与瓦斯接触的氧气也就越多,增加了煤层氧化自燃的可能性;褶皱则可以控制煤层中热量的流动方向,向斜位置的褶皱,热量顺着褶皱向上扩散,使煤层中热量得以散发,背斜位置的褶皱,不利于煤层中热量的散发,如果热量不断集聚,一旦触发就会造成大规模的瓦斯爆炸;断层对煤层的供养和热量流向也都有着 很大的影响,正断层更是可以控制煤层自燃时火势的蔓延。但在煤矿开采中断层会影响开采的效率。
3.2 矿井水灾与地质构造的关系
在煤矿开采区的施工建设如果对地质构造造成破坏,就会导致地下出水,就容易发生矿井水灾。因此对矿井水灾要进行预防,就要认真分析煤矿周围的地质构造,进一步掌握地质构造的运动规律。矿井水灾一般会发生在掘进巷道的迎头。譬如在掘进过程中,有些煤矿为追求施工的速度,对矿井地质构造了解不够深入,贸然进行工作面的挖掘,就会造成地下水突入井内。
3.3 采坑塌陷与地质构造的关系
采矿塌陷往往是因为煤矿在施工的工程中,施工者没有进行实地勘测并区别对待不同的地质构造造成的。由于地质岩性、岩层组成都存在着较大的差异,每个煤矿的地质构造是不相同的。真对于不同的地质构造,我们应采用不同的开采方案,以保证施工的安全性。 所以针对矿坑塌陷,首先要实地勘测地质构造,其次在此基础上制定多套开采方案,尽量避免易发沉陷的区域。
4 分析地理因素对煤矿开采影响的意义
通过具体分析不同的地质因素对煤矿开采的造成的影响,找出两者之间的密切关系,对减少煤矿事故,加强煤矿生产的安全性具有重要意义。同时鉴于于不同地质因素的不同影响,可以提前做好安全生产的预防措施,也可以提高煤炭资源的开发利用率,为我国经济的发展不断提供充足的后备资源,为推动我国经济的持续健康发展做贡献。
5 结语
本文笔者通过分析了不同地理因素对煤矿开采造成的不同影响,进一步总结了煤矿开采与具体地理因素的密切关系,并做了一定的分析,希望能够为我国煤矿工业安全生产提供一些帮助和借鉴。
参考文献
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[关键词]技术管理;本质安全;安全业绩;灰色关联度
中图分类号:TN 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)17-0258-02
1 矿井技术管理
技术管理是管理是煤矿安全管理重要一项活动,安全管理要从技术管理着手,技术管理已经受到人们的日益关注,煤矿生产和安全技术活动主要包括:以采、掘、通风、运输为中心开展质量标准化建设,技术管理就是对各项活动从技术管理的角度进行协调[1-2],也需要对与它们有关的技术开发和创新工作进行计划、组织、分析和决策[3]。
本文主要通过提升技术(Technology)和安全管理(Management)两方面着手促进技术管理,消除事故隐患,技术的提升主要包括:科技创新、规划控制、信息技术运用;管理(M)的提升主要包括:教育培训、新技术的引进、合理配置。
以严密、可靠和合理的技术,促进煤矿安全管理程度的提升;同时以严格、高效和具体的管理,促进煤矿技术力量的加强。以技术和管理双把锁的共同促进,提高煤矿的安全化程度。
2 技术管理各指标重要度排序
安全绩效[4]是安全管理效果的直接体现,人员伤亡与设备损坏是事故后果的直接体现,选择千人伤亡率的倒数和设备损失台数的倒数作为评价安全绩效的指标,根据层次分析法确定它们的权重,用加权平均法计算安全绩效。计算方法如下:
式中:――第i年的安全绩效;――指标1(千人伤亡率的倒数)的权重;――第i年指标1(千人伤亡率的倒数)的数值;――指标2(设备损失台数的倒数)的权重;――第i年指标2(设备损失台数的倒数)的数值。
通过层次分析法计算,指标1和指标2的权重分别为:=0.9,=0.1。
以珙县某矿为例计算其指标重要度。根据珙县某矿2013~2016年的实际情况,由上式计算各年的安全绩效,进而确定各个指标的权重。珙县某矿2013~2016年技术管理中各指标的数据统计如表1和表2所示。根据表所示数据以灰色关联分析法对技术管理和安全绩效进行灰色关联分析。
(1)确定参考数列和比较数列
以最近三年(2013~2016)的安全绩效作为参考数列,则=(0.205,0.235,0.216),
以最近三年(2013~2016)的:设备维护更新费用(万元)、安全(技术)管理人数、新技术引进应用数目、工程预备费、优化系统数目、安全培训数目作为比较序列,,,,,。则:
=(284,290,3350);=(52,52,54);=(3,4,6);=(673,650,840);=(3,5,3);=(156,160,180)。
(2)数据预处理
由下式对表2统计的数据进行预处理,预处理后的数据见表3所示
(3)计算比较序列与参考序列的差值
数据矩阵预处理后,根据差值公式如下计算:,i=1,2,……,6;j=1,2,……
