《智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)》教學(xué)大綱

1、智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)課程教學(xué)大綱課程名稱(chēng)：智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)英文名稱(chēng)：Intelligent Mine and Intelligent Mining Technology課程編號(hào)：021012000課程性質(zhì)：選修學(xué)分/學(xué)時(shí)：1.5/24 。其中，講授 22學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn) 0學(xué)時(shí)，上機(jī) 0學(xué)時(shí)，實(shí)訓(xùn) 2學(xué)時(shí)適用專(zhuān)業(yè)：采礦工程任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院 采礦工程系 一、課程簡(jiǎn)介課程定位：智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)是采礦工程專(zhuān)業(yè)主干課程之一，是為了適應(yīng)煤炭行業(yè)科技發(fā)展對(duì)人才和知識(shí)的需求，講述信息化、智能化在煤礦生產(chǎn)、管理和建設(shè)中的應(yīng)用。該課程包括了采煤方法、綜采工藝智能控制系統(tǒng)、智慧礦山等綜合

2、性知識(shí)體系。課程內(nèi)容：采煤方法、采煤工藝和回采巷道布置的基本理論和方法；液壓支架電液控制系統(tǒng)；綜采工藝的單機(jī)自動(dòng)化模式；智能化綜采控制技術(shù)；智能綜采生產(chǎn)工藝；智能綜采新技術(shù)及發(fā)展前景；智慧礦山及建設(shè)前景。學(xué)習(xí)成效：通過(guò)學(xué)習(xí)本課程使學(xué)生樹(shù)立正確而較為全面的智慧礦山、智能開(kāi)采技術(shù)和智能化應(yīng)用于礦山帶來(lái)的全新理念和運(yùn)營(yíng)模式，為學(xué)生今后從事采礦工程設(shè)計(jì)、智慧礦山建設(shè)與管理、智能化綜采面生產(chǎn)工藝建設(shè)與管理以及科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。先修課程：煤礦地質(zhì)學(xué)、采礦學(xué)、礦山壓力與巖層控制、井巷工程、礦井通風(fēng)與安全等。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)與畢業(yè)要求根據(jù)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2017版），智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)對(duì)采礦

3、工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1 課程學(xué)習(xí)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于采礦工程（含智能開(kāi)采），并能解決較復(fù)雜工程問(wèn)題。學(xué)習(xí)目標(biāo)1：掌握智慧礦山的概念、架構(gòu)及智能生產(chǎn)系統(tǒng)體系，掌握智能采礦的基本方法、工藝和控制系統(tǒng)。H3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案：能夠針對(duì)采礦工程領(lǐng)域的生產(chǎn)與管理問(wèn)題提出解決方案，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足特定需求的系統(tǒng)或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。學(xué)習(xí)目標(biāo)2：掌握基于智慧礦山體系的礦井建設(shè)及管理新理念及方法，能夠針對(duì)具體綜采面設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)及基本架構(gòu)，熟悉智能綜采工

4、作面的系統(tǒng)原理、組成及基本的故障診斷與維修。H7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程中，樹(shù)立環(huán)境和諧與可持續(xù)發(fā)展理念，并運(yùn)用于工程實(shí)踐當(dāng)中。學(xué)習(xí)目標(biāo)3：了解采礦工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)、安全、研究與開(kāi)發(fā)等方面的方針、政策以及發(fā)展趨勢(shì)；能正確認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)采礦行業(yè)的巨大影響。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示課程與各項(xiàng)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。三、學(xué)習(xí)目標(biāo)與教學(xué)環(huán)節(jié)由于智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)是采礦專(zhuān)業(yè)最重要的核心課程之一，課程內(nèi)容里專(zhuān)業(yè)概念多、知識(shí)點(diǎn)多，難點(diǎn)多，因此，采用線上、線下教學(xué)方法共同使用、共同配合的教學(xué)方法，以達(dá)到充分利用線上課程學(xué)習(xí)方便、不受時(shí)間限制、可重復(fù)學(xué)習(xí)以及線下教學(xué)師生交流