由此公式可以得到差值矩阵,如表4所示,进而得到关联系权中两级最大差值和两级最小差值。
(4)计算关联系数
由差值矩阵和两级最大差和两级最小差公式如下可知,max=1.693,min=0.0010
,i=1,2,……,j=1,2,……
由此,可根据关联系数公式如下计算出关联系数矩阵,如表5所示:
(5)计算关联度
=
由上式及关联系数矩阵可求得:=0.855,=0.750,=0.785,=0.676,=0.700,=0.723,由以上求出的关联度可知,X1>X3>X2>X6>X5>X4,即技术管理中各个指标对安全绩效的影响程度从大到小依次为:设备维护更新费用、新技术引进应用数目、安全(技术)管理人数、安全培训数目、优化系统数目、工程预备费。
3 结论
在矿井的技术管理过程当中,首先注重设备的更新的维护,这是技术管理的重中之重;其次要大力引进矿业方面的专业人才,由其是安全管理人才的引进;安全管理人数的增加可以使安全管理工作进一步细化,安全管理工作更加具体,各司其职,守则高效;安全培训数目的增加,可以使员工的安全意识和技能得到加强,同时可增强整个矿区的安全文化建设;优化系统可是使管理更加高效,减少井下工作人员人数,系统运行更加高效;另外工程预备费的设置关系到矿区的突发事故应急应对能力和生产资源的配置能力。
参考文献:
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作者简介:
1. 张小军,男,重庆铜梁人,采矿工程师,研究方向为矿井灾害预测、治理技术、安全管理技术等。
清华大学、浙江大学、吉林大学、上海交通大学、西安交通大学、北京交通大学、北京理工大学、重庆大学、南京航空航天大学、东北大学、华南理工大学等知名学府均设有机械工程及自动化专业。东北大学自建校之初便设有机械工学系,1993年7月成立机械工程与自动化学院。其中的机械工程及自动化专业为国家特色专业,它是1998年学校隶属于教育部后,根据教育部新颁布的《普通高等学校本科专业目录》,在“厚基础、宽口径、精专业、强能力”的本科人才培养模式下构建的年招生11―13个标准班的一个特大型专业。
主要课程有工程力学、机械设计基础、工程热力学、现代控制理论、材料加工工艺与设备、测试技术等,由于该专业对应用能力有较强的要求,故在本科学习期间,还要参加金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习和社会实践。
通过本专业四年学习,成绩优异、科技创新能力强、科研潜力巨大的优秀毕业生可直接选择到清华大学、浙江大学、上海交通大学等国内名校攻读硕士学位。如果是直接就业,也有广阔的发展空间。该专业学生可以到各大型企业,如沈阳机床集团、沈阳鼓风集团、深飞集团、北方重工集团、鞍钢集团、宝钢集团、首钢集团、华为、中兴集团、海尔集团、美的集团、中国一重集团、中国一汽集团、中国五矿集团、航天科技集团、航天科工集团、中国广东核电集团等世界500强企业和行业龙头企业就业。据统计,目前该专业毕业生供少于求,为学生就业提供了广阔的选择空间。
拥有国家特色专业院校:清华大学、东北大学、北京交通大学、南京航空航天大学、武汉科技大学等
电气工程与自动化
2007年6月,经过严酷高考的洗礼,在报志愿时,我对交大电气工程与自动化专业有了详细的了解,全国唯一电气学科设置齐全、师资雄厚的交大电气培养出无数优秀学子,我也渴望循着这些前辈的足迹,走出一条同样绚烂的人生之路。最终我幸运地进入百年名校西安交通大学就读于电气工程与自动化专业。
电气工程与自动化专业是按国家教育部工程类引导性专业目录设置的宽口径专业,学习内容涉及强电理论和弱电控制等,主要包括电类相关基础课程、高电压技术、电网运行等强电专业知识和自动化控制类的弱电理论。各个学校根据自身不同的优势略有偏重,如西安交大在电力系统运行方面享誉盛名,西南交大则偏重于铁路供电系统人才的培养,而浙大则在电力电子方面有很强的实力,还有学校则在电机控制方面成绩突出。总之,该学科强调电气工程与自动化相结合、强弱电相结合、地质工程
地质工程是研究人类工程活动与地质环境之间相互制约关系,主要研究如何获取地质环境条件,并利用各种地质信息分析研究人类工程活动与地质环境相互制约形式,进而认识、电工理论与电子理论相结合。
西安交通大学具有全国学科设置最齐全的电气工程与自动化专业,这里包括电机、电器、电力工程、高电压、绝缘、工业自动化和电工电子七个专业方向,我们入校时是作为电气工程与自动化专业被录取的。我们不仅要学习电气工程与自动化专业的全部基础课程,包括电路、模拟电子技术、数字电子技术等,而且在大三下学期和大四我们根据自己的专业方向,还需要重点学习自己方向的专业课程,不同的专业方向学习的课程也不同,如电力工程主要课程是电力系统分析,高电压主要学习内容有高电压绝缘技术和过电压理论,电器方向主要学习高低压电器。这就使得我们既有全面的电气知识,又略有侧重地掌握专业知识。为了使我们更加了解每个方向的研究情况,学院在大二时开设了电气新技术专题这门课程,这门课程的不同之处在于讲解的内容是各个方向最新的研究点和发展动态的介绍,同时授课老师都是每个方向最资深的教授,他们都是我们平时仰慕但又难得一见的教授,使我印象最深的是电器的荣命哲院长,荣老师当时给我们讲的是电器的在线监测,这是开关电器乃至整个电网向智能化发展的重要方向。荣老师还提出在研究过程出现的问题,不断地启发同学们思考,和同学们交流互动。不仅如此,他还给我们讲了很多做人的道评价、改造和保护地质环境的专业,它对我国的经济建设起到举足轻重的作用。地质工程专业知识能够普遍应用到人们平时的生活中,涉及领域有地质调查、油气及固体矿产资源的普查勘探与评价、大型工矿企业和水利水电建设、公路和铁道建设、工程地质、水文地质、地质环境及地质灾害理,这使我想起交通大学唐文治校长对交大学子提出的“砥砺一等品行方能求一等学问、成一等事业、为一等人才”的要求,这也是每一个交大人不断践行的信仰。通过两年的学习,我们对电气领域有了一定的了解,我们根据自己的兴趣选择自己的方向。在选择方向前,我们去找各个方向的老师,进一步了解每个方向的情况,每一位接待我的老师都是那么真诚,不厌其烦地回答我们的问题。这再一次使我感受到了交大老大师可敬可爱之处。
不知不觉走到了大四,一部分同学选择了继续在西安交大深造,另一些同学则选择工作。其中,工作和读研的同学比例大约各50%,电气工程与自动化专业的学生主要的就业单位包括国家电网和南方电网下属的各供电局和电力设计院、国内外设备制造企业和研究所等。考虑到专业对口和工作待遇、性质等,绝大多数同学选择进入供电局工作。对于读研的同学,绝大多数选择继续在西安交大电气深造,一方面考虑到用人对学历和能力要求日益提高,希望进一步培养自己的实践能力,另一方面西安交大电气是国内电气领域实力雄厚的高校之一,能够师从高水平的教授无疑能过学到更多东西,因此,很多同学最终选择留在本校深造。
拥有国家特色专业院校:西安交通大学、上海交通大学、南京航空航天大学、中国矿业大学、山东建筑大学、福州大学等的调查、勘察及监测等。
前期的地质条件勘察工作,将直接关系到能否安全地完成一项工程项目,如果前期工程地质勘察出现了错误,在工程建设中期,发生了沉降问题,结果导致工程全部被停工,之前完成的也要被完全拆除。这是由于地质工程方面做的不足所导致的,由此可见,地质工程的重要性。
地质工程专业主要学习的课程有工程力学、岩土力学、矿物岩石学、构造地质学、工程地质学和工程技术学科的基本理论。除了理论学习,更需要我们参加更多的实践,我所在的中国地质大学(武汉)地质工程本科就有三大实习基地:“北戴河地质认识实习基地”“周口店基础地址实习基地”“三峡秭归工程地质野外实习基地”等。武器系统与工程
2008年,我进入南京理工大学就读于武器系统与工程专业。在大学四年期间,无数次被周围同学闲谈问及当初为什么选择这个专业的时候,我们专业
的同学都会很诙谐地答出:手中有枪,心中不慌嘛!
武器系统与工程专业目前在国内院校开设较少,因此,也就造就了它的独特之处――
作为一个工科专业,打好专业理论知识基础是很重要的,高等数学、英语、大学物理等基础学科是我们学好专业的工具,特别是英语,本专业有许多课本和资料是英语版本的。同时,学习地质工程,需要您有足够的耐心、细心、专心。因为我们将来工作面对的大都是大工程,大项目,作为地质工程师责任重大,工作上来不得半点马虎。
另外一点就是地质工程专业应用较广,它所涉及的行业特别多,从资源勘察到工程建设,再到道路桥梁、市政等等。所以,根据自己的兴趣爱好,选定一个适合您的发展方向,然后潜心去发展将会很有前途。
在严峻的就业形势下,地质工程专业就业率仍然保持较高的水平。毕业生有被保送名校攻读硕士,也有进
独一无二的专业知识
我所在的南京理工大学兵器科学与技术学科排名全国第一,本科专业武器系统与工程属于机械工程学院,是国家级的特色专业。武器系统与工程专业可以说是全国独此一家,别无分号。在其他几所军工特色院校里,虽然也有类似的专业,但是如果您想学习火箭弹是如何精确定位打击目标,末敏弹是如何高效毁伤坦克,95式自动步枪有什么特色,火炮是如何工作的等等,相信只有进入这个专业,才能得到满意的答案。
独树一帜的教学方法