5、方便、講解詳細(xì)的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最好的教學(xué)效果。線上知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容主要分為2部分：一部分為重要的基礎(chǔ)知識(shí)，此部分為教材煤礦開(kāi)采學(xué)中的基本概念、基本理論、基本技術(shù)等問(wèn)題，錄成知識(shí)點(diǎn)后教師上課可以重復(fù)使用，學(xué)生可以重復(fù)學(xué)習(xí)；另一部分是智能開(kāi)采方面的知識(shí)，這方面的知識(shí)目前沒(méi)有成熟的教材可用，參考資料也較少，并且時(shí)效性較強(qiáng)、更新快，所以課程組從事此方向研究的教師自編講義，錄成在線知識(shí)點(diǎn)后可供學(xué)生方便的在線學(xué)習(xí)，也可以擴(kuò)大授眾面，使更多的學(xué)生能夠?qū)W習(xí)、了解智能采礦方面的新知識(shí)。本學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)單元與培養(yǎng)環(huán)節(jié)見(jiàn)表2。表2 學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)單元與培養(yǎng)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)單元培養(yǎng)環(huán)節(jié)授課討論課程項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)1：掌握智慧礦山

6、的概念、架構(gòu)及智能生產(chǎn)系統(tǒng)體系，掌握智能采礦的基本方法、工藝和控制系統(tǒng)。智能采礦的基本概念采煤方法的概念采煤工藝與采煤系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標(biāo)2：掌握基于智慧礦山體系的礦井建設(shè)及管理新理念及方法，能夠針對(duì)具體綜采面設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)及基本架構(gòu)，熟悉智能綜采工作面的系統(tǒng)原理、組成及基本的故障診斷與維修。液壓支架電液控制系統(tǒng)綜采工藝的單機(jī)自動(dòng)化模式智能化綜采控制技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)3：了解采礦工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)、安全、研究與開(kāi)發(fā)等方面的方針、政策以及發(fā)展趨勢(shì)；能正確認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)采礦行業(yè)的巨大影響。智能綜采新技術(shù)智慧礦山技術(shù)1. 布置一次課堂討論通過(guò)查閱相關(guān)資料，對(duì)智慧礦山、智能綜采、電液控制系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于煤礦生

7、產(chǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。2. 布置一個(gè)課程項(xiàng)目查詢(xún)最新的智慧礦山、智能化開(kāi)采方面的文章，撰寫(xiě)人工智能、自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的最新進(jìn)展報(bào)告。3. 布置2次課外作業(yè)（1）電液控制系統(tǒng)的原理；（2）智能化綜采控制技術(shù)設(shè)計(jì)。四、課程內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)將以“采煤方法、智能化單機(jī)系統(tǒng)、綜采智能化控制系統(tǒng)、智慧礦山”為主線，主要介紹采煤方法、采煤工藝和回采巷道布置的基本理論和方法；液壓支架電液控制系統(tǒng)；綜采工藝的單機(jī)自動(dòng)化模式；智能化綜采控制技術(shù)；智能綜采生產(chǎn)工藝；智能綜采新技術(shù)及發(fā)展前景；智慧礦山及建設(shè)前景。根據(jù)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版），智慧礦山與智能開(kāi)

8、采技術(shù)知識(shí)單元、知識(shí)點(diǎn)與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表3。表3 知識(shí)單元、知識(shí)點(diǎn)與學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)課程目標(biāo)序號(hào)描 述序號(hào)描 述1基本概論1智能采礦的基本概念4012智慧礦山的含義3采煤方法的概念4本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法2采煤工藝 1爆破采煤工藝4012普通機(jī)械化采煤工藝3綜采機(jī)械化采煤工藝4放頂煤采煤法3采煤系統(tǒng)及地下氣化1單一走向采煤法采煤系統(tǒng)4012傾斜長(zhǎng)壁采煤法3大采高技術(shù)4煤炭地下氣化4綜采設(shè)備的單機(jī)自動(dòng)化1液壓支架電液控制系統(tǒng)（上）6022液壓支架電液控制系統(tǒng)（下）3綜采設(shè)備單機(jī)自動(dòng)化模式（上）4綜采設(shè)備單機(jī)自動(dòng)化模式（下）5智能化綜采技術(shù)1智能化綜采控制技術(shù)6232智能綜采生產(chǎn)工