大学学习风气相对高三而言不可同日而语,高考后同学们都会放松自己,进入大学后对自己要求的不严格以及相对宽松的环境等等,都会把高中养成的学习好习惯逐渐遗忘,所以逃谋的现象就愈演愈烈了。但是在我就读的这四年里,不能保证100%,至少99%的同学是肯定没有逃过专业课的。为什入中国石化、中国石油、中国中铁、中国铁建等世界五百强企业,还有投身西部大开发贡献祖国的基层建设的。每年我所在学校有大型招聘会,几百家用人单位到学校要招聘,除了继续读研或者出国深造的,基本全部一次性就业。根据往年用人需求量来看,地质队、地矿局、施工单位等的需求比较多,但这些单位有时会有出野外的工作,必须能够吃苦耐劳。在工作后,也可以在工作岗位上汲取工作经验,根据国家标准去考工程师证等资格证件:设计院门槛高点,需要硕士以上学位。但是相应的待遇也要好些,对将来发展也会更好。
拥有国家特色专业院校:中国石油大学(北京)、长安大学、中国矿业大学、西南交通大学、西安科技大学等么这个专业能有这种魔力,吸引了所有同学呢?因为老师是带枪来的。您没有听错,这就是南京理工大学的特色专业的特色授课方式,作为一名即将毕业的大四学生,我犹记得第一次上专业课时的紧张与激动。
武器系统与工程专业有自己的专业教室,就在南京理工大学的兵器博物馆内。所以我们上课方式基本上就是就地取材。环顾教室四周,都是悬挂的各种枪、弹,以及随处陈列的各种制式火炮。所以说。我们专业的课永远不会枯燥,因为随处都是能让您感到新鲜的事物,更不会听不懂,因为老师随时都能从周围的陈列品中找出一两个的代表性的例子,化抽象为具体,生动形象地为每一个同学阐述明白。
在四年学习中,我们有许多的实验课。其中有许多关于穿甲弹、破甲弹等的试射以及参数的获取。有许多同学都会想,这种成本很高的实验是不是仅仅就是纸上谈兵呢,答案当然是否定的。南京理工大学武器系统与工程专业拥有国内一流的师资水平和教学条件,所属兵器科学与技术学科还拥有硕士、博士学位授予权,设有博士后流动站;设有智能弹药技术研究室为国防重点学科实验室。这一切都保障了本专业所有的实验用的都是真正的装备,包括火炮、弹药。这在绝大多数高校都是不可能完成的(安全问题是学校绝对能保证的)。因为在武器系统与工程专业里,所有的老师都很看重实验,并且教育我们只有实验才能得到真正的数据,日后的战争可不仅仅是看课本就能打赢的。
材料科学与工程
北京科技大学 杨小佳
用一句真实并且高度概括的话说,人类的世界始终是一个由材料组成的世界。在人类社会的发展过程中,材料的发展水平始终是时代进步和社会文明的标志。在当代,材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱,其中材料学更是科学技术发展的物质基础和技术先导。以此,足以明了材料学在国民经济发展中的地位和重要性。
我国的材料学科始于解放初期,这与西方国家的材料学起步几乎是在同一个时期,初期的材料学科主要是研究金属材料,因此当时研究材料学的学院大多都属于冶金部。向国家输送的人才主要是面向军工产业以及钢铁厂。发展到今天,材料学科已经发展到一个十分庞大的领域,从物理化学属性来分可分为无机物材料(金属材料、无机非金属材料)、有机物材料和不同类型材料
独步天下的就业前景
当然,还有现在所有人都很关心的就业问题。从网上搜索,您会发现本专业的就业率连续好几年都是100%。很多人都不信,但以我四年的大学生活来看,这个数字绝对没有任何水分。我目前已经签好工作,从找工作经历来看,就读于本专业的学生,对于找工作绝对不要有任何的疑虑,很多人都是投完简历,当场都可以签,对于这点没有任何的夸张,我身边的例子比比皆是。
而且,对于我们来说,因为专业的特殊性,来应聘的企业绝大多数都是国企和科研院所。北方兵器工业集团和南方兵器装备集团以及众多下属子单所组成的复合材料。从用途来分可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。
由于材料科学与工程专业涉及面广,目前,许多大学的材料科学与工程专业按大类招生或大类培养,如我所在的北京科技大学按材料科学与工程一级学科大专业招生,入学前两年进行基础课学习,三年级后按材料科学与工程、材料物理、材料化学、材料成形与控制工程、无机非金属材料工程、功能高分子材料、表面科学与工程、纳米科学与技术等若干个专业方向进行培养。北京化工大学打通了“材料科学与工程”一级学科专业的基础课,设置共性专业基础课,三年级按两个专业方向(无机非金属材料、金属表面工程)学习,囊括了金属和无机非金属材料的制备、加工、结构-性能关系、复合材料等课程;同时,还增加了高分子选修课程。湖南大学该专业则包括材料物理、材料化学、高分子材料、金属材料、无机非金属材料等5个专业方向。
位每年都是固定来校招聘的友好兄弟单位,如208研究所,著名的95式自动步枪就是从那里定型;还有中国航天科技集团、航天科工集团、中航集团、船舶工业集团、船舶重工集团、中电集团等科研院所,都对本专业的学生非常青睐。如果考研究生,没关系,日后更多的机会同样会有。工作后想攻读硕士提高自己,当然可以,大部分企业部支
持员工继续在系统内深造。
对于我来说,进入到这个专业学习了四年,是一个幸运的选择。对于每一个拥有报国志向的热血男儿,我也希望您也能从本专业扬起保家卫国、献身国防的风帆,乘风远航。
由于专业方向多,所以在学习中,首先要认真对待基础课程的学习,比如高数、线代、概率统计、无机化学、大学物理等。在大一大二时学习,到了大三学材料科学基础的时候,还要再学一遍。其次要努力学好专业课,材料科学与工程专业方向多,各个专业方向的课程有所不同,材料物理主要偏向于理论、材料控制工程主要偏向于实践与操作,而材料科学便介于二者之间,学习材料物理要注重量子力学的学习,材料控制工程的控制论与机械制图都挺重要。
当然,每一门专业课都是为自己的知识体系构建储备,所谓不积跬步、无以至千里,只有厚积,才能薄发,所以,一定要将专业知识学精、学透。最后,要注重实验课的学习,材料科学与工程专业本科期间开设的实验课程非常多,大学四年要做近百个实验。俗话说,纸上得采终觉浅,绝知此事要躬行,实验课是理论联系实际的桥梁,要重视每一个实验,从实验目的、实验原理到实验
相遇是一种缘分
回想与矿物资源工程的第一次相遇,在一个阳光明媚的午后。那日,在那鲜艳的录取通知书上,赫然印着“矿物资源工程”专业。从此,便与矿物资源工程结下了不解之缘。其实,在我最初看见“矿物资源工程”时除了惊诧,更多的是茫然。因为,我最开始并没有报矿物资源工程专业,是被调剂到这个专业的。但是,我想那么多专业我为什么就偏偏被调剂到这个专业了呢,或许这就是一种缘分。为了这种缘分,我便开始去了解矿物资源工程,上网、查资料、进图书馆 以及后来上学后咨诲专业老师询问学长学姐等等,渐渐地我便与矿物资源工程开始了相知。步骤、实验结果、实验分析,每一个细节都应当弄透弄懂。事实上,从实验课程我们能够学习到与我们专业在实际生活中相联系的最为有用的知识。所以,要重视实验课的学习。
研究方向非常广泛,就业前景也十分广阔,从材料学毕业的学生能去钢厂发展当然会是一个很好的选择,材料科学与工程专业的学生毕业后可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建
相知是一种福分
矿物资源工程专业一般设有2个专业方向:采矿工程和矿物加工工程,一般经过一年的基础课程学习后,从大二第一学期开始根据学生意愿选择采矿工程或矿物加工工程方向进行专业学习。主要学习矿山地质和工艺矿物学、矿床开采技术和方法、矿物加工技术和方法、矿产资源开发规划与设计、矿物加工利用规划与设计、矿山技术经济和管理、矿产资源理论前沿等内容。主要课程包括工程力学、弹性力学、岩石力学、流体力学、无机化学、有机化学、物理化学、矿石学、矿床地质、工程测量、运筹学、矿物加工学、采矿学、爆破工程、矿井通风与安全、矿物加工厂工艺设计、矿物加工试验研究方法、矿山企业设计原理、井巷工程、技术经济学等。
矿业本身就是工业的龙头行业,承担为工业企业提供能源及动力的重任,在国民经济发展中地位重要。特别是2003年以后,我国的矿业形式更是迎来了新的春天。在这种良好形式下,采矿工程专业的人才却相对稀少。所以近年来,本专业的就业率一直都高居榜首。据了解,现已毕业的矿物资源工程筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作,也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作,还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。
拥有国家特色专业院校:北京科技大学、北京化工大学、武汉理工大学、中南大学、贵州大学、西南科技大学等学生都从事现代化矿山开采、矿物加工、大型岩土工程规划设计、生产经营管理、科学研究、技术监督、资源评估、投资分析等各个领域的工作,其中不乏很多毕业同学都已当上矿业公司的总经理、矿山的矿长等,待遇非常可观。同时,由于本专业的宽基础学习,很多学生在本科毕业时选择了读研,有近半左右被推荐或考取攻读硕士学位。
执子之手与子偕老
而今,从酷暑到寒冬,不知不觉矿物资源工程已然陪我走过了近3年的光景,我们由起初的遇见变为如今的相知相伴。此时此刻,作为一名矿物资源工程的忠实支持与拥护者,为了进一步与各位有共同爱好的朋友相亲相爱,共同打造矿业的青春与明天,真诚地希望您选择矿物资源工程。
关键词:采掘工程系统工程计算机优化采掘工程的特点
采掘工程一般时间比较长,同时涉及的区域范围非常大,因此对于一向采掘工程来说,需要巨大的人力和智力支持,通常在采掘工程进行前,都要制定详细的计划和安全预警方案,以确保整个工程的安全性和连贯性。
采掘工程具有学科的联系性差。传统的采掘工程涉及的学科非常多,主要涉及到的有地质工程学,地质统计学,安全系统学等,但是由于传统的采掘工程的每一个环节是相互分离的,即相互的联系不大,因此,这些边缘学科呈现的特点就是个体的,孤立的。