9、藝3智能綜采新技術(shù)4智慧礦山技術(shù)6合計(jì)222五、考核方案及考核權(quán)重基于智慧礦山與智能開(kāi)采技術(shù)教學(xué)內(nèi)容與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，制定本課程質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。課程考試考核總成績(jī)由平時(shí)學(xué)習(xí)表現(xiàn)、過(guò)程考核成績(jī)和結(jié)課考試成績(jī)?nèi)糠纸M成，這種考核方式可大大促進(jìn)學(xué)生對(duì)日常教學(xué)環(huán)節(jié)中知識(shí)積累和掌握的重視程度，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。考試考核方案及權(quán)重見(jiàn)表4。表4 考核方案及考核權(quán)重學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)單元支撐章節(jié)考核環(huán)節(jié)權(quán)重合計(jì)結(jié)課考試過(guò)程考核平時(shí)表現(xiàn)權(quán)重課程項(xiàng)目課后作業(yè)在線測(cè)試課堂討論課堂測(cè)試學(xué)習(xí)目標(biāo)1：掌握智慧礦山的概念、架構(gòu)及智能生產(chǎn)系統(tǒng)體系，掌握智能采礦的基本方法、工藝和控制系統(tǒng)。智能采礦的基本概念采煤方法的概念采煤

10、工藝與采煤系統(tǒng)10%10%3%23%學(xué)習(xí)目標(biāo)2：掌握基于智慧礦山體系的礦井建設(shè)及管理新理念及方法，能夠針對(duì)具體綜采面設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)及基本架構(gòu)，熟悉智能綜采工作面的系統(tǒng)原理、組成及基本的故障診斷與維修。液壓支架電液控制系統(tǒng)綜采工藝的單機(jī)自動(dòng)化模式智能化綜采控制技術(shù)10%5%15%3%33%學(xué)習(xí)目標(biāo)3：了解采礦工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)、安全、研究與開(kāi)發(fā)等方面的方針、政策以及發(fā)展趨勢(shì)；能正確認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化技術(shù)對(duì)采礦行業(yè)的巨大影響。智能綜采新技術(shù)智慧礦山技術(shù)20%20%4%44%40%5%45%10%100%本門(mén)課程的所有環(huán)節(jié)均要求學(xué)生參與并簽到，不得缺勤；結(jié)課考試成績(jī)不滿(mǎn)卷面成績(jī)50%，課程考核不合格。六、課程持續(xù)改進(jìn)結(jié)合工程認(rèn)證的課程達(dá)成度評(píng)價(jià)表內(nèi)容，智能采礦課程需要持續(xù)改進(jìn)的內(nèi)容如表5所示。表5 課程需要持續(xù)改進(jìn)的內(nèi)容定期做適當(dāng)?shù)挠涗?，以便評(píng)估學(xué)生能力的取得程度評(píng)估的結(jié)果被系統(tǒng)地加入項(xiàng)目持續(xù)改進(jìn)中其他可用的協(xié)助持續(xù)改進(jìn)的資源1 鞏固使用賽課、雨課堂等課程平臺(tái)，加強(qiáng)過(guò)程考核，掌握學(xué)生對(duì)所講知識(shí)的掌握程度和需求；2 通過(guò)課堂討論、互動(dòng)、課程項(xiàng)目，提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。通過(guò)對(duì)畢業(yè)生和用