采掘工程可以采用先进的技术。作为一个古老的行业,采掘工程发展到今天,本身已经发生翻天覆地的变化,随着时代的要求,任何一个行业都追求高效率高质量,采掘行业也不例外,在高新技术的带动下,采掘行业中大力引进了数字和计算机技术,使得一个古老的行业在飞速发展的今天仍然光彩依旧。
应用系统工程的原因
传统的采掘工程在高科技的带动之下得以继续发展,而在采掘工程中最为大家所关心的就是系统工程,所谓系统工程就是利用先进的技术和采掘工程紧密结合为采掘工程的各个环节提供精密数据的工程,现在已经发展成了一个学科的研究方向。之所以采掘工程中要应用系统工程,是有一定原因的,主要包括一下几个方面:
采掘工程的特点之一就是工会称的整体性强,而整体性的要求就是对于整个工程,从前期计划到实际施工都需要对整体进行细致的分析和掌握。同时可以使相对独立的各个环节连接成一个整体,使采掘工作人员从宏观上把握整体工程。
学科之间相互交叉。上面提到采掘工程涉及的学科相对较多,而且有比较零散,可能一向工程中需要很多不同的专业人才,而相对独立的学科关系使得在解决问题上沟通很困难,系统工程的出现打破了这种僵局。首先,系统工程让学科之间的联系更加紧密。其次,在系统工程的带动下,出现了安全系统工程,地质统计学等边缘学科,对采掘工程的技术发展提供帮助。
我们知道采掘行业是一个古老的行业,以往的采掘工程往往依靠的是经验,而随着系统工程的出现,现代化的数字技术和计算机技术可以大大提高采掘行业的工作效率,同时对于整个工程的分析更加的科学化,将从前的定性分析转变成定量决策。
应用的具体方面:
1矿山地质系统。这一系统在采掘行业的应用十分广泛。
首先,在一个采掘计划下,人们先要对采掘的区域的地质情况有一个基本的认识,例如在采矿工程中,人们往往采用数据库存放地来进行测数据,像早期的FoxBase,Foxpro以及近些年的Access等。然后,将采集的数据进行分析和统计,通过统计的过程,人们可以探测出所采掘的区域的矿产的分布,矿石的厚度以及矿石的额品味,这些对于采掘计划的前期工作来说,具有很大的前瞻性,给接下来的开采工作提供方便。而为了精确的表示矿藏的分布,通常用不同的颜色来表示分布情况。
工程系统的另一个用途就是对矿石的品味进行评价,我们知道,采掘工程通常规模大,工期长,因此,在计划阶段,针对采掘的区域的矿石的品味所进行精确的分析能够很好的预算整个工程的价值。在矿石的评估上,多采用地质统计学法,距离平方反比法和多边形法,当然,随着技术的不断创新和发展,人们现在大多将地质统计学法应用于地址污染的探测。
工程系统第三个作用就是对整个采掘区域的矿石储量和地质图进行探测。一个地区矿石储量的多少决定了整个工程的人力,物力的数量以及工程的工期的如何安排。对于矿石储量的测量,近几年来,人们热衷于利用三位立体图的方式,通过画面呈现的三位立体图,可以直观的看到每个区域的矿石的分布整个地质状况。
第四个作用就是对区域内部的矿石的价值进行评估,前面说到,对于价值的评估可以很好的计算整个工程的预算,因为,矿石的开采主要的主要目的就死利用矿石的价值来获得经济上的利益,因此,在矿石地质系统中,无论是对矿石价值的评估还是对储量的分析,最终的目的都是活的利益。
2露天开采设计。相对于地下开采设计,露天开采设计的优势在于,我国的露天开采设计已经形成了一套较完善的设计方案。在露天开采上,不同的国家有着不同的设计方法,例如,在英国,其学者提出了遗产算法,法国采用函数算法,而北美国家则更愿意利用图论法来进行露天开采的设计,我国常用的方法主要是浮动圆锥法,主要的原理就是,将各个小的圆锥台组成一个大的整体合力进行挖掘,即克服了单个个体的势单力薄,同时利用合力还可以展现最好的效果。
由于是露天开采,所以,在开挖后,留在矿坑中的石头等杂物是要运出矿坑外地,以往,人们在采掘露天矿坑时,主要凭的是经验,通过经验来进行估测,找到将杂物运出矿坑的路线,而有了现代化的系统工程,在进行露天设计的同时,软件已经将杂物运出的路线计算好,呈现给设计者,既省时又省力。
3地下开采设计。上文提到过,地下设计开采没有形成一套相对完善的设计方法,因此,在对地下开采进行设计时,很多开采方法都需要进行反复的求证方可用于实践。首先,对于地下开采方法,我国比较通用的方式是将系统计算和模糊评估两种方法结合,第一步是利用系统计算找出一系列的可行的方案,然后,在模糊评估的评估下,找出最优的开采方案。完成了第一步后,接下来就是具体的切割巷道的确定了,我们通常采用CAD技术进行最终的确定,和我国不同的是,国外大多采用三维立体图的模式。最后的一步就是利用计算机的模拟技术对整个过程中的随机因素控制和处理,一次来应对复杂多变的矿区环境。
除了开采方式之外,最后还要对整个采掘工程的价值进行评估,这项评估中包括静态,动态和风险几个方面的评估,因为,一项采掘工程随着不同阶段的进行,价值评估一直伴随其中,其中风险评估系统的应用最为广泛,对风险的精确掌控就意味着可以将经济价值最大化。
4生产过程监控。作为采掘工程的最重要的一步,矿山的生产过程的监督显得尤为重要。值得一提的是,矿山生产过程的监督仅限于在单个作业中,整个行业的监督目前还达不到。首先就是在调度方面的监控,整个采掘工程开始后,运输就成了主要的任务,为了实现科学安全的运输,对于整个矿山的监控是必不可少的。在监控时主要采用GPS导航系统进行准确定位,实现信息的畅通。其次,对于矿区中不利于监控的区域,利用工业电视进行监控,利用工业电视的好处是,在矿区中发生事故时,可以及时采取救援措施,力求将损失降到最小。最后一项监控就是大型设备的监控,世界上的很多国家都在致力于首先大型机器设备的自我监控,这项技术还停留在设想和研制阶段,希望,不久的将来可以实现设备的自我监控,不仅节约了劳动力,同时对效率的提高也起到了良好的示范作用。
以上谈到的是我国采掘工程在计划计划阶段所应用的几个具体的系统工程,以及系统工程应用为我国的额采掘行业的发展带来美好的前景。当然随着时代的发展,系统工程也会不断的创新,完善现阶段的不足。
参考文献:
[1] 《矿山机械》 程居山主编
[2] 《采矿设计手册》 《煤矿矿井采矿设计手册》编写组 煤炭工业出版社
[3] 《采矿专业毕业设计指导书》 陈郑正主编 矿业大学出版社
【关键词】 全员创新 促进 煤业企业
企业在当代社会科技进步特别是技术进步中起着越来越重要的作用,在我国的国家创新体系中占据主导地位。煤炭企业作为自主创新的主体,掌握着资金、技术和人才等战略优势资源,但总体上,煤炭企业的自主创新能力不容乐观。川煤集团广能公司属国有大型煤炭企业,公司通过大力实施科技兴企战略,深入开展全员技术创新活动,使企业技术创新工作从主要依赖工程技术人员向全员参与技术创新的根本性转变,逐步实现全员技术创新,提高了自主创新能力,有力地促进了企业的安全高效和可持续发展。公司全员技术创新工作以科技项目攻关与群众性“五小”活动为契机,重点开展了以下几方面工作,供同类型行业参考和借鉴。
1 培育创新文化,构建全员创新组织体系
1.1 营造创新氛围
30多年来,广能公司经历了刀柱、阶、长壁炮采、伪倾斜柔性掩护支架、高档普查以及大倾角、急倾斜综采的艰辛历程后,更加坚定了紧紧依靠科技进步,走采掘机械化、科技治灾、先进技术向先进生产力转化之路,走采掘技术成果向煤机拳头产品转化的创新发展之路,在全公司范围了营造了尊重科学、崇尚创新、全员参与的浓厚氛围。
1.2 健全组织体系
一是成立“公司-矿”两级技术创新工作领导小组。明确行政主要领导牵头、分管领导具体负责,切实增强技术创新工作的组织保障。二是成立专业研究室。公司在技术中心设置了煤矿主体各专业和煤机产品的研究室,并配备了专兼职技术开发人员。三是组建重点科技项目攻关课题组。对公司级重大科技项目实行责任制,由总经理与各攻关课题组组长签订目标责任状,落实攻关责任。四是开展群众性“五小”活动。公司鼓励基层职工积极参与“五小”活动,并做到群众性“五小”活动常态化。近年,公司参与技术创新的普通职工占职工总数的2成以上,获得技术创新成果的职工占职工总数的10%以上。
1.3 制定创新规划
一是科学制定创新发展规划。公司制定有“技术创新中长期发展规划”和“五年科技发展(创新)规划”,明确了公司打造科技创新型企业的发展规划、年度计划、重点研究方向和保障措施。二是每年下达“五小”活动计划,推进技术创新工作向基层职工、岗位现场延伸。
2 强化基础管理,构建全员创新长效发展机制
2.1 完善科技投入保障机制
一是对公司级重大科技项目下达资金补助计划保障科技项目攻关投入。针对公司级重大科技攻关项目,由公司集中人、财、物资源实施攻关,并对实施单位下达资金补助计划,项目结题验收后给予资金补助。二是矿级科技项目实行自有资金保障本级科技项目攻关投入。对未列为公司级重大科技攻关项目,由公司下达科技项目计划,由各单位自筹资金组织实施,并向基层科室、连队落实攻关任务,公司负责督促考核。三是集中列支群众性“五小”活动经费。公司每年从集中的科技经费中,预列专项资金用于群众性“五小”活动的开展与奖励,确保“五小”活动经费的足额到位。
2.2 完善技术创新激励机制
2.2.1 建立职工“五小”活动创新发展机制
一是积极组织职工开展合理化建议、小改小革、岗位技能竞赛等群众性“五小”创新活动,坚持每年召开职工“五小”成果及表彰会。二是建立技师“五小”任务摊派,成果数量与技师津贴挂钩考核激励机制。三是建立职工“五小”革新能手评选机制,对连续三年以上获得多项“五小”成果,且成果质量较高的职工评选为革新能手,并给予一定的岗位津贴。四是建立“职工技术创新工作室”,配备技术创新专项资金和创新能力较强的职工,充分发挥职工技术创新能力。近年,广能公司建立了5个“职工技术创新工作室”,其中绿水洞煤矿“何模洪技术创新工作室”被中华全国总工会命名为“劳动创新工作室”,公司被授予“全国职工技术创新工作先进单位”,成为四川省唯一获此殊荣的煤炭企业。
2.2.2 建立企业技术创新考核评价机制
建立企业技术创新考核评价机制是加强企业技术创新工作,深化企业自主创新体系建设,落实各级技术创新工作责任制的重要措施。公司成立技术创新考核小组,坚持每年对二级单位术创新机构及平台建设、技术创新机制建设、技术创新计划管理、技术创新人才培养、技术创新项目管理、技术创新成效等六个方面进行量化考核。对分数较高排名靠前的单位给予“技术创新优秀单位”授牌奖励,对重视不够、创新成果较少、分数较低的单位给予处罚和通报批评。
2.2.3 建立全员创新激励机制
为充分调动广大科技工作者参与技术创新工作的积极性,公司坚持每年修订、补充和完善技术创新工作、专兼职研究室管理和绩效、技术报告撰写、职工“五小”活动等全员创新考核办法,严格逗硬考核,加大全员创新成果激励。对专利技术成果采取申请受理、授权、组织实施三个阶段进行分别奖励;对获得市级以上奖励的科技成果,分别按市、省、国家级成果给予不同倍数再奖励。对重大技术进步项目,签订专门攻关合同,实行悬奖重奖政策。“五小”活动根据成果的效益和水平,可获数千元奖励并落实到具体职工。
2.3 加强人才培养,打造全员创新的精英团队
一是建设核心技术人才队伍。对公司的重大技术项目,由课题组组长在全公司范围内抽调精兵强将,并有针对性地吸引相关科研院所的专家参与课题研究或技术会诊,聚集内部技术资源,发挥外脑聪明才智,着力增强核心研发团队的创新能力。
二是强化技术人才引进培养。立足社会及大专院校,加大煤矿主体专业、机械设计与制造、自动化控制等紧缺科技人才的引进力度;同时,立足自身,与重点本科院校开办采矿、机电专本科函授班和采矿工程硕士研究生班,切实为建设创新型煤炭企业储备人才。
三是狠抓技能型人才队伍建设。采取拜师学艺、技术比武、职工夜校以及与设备制造厂专家交流培训、送一线优秀职工到先进企业考察学习、学校培养等方式,提高职工操作技能。
3 依托重大项目,把握创新的重点与方向
3.1 攻克重大技术难题
公司狠抓重大技术项目攻关,着力解决制约安全生产的重大技术难题。近年来,公司重点攻克了大倾角、急倾斜煤层综采、急倾斜煤层俯伪综采、薄煤层综采等技术及装备研制,为公司可持续发展提供了技术保障,多项技术填补了国内复杂地质条件综采空白。另外,公司还开展了岩巷装备配套及掘进新工艺研究,引进了岩巷液压钻机、侧卸式装岩机、钻装一体机等先进设备,提高了岩巷掘进机械化程度,并实现了坚硬(f=10-12)岩巷单进达200m/月以上。
3.2 推进科技防灾治灾
公司围绕防治水、防治瓦斯和煤与瓦斯突出等安全工作重点,引进先进技术手段,重点完成了矿井瓦斯地质、低透气性煤层水压预裂增透消突、复杂水文地质条件下水害防治方法、溶洞裂隙带压水封堵技术等安全治灾项目的研究运用,初步构建了复杂地质条件下综合防灾治灾体系。近年来,公司杜绝了一通三防、防治水方面的重大安全事故发生。
3.3 提升机械化发展质量
公司积极开展大倾角、急倾斜及薄煤层综采技术的创新研究,大力推广应用煤巷掘进新技术、新工艺、新设备,成功解决了多项复杂煤层机械化开采及煤岩巷安全快速掘进等技术难题,提高了矿井采掘机械化发展质量。目前,公司综采、综掘机械化程度分别达95.5%、45.1%;倾斜、急倾斜煤层综采、薄煤层综采月单产和岩巷炮掘月单进均创下四川煤炭产业纪录,多项记录位于西南片区前列;五对生产矿井中已有两对矿井被中国煤炭工业协会命名为“行业级安全高产高效矿井”。
4 强化基础管理,积极争取政府重大科技支撑计划
为充分享受税收优惠和政府重大科技项目经费补助等政策,公司坚持跟踪、研究相关优惠政策和年度技术创新项目扶持重点和方向,加强协调,掌握申报相关要求,作好基础管理和申报工作。公司制定了科技投入统计归集办法,把科技投入的统计工作质量纳入技术创新工作进行专项考核,确保科技投入明细、台账及相关凭证管理保存规范,为享受国家有关科技优惠政策提供了基础条件。近年,公司连续享受了科技抵税、重大科技项目专项资金补助等有关科技优惠政策,让企业职工尝到了甜头,为企业持续创新和实现安全高效发展提供了动力。
5 全员技术创新成效
近两年来,公司坚定科技兴企、全员创新战略,完成科技进步项目87项,并奖励群众性“五小”活动成果180余项,累计创经济效益6700万元;通过省部级以上重点技术进步项目鉴定16项,其中获国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步一等奖2项、二等奖3项、三等奖6项;申请专利28项,授权18项;先后荣获“创新型企业”、“知识产权优势企业”、“省级技术中心”、“全国职工技术创新工作先进单位”等称号。
参考文献: