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采礦工程師范文1
作者簡介：常聚才（1979-），男，山東臨沂人，安徽理工大學能源與安全學院，副教授。
基金項目：本文系安徽理工大學優秀創新學術團隊基金（項目編號：20091801）、安徽理工大學教研項目（項目編號：2012065）的研究成果。
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）14-0128-02
教育部實施“卓越工程師教育培養計劃”的目的在于培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才，為建設創新型國家和人才強國戰略服務。卓越計劃有三個主要特點：一是要求行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。其中，培養學生的工程能力和創新能力是學校人才培養改革和提升的核心。[1]安徽理工大學采礦工程專業具有鮮明的煤炭特色背景，專業特色優勢明顯，注重學生吃苦耐勞和腳踏實地精神的培養，突出教學為生產服務，在不斷探索和實踐專業人才培養模式的過程中培養了數千名采礦優秀技術人才，所培養的畢業生適應社會需求，深受用人單位歡迎，社會反映良好。但近幾年根據煤礦企業對畢業生質量的反饋，采礦工程專業學生在創新能力方面有明顯弱化現象。實踐教學是培養大學生具有創新能力、就業能力和創業能力的重要途徑，是大學生更快更好地適應社會工作要求的基礎和保障。為此，改革實踐教學體系，提高實踐教學質量，是培養卓越采礦工程師的重要組成部分。
一、采礦工程專業實踐教學存在的主要問題
1.實踐教學學時不足
安徽理工大學采礦工程專業改變辦學思路，以“厚基礎，寬口徑”的辦學思想，使得采礦工程專業的實踐教學學時越來越少。課堂教學中，公共基礎課程與專業基礎、專業課程各占總課堂教學學時的1/2；政治思想教育方面的實踐教學占集中性實踐環節的2/5以上；專業集中實踐性教學在專業總教學學分中占15%左右。[2]因此，在專業培養方案中，工程實踐性教學所占學時嚴重不足，阻礙了創新型人才的培養。
2.實驗教學質量不高
由于擴招，學生人數增多，采礦工程實驗室規模小，使實驗教學成為了人才培養的薄弱環節。實驗室硬軟件已不能滿足創新型人才培養的需求。[3]采礦工程實驗室主要承擔采礦工程和安全工程（礦山安全方向）本科與研究生在巖石力學、礦山壓力及其控制、采礦學、井巷工程、礦壓測試技術、采礦CAD、相似模擬、數值模擬等課程的實驗課，正常實驗教學周期長、任務重，實驗課時總數每年在400學時左右。因為學生多，加之場地和設備有限，必須分組實驗，導致總實驗次數和實際學時數增多，基本上每天均有實驗教學任務，甚至晚上和周末也會進行實驗教學。而采礦工程實驗室僅有專職實驗教師2名，除了承擔繁重的教學任務外，還要為科研做大量基礎實驗和研究工作。實驗課出現了少數學生干，多數學生看，抄寫實驗報告等問題，導致大部分實驗教學質量不高，限制了創新型人才的培養。
3.實踐教學效果差
安徽理工大學采礦專業教學計劃上安排了認識、生產和畢業實習，實習次數較多，實習基地每個礦井每年需頻繁接受學生實習，且礦山企業限于安全管理考慮，對學生去礦山井下現場實習持有抵觸心理。因此，學生在校期間“真刀真槍”的實習很少，有的采礦專業大學生大學期間到礦山井下次數累計不超過10次，更何況下井只是走馬觀花式參觀，實習效果大打折扣。另外，實習經費嚴重缺乏，不能合理地選擇實習地點、實習內容和實習時間，致使現場實習時間被大大壓縮，導致實習效果差。同時傳統的實習方式是完全由教師包辦，這種方式使學生的主動性和創造性受到了制約，從實習準備到進行，直至結束，都由教師組織安排和指導，勢必會限制學生主動性的發揮，而使學生的依賴性增大。
二、卓越采礦工程師實踐教學體系的設計
卓越采礦工程師的培養依據“卓越計劃”，旨在培養工程實踐創新能力強、適應經濟社會發展需要的煤礦行業高質量工程技術人才。[4]針對目前采礦工程專業實踐教學中存在的主要問題，設計卓越采礦人才培養體系時應重點體現三個方面：一是要求煤礦行業企業深度參與；二是按照煤礦行業標準培養工程人才；三是強化學生的創新能力和工程實踐能力培養。按照“卓越計劃”要求，制定了卓越采礦人才培養的實踐教學體系。
1.增加實踐教學學時，優化實踐教學內容
卓越采礦工程師的實踐教學以“工程實踐貫穿整個學習過程”為主線，適當增加了工程技術知識的課堂教學內容、專業實驗教學內容，同時增加了礦山工程實踐的時間和實踐內容，使實踐教學學時增加到40周。實踐教學分為課程實踐、工程實踐及創新實踐。課程實踐的目的是使專業理論知識與現場實踐應用密切結合，培養學生的知識轉化及應用能力，采礦專業“煤礦開采學”、“地下工程施工”等每門主干課程都設置8個課時在煤礦井下現場教學，使學生能較快地接受課程內容，并能與現場實踐應用結合。工程實踐共設32學分，通過一系列實習、設計與實訓培養學生的現場應用及創新能力，同時在企業現場環境中也培養了學生的適應能力、解決實際問題的能力和從事煤礦工作的職業素質。
2.加強校企合作，建立校外實踐基地
采礦卓越工程師培養計劃是由學校和煤礦企業共同制訂，同時建立卓越采礦工程師實踐教學基地，為學生的實習、設計、實訓等創造良好的實踐環境，使煤礦企業深度參與整個培養過程。安徽理工大學與淮南礦業（集團）有限責任公司簽訂聯合培養協議，把2個生產礦井作為卓越工程師培養的實訓基地，與安徽省4大煤礦企業共同建立了28個實習實踐基地（煤礦）。聘請現場工程技術人員作為學生導師，使學生能“真刀實槍”的進行實習與設計。
3.加強實驗室建設，改革實驗教學方式
以新校區建設為契機，加強實驗室建設，改革實驗教學方式。根據實驗教學定位，以創新能力培養為主線，以實驗教學的內涵充實為改革重點，以實驗教學內容為核心點、實驗教學質量保障體系為關鍵點，實現地面模擬礦井實景實驗室、虛擬實驗室和常規實驗室一體化建設，全面推進實驗教學創新改革，實現實驗教學多方位開放。建設校內“生產礦井”、設計制作可拆裝的“積木”采礦模型，培養學生的動手操作能力。
4.引進優秀教師，優化師資隊伍
加強實驗和實習教師隊伍建設，通過政策引導，吸引高水平教師從事實驗和實習教學工作，同時加強教師與現場工程技術人員的交流，并通過聘請現場高級工程技術人員指導學生實習和畢業設計，建立校外教師聘用體系，加強實踐教學環節，達到校外教師和校內教師業務交叉、優勢資源共享的目的，優化實踐教學教師隊伍。一方面聘任煤礦企業高職稱、高學歷的工程技術人員擔任指導教師，另一方面實行青年教師導師制及煤礦現場鍛煉的制度，有步驟、有組織、有計劃地安排教師到廠礦頂崗工作，不斷提高專業課教師的實踐創新能力，以便于在教學過程中，真正擔負起培養學生實踐及創新能力的重任。
5.改革實踐考核方式，建立嚴格考核制度
摒棄過去單憑實習報告或設計圖紙評定成績的方式，實行過程控制及答辯的綜合考核方法。聘任的現場工程技術人員不僅要參與實踐教學工作，還要深度參與實踐考核。實習將筆試、現場答辯以及設計作業等方式綜合起來，由指導教師及生產單位工程技術人員組成的答辯委員會對學生進行考核，并評定成績，考核學生的知識應用能力和創造性思維。
三、結語
本文針對當前采礦工程專業實踐教學存在的主要問題，對培養卓越采礦工程師的實踐教學體系建設進行了探討，制定了卓越采礦人才培養的實踐教學體系，從而培養學生的工程能力與實踐能力。
參考文獻：
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采礦工程師范文2
【關鍵詞】三維立體技術；采礦工程；畢業設計；實踐教學
1.引言
采礦工程畢業設計是采礦工程專業必修的集中實踐性教學環節，屬于專業教學模塊，其目的是在學生已完成專業基礎課和專業課學習后，通過畢業設計的方式，綜合應用和深化本專業所學理論知識和專業技能，培養學生分析和解決實際問題的能力。通過該教學環節，要求學生達到如下要求：①能綜合運用多學科的理論知識與技能，通過畢業設計教學過程中的學習、研究和實際訓練能夠將理論認識深化、擴展知識領域、延伸專業技能；②學會依據課題任務進行資料數據的調研、收集、加工與整理，訓練學生正確使用各種設計資料、手冊、圖冊、國家標準和技術規范的基本技能，培養學生掌握工程設計的程序、方法和基本原則，提高學生工程計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；③樹立正確的設計思想，培養學生嚴肅認真的科學態度、嚴謹求實的工作作風、正確的技術經濟觀點和工程全局意識；④接受現代采礦工程師的基本訓練，進一步培養學生的創新能力和實踐能力，為畢業后更好地適應工程設計、科學研究及其它技術工作奠定必要的基礎。由以上采礦工程畢業設計的目的和要求可知，該教學環節對于學生整體專業知識的整合與專業技能的提升將會有不可替代的作用。但是，在實際的教學中，由于專業課開課時間較長、學生缺乏大局觀、知識整合能力欠缺等造成采礦工程畢業設計教學效果欠佳。因此，有必要采取先進的教學方法與手段來提高畢業設計的教學效果。近些年來，隨著計算機技術、信息技術、通信技術、自動控制技術、3S(GIS，GPS，RS)技術、網絡技術的發展，數字礦山近些年取得了長足的發展[1-2]，而作為數字礦山的重要組成部分，將三維立體技術運用于采礦工程畢業設計是一種有益的教學嘗試。
2.采礦工程畢業設計存在的問題及原因
2.1存在的問題
作為采礦工程專業培養體系的最后一個環節，采礦工程畢業設計對學生整體能力的提升作用毋庸置疑。內蒙古科技大學采礦工程專業的培養特色是露天與井工開采并重，因此在過去相當一段時間內，學生在畢業設計環節需要完成兩部分內容，即露天開采方案設計與井工開采方案設計。近些年，考慮到要與學生就業相結合，同時也是為了提高畢業設計質量、減輕學生負擔，因此按照學生的就業安排相應的畢業設計內容。這也就意味著，就業去向是露天礦山的學生安排露天畢業設計，就業去向是井工礦山則安排做井工畢業設計。通過調整畢業設計內容，畢業設計質量得到了保證，但是在實際教學中仍然存在教學內容生疏、整合知識能力差、對礦山感性認識有限、動手能力弱等問題。
2.2產生問題的原因
①課程學習周期長，教學內容生疏由于采礦工程專業自學生在大二下半學期就開設專業基礎課，再經過大三一整學期、大四上半學期的專業課學習，等到學生進入畢業設計環節，前后經歷了2年時間，因此學生對部分課程的教學內容已經生疏，影響了學生在畢業設計時對知識的綜合應用。②實習教學環節薄弱，感性認識有限對于工程類專業，實習教學環節是提高學生感性認識的重要手段。采礦工程專業的主要的實習教學環節包括生產認識實習和畢業實習，然而受限于礦山企業這類高危生產單位的安全限制，在學生進行礦山實習時常常是被技術人員帶領走馬觀花式的看一下企業生產流程，這樣就造成學生實習效果差，缺乏對礦山的感性認識。③就業壓力大，學生專業課學習效果不佳對于采礦工程專業來說，大四的上半學期是專業課的集中學習時間。在這一時間內，需要學習的專業課包括《露天采礦工藝》、《露天礦設計原理》、《煤礦地下開采》、《金屬礦地下開采》、《礦山環境保護》、《礦山安全》、《露天礦運輸及道路設計》、《采礦學課程設計》等，這些都是畢業設計的重要組成內容。但是由于近些年學生就業形勢不好，就業壓力逼迫學生不得不花費大量的時間與精力或找工作、或復習考研、或復習考公務員等等，因此學生對本該掌握的專業課沒有掌握。以上造成畢業設計困難的原因中，對于因學習周期長以及學習時間不夠而造成的知識內容欠缺可以在畢業設計期間由指導教師補充講解，而對礦山感性認識缺乏就目前來說解決較困難?；诮y一的空間和時間四維坐標，將礦山中的所有信息(包地形、建筑、地層、構造、礦床礦體、危險源、井巷工程、開采單元、采場、工作面、設備、人員、監控系統等)可視化后，能夠建立真三維礦山地理信息模型[2]，而借助三維立體技術可讓學生立體地觀察到礦山的組成，由此可提高學生對礦山的感性認識。
3.教學案例分析
這里以井工開采畢業設計為例，講解三維立體技術在畢業設計中的應用。對于井工開采畢業設計來說，第一步需要設計礦床的開拓系統。在開拓系統的基礎之上，才能完成采礦方法、通風系統、運輸與提升系統的設計，這類似于建筑中的框架結構，由此可見其重要性。由于前述種種原因，學生對于該部分缺乏直觀認識，無法在思想中想象開拓系統是什么樣子，因此設計開拓系統時困難重重。而教材中關于開拓系統的圖例缺乏立體感，無法引導學生。結合教材中關于圖1中的圖示1-5的備注，雖然能夠明白開拓系統的組成，但是無法將該圖與礦山其他系統結合起來，對于學生的指導作用不大。
4.教學效果
通過在內蒙古科技大學采礦工程2013屆、2014屆這兩屆學生的畢業設計教學實踐，教學效果如下：①提高了學生的學習興趣。通過觀摩三維立體模型，學生對畢業設計的態度發生明顯改變，由以前的被逼著做轉為主動追著做，設計進度明顯加快，學生畢業成績的優良率明顯增加；②促進了學生對專業知識的融會貫通。經過三維立體技術，有效地將《金屬礦地下開采》、《礦井通風》、《礦山安全》、《井巷工程》以及《采礦學課程設計》中所學到的知識融合成了一個整體，提高了學生對所學知識的綜合認識，達到了畢業設計的目的和要求；③開發了學生的創新能力。學生在了解到三維立體建模技術后，對數字礦山產生了濃厚的興趣，更有同學利用課外時間自學建模技術，并取得了較好的實踐成果。
5.結語
將三維建模技術應用在采礦工程畢業設計的教學中，可以在學生對礦山感性認識不足的情況下，擴充學生對于礦山生產系統的立體認識，加深學生對畢業設計相關內容的理解，進而提高畢業設計質量。但掌握三維建模技術需要許多專業以外的知識，這對于采礦工程專業的學生來說難度較大。利用該技術建立的礦山生產系統只是起到輔助教學展示的作用，并不能完全取代礦山生產實習所起到的作用。因此，最好的教學計劃安排應該是先了解某礦山的三維立體模型，再安排去該礦山實習，最后結合該礦山做畢業設計，只有反復地對照學習，才能夠加深學生對所學知識的掌握，提高畢業設計效果。
參考文獻：
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采礦工程師范文3
關鍵詞：采礦工程；施工技術；對策
我國采礦發展還不是很先進，在一些技術上還有很大的發展空間，在這些施工技術中存在著大量的不安全因素需要施工單位和施工人員進行全面的了解，只有這樣才能在采礦過程中規避這些不安全因素帶來的影響。
1采礦工程施工中存在的不安全因素及解決對策
1.1彎道采礦井巷施工中存在的不安全因素及解決對策
彎道采礦井巷施工中存在的不安全因素主要有兩個，一個是曲率半徑的影響，另一個是車道不合理設計產生的影響。曲率半徑對于不同的采礦井巷工程來說有不同的標準，一般在施工過程中曲率半徑的設定和運輸工具直接掛鉤，同時施工單位在施工前就會確保曲率半徑和交通運輸工具相匹配，這樣在施工過程中是安全的，不容易產生安全隱患。但由于礦山作業工程量浩大，為了及時的完成開采工程，施工單位要充分的利用現有的交通運輸工具，就會出現曲率半徑和運輸工具不匹配現象，不安全因素也就因此誕生。同時這種現象會造成更大的不良后果，曲率半徑過小和過大都會影響工程施工質量，過小會出現交通運輸工具無法正常轉彎行駛，容易發生翻車事故，而過大就會造成爆破后，石塊沉降不徹底，將運輸道路的坡度抬高，進而影響了整個開采工程的交通運輸秩序，在運輸速度上也會有所降低。因此，選取合適的曲率半徑非常重要，在施工前相關人員就應該盤點好交通運輸工具，對曲率半徑分別一一對應設計，這樣就能減少不安全因素的潛伏。而另一個是車道設計對彎道采礦井巷施工的影響，車道設計是彎道采礦井巷施工中最重要的部分，設計師在施工前就會對施工現場有一個全面的考察，對施工地段的位置和坡度進行分析和測量，但是卻忽略了視覺盲區這一重要思想，導致在彎道設計中存在大量盲區，在實際的行駛過程中很容易就出現相撞事件，嚴重威脅了施工人員的人身安全。因此在設計中要考慮到這個問題，在施工過程中要進行反復的視覺試驗，做到將盲區降到最低。
1.2采掘工作面施工中存在的不安全因素及解決對策
在采掘工作面施工中也存在不少不安全因素，需要施工人員在施工中認真對待。在進行切眼和分斜坡在開口施工的時候，不少施工單位并沒有沿著土層結構進行開口，而是較為隨意的動工，這樣不僅容易破壞巖層結構，造成松動，出現塌陷，還容易出現質量問題，在下一步施工中容易引發一系列質量問題，埋下不安全隱患。因此在進行開口時要嚴格按照施工標準來進行，既保護了巖層，又降低了施工人員的安全問題，同時開采難度和成本都會有所下降，利于開采工程的施工，能夠縮短施工工期。同時在進行急傾斜巖層開采施工中主斜坡度設計不合理在施工中會形成一定的安全隱患。主斜坡度的影響因素不僅僅在認為設計中還存在施工中，由于實際施工中開采過程中難免會出現一些巖層的變動，抬高或降低了主斜坡度，給運輸帶來一定的難度，也增大了意外安全事故的發生。對于無法避免的差異，施工單位只能依靠對偏離范圍的測定和把握。爭取減少偏移，減少不安全因素的存在。反眼坡度的設計施工過程中不能單單考慮施工團隊的經濟利益問題，還要結合實際的施工運作情況，否則在設計中就會大大的減少拐彎，直行道在長期的行駛狀態下容易導致司機疲勞，因而產生意外安全事故。在運巷拔口位置選擇的時候務必要認清楚正反門的區別，同時避開兩邊的儲藏礦物，一來是保持礦物結構的完整，二來是保障開采過程中的人身安全.
1.3開拓巷道工程施工中存在的不安全因素及解決對策
在開拓巷道工程施工中存在的不安全因素主要體現在軌道間安全距離過小以及不合理的巷道腰線設計，這兩點設計在實際施工過程中是主要施工難點，同時也是不安全因素所潛伏的載體，對這兩點設計不能掉以輕心。在正常的施工過程中，下部車場軌道之間的安全距離是有一個標準值的，每次施工中都應該嚴格按照標準來進行施工，但很多施工單位為了節約成本，會縮短安全軌道距離，材料上就能省下一筆可觀的費用，這樣一來就給車輛行駛埋下了較大的安全隱患。這種現象只能通過監理工程師在施工中和施工后對車軌安全距離的質量把控，杜絕違規現象的發生。而不合理巷道腰線的設計主要源于在施工過程中施工單位不懂的靈活變通，在施工中只考慮到標準設計，而忽略了實際施工情況，這樣的設計雖然能通過質量檢測，但在后期的使用上就要注意安全問題，同時這樣的設計在突發狀況下就不適用，不僅造成安全隱患，而且還浪費施工材料。因此，要學會因地制宜，設定一個適合的設計方案，將一切不穩定因素都考慮進去，對于能夠排除的因素進行剔除，這樣在設計中受到的影響因素就會大大下降，從而提高了設計質量，保證了使用安全。
2結語
安全是人們關注的永恒話題，尤其在礦山開采過程中更要多加注意，礦山結構復雜，在進行巷道施工過程中切不可忽略了對地勢的考察和利用，因地制宜，全面的考慮開采的影響因素，提高開采工程施工質量，降低不安全因素的爆發。除此之外，還應該嚴格按照施工標準來進行施工，當然在遇見突況時要懂得變通，不可一味的刻板，否則會大大的降低開采質量，要視具體情況而定。
參考文獻
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采礦工程師范文4
關鍵詞： 采礦工程； 實驗教學； 數值試驗； RFPA
中圖分類號： G642.0 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2012）04-0095-01
高等教育的任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專業人才。采礦工程專業是實踐性極強的工科專業，要培養能適應社會主義現代化建設需要的德、智、體全面發展，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高、具有創新意識和創新能力的采礦工程技術人員和研究人員[1]，就必須堅持“加強基礎、突出核心、注重實踐、整體優化”的原則，全面推進采礦工程專業人才培養質量。實驗教學是培養采礦工程專業學生實踐能力的重要途徑，是采礦工程專業教育不可缺少的重要環節。由于采礦工程接觸對象是巖體及巖體工程，物理模型實驗受限較大，因此應用數值試驗方法，對于完善采礦工程專業實驗，提升采礦工程專業實驗教學質量具有極大的推進作用。
一、采礦工程專業實踐教學現狀
采礦工程應用多學科理論、技術和方法，來系統研究和解決礦床開采、開拓等方面的有關問題，具有綜合性強和實踐性強的特點[2]。因此要求采礦工程專業的學生應具備勇于探索的精神，具有較強的工程實踐經驗和能力。但是，目前采礦工程專業實踐教學還存在以下問題。 （一）專業實踐教學內容體系不完善
采礦工程是一個綜合性較強的專業，專業課程涉及采礦方法與工藝、地質、測量、力學、礦山機電、企業管理等。實踐教學體系應包括課程實驗、專業綜合實驗、課程設計、畢業設計、實習等，但由于專業特點及條件限制，不可能包含所有課程內容。
（二）實驗實習內容少，缺乏專業實驗師資隊伍
實驗實習包括公共基礎實驗、專業基礎實驗和專業實驗，實驗內容少，特別是專業實驗，流于形式。專業實驗師資隊伍缺乏，實驗開出率較低。
（三）生產現場實習時間不足，實習效果不理想
現場實習時間往往達不到實綱中規定的學時數，跟實習經費投入不足有關，最主要的是跟礦山企業的特殊性有關，大多數礦山企業考慮到學生實習安全管理及生產壓力的問題，往往壓縮實習學時數。
（四）常規實驗（演示性實驗）項目多，設計性和綜合性實驗項目少
實驗實習項目大多是大綱要求的常規實驗，只是作演示而已。綜合幾個學科知識的綜合性設計實驗項目很少或沒有，而綜合性設計性的實驗對學生綜合素質的提高有重要作用。
采礦工程接觸的對象是巖體或巖體工程，如巷道的開挖、采空區、邊坡工程、排土場、尾礦庫工程等，這些巖體工程間的相互影響以及巖體工程的變形、穩定性等性質無法通過物理實驗來體現，一是生產現場巖體工程不允許破壞，工程一旦破壞，整個采礦工程就報廢，會造成巨大的損失和安全事故，二是條件（人力、物力、財力限制）不允許。并且礦產資源在自然界的賦存條件是千變萬化的，地下原始條件是模糊的，具有不確定性，因此采礦工程具有不確定性。
由于采礦工程專業實踐教學的特點，很多采礦專業院校都建立了多功能的虛擬實驗或數值模擬實驗室[3，4]。西南科技大學采礦工程專業數值計算實驗室購買了RFPA（Realistic Failure Process Analysis，真實破壞分析軟件）系統，應用數值實驗方法，對采礦工程專業實驗教學進行了有益的探索。
二、RFPA系統簡介
RFPA是一種基于有限元應力分析和統計損傷理論的材料破裂過程分析數值計算方法，是一個能夠模擬材料漸進破裂直至失穩全過程的數值試驗方法。該方法的一個重要特色是考慮了材料性質的非均性，是一種通過非均勻性模擬非線性、通過連續介質力學方法模擬非連續介質力學問題的材料破裂過程分析新型數值分析方法[5]。
RFPA是將細觀力學方法與數值計算方法有機地結合起來，通過考慮非均勻性特點研究巖石、混凝土等準脆性材料的非線性力學行為，是一種運用連續介質力學方法解決非連續介質力學問題的新型數值分析方法，為巖石、混凝土等準脆性材料的非線性力學響應和破壞過程的分析與模擬提供了非常有用的和方便的工具[6]。
RFPA系統具有以下功能：（1）模擬巖石、混凝土等準脆性介質的破裂過程，特別適宜于研究由局部破壞過程引起的應力重新分布對進一步變形和破壞過程的影響；（2）模擬巖石、混凝土等準脆性介質破裂過程的聲發射規律，從而研究巖石、混凝土等準脆性介質破裂過程的聲發射頻度與震級關系以及巖石失穩破壞的前兆特征；（3）通過嵌入的Weibull分布、正態分布等各種統計分布函數，考慮材料力學參數（強度、彈模等）的非均勻性分布特征，從而可以從本質上研究巖石、混凝土等準脆性介質變形的非線性特征；（4）可以考慮微觀缺陷，也可以考慮節理、裂隙等宏觀缺陷；（5）可以模擬加載引起的破裂過程，也可以模擬自重引起的破壞過程。
三、RFPA系統實驗項目的設計
根據RFPA系統的功能及采礦工程專業特性，西南科技大學采礦工程專業構建了巖石力學方面和巖體工程方面的實驗項目，主要包括以下內容。
（一）巖石力學RFPA數值試驗
在巖石力學課程教學中，巖石的基本力學性質試驗包括單軸壓縮試驗、常規三軸試驗、直三軸試驗及劈裂試驗等，RFPA系統可以對巖石試件進行以上試驗的2D和3D試驗，試驗過程中根據選定巖石的性能，用RFPA建立數值模型，給定巖石的材料參數（包括均質度、細觀彈性模量、細觀抗壓強度等），設定邊界條件（包括加載的控制方式、加載速率等），即可進行試件的變形與破壞過程數值試驗。從數值試驗可以得到試件中任意位置的變形與應力信息，此外，通過數值試驗，可以觀察到巖石試樣中裂紋的萌生、擴展、貫通過程與聲發射過程，以及變形局部化和應力重分布等復雜的斷裂現象。
（二）巖體工程RFPA數值試驗
結合采礦工程專業特點及學校專業特色，我們開設以下內容的RFPA試驗：采礦誘發的巖層移動規律及其安全穩定性模擬分析、采空區安全性能模擬分析、地下工程施工誘發的地表沉陷計算模擬分析、隧道群的變形破壞過程計算模擬分析、巖質邊坡變形破壞模擬分析、排土場穩定性模擬分析等。通過這些試驗清楚地觀察到巖體工程變形和破壞過程及其相應的規律。
四、實踐效果
數值試驗中，RFPA數值試驗能夠起到在物理實驗中“試驗機”的作用，與真實的巖石力學試驗機相比，數值試驗機具有使用靈活、簡單與方便等優點，可大大降低試驗成本。
此外，RFPA數值試驗能夠為巖石力學試驗、巖體工程試驗過程提供大量的過程力學信息，可以再現許多物理實驗所不能觀察到的力學現象(例如試驗過程中的應力場、位移場、聲發射等)，讓學生深刻體會領悟試驗過程，從而使學生對巖石和巖體工程的變形與破壞過程有更加清晰準確的認識，提高實驗的教學質量和效果。
參考文獻：
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采礦工程師范文5
1采礦工程及采礦技術特點
1．1井下生產環境多變
由于我國地域遼闊，所以開采歷史久遠，在井下開采中，多為已開采的深層煤，煤質質量高，但技術需求更高，在生產中需要對技術進行改進。而由于煤層賦存情況又各不相同，就需要不同的技術來進行挖掘生產［1］。例如，河南省登封市地區的煤礦和三門峽義馬地區的煤礦所屬地質年代相同，而焦作市地區的煤田地質卻和山西地區的煤礦屬于同一時期的地質年代。且由于地層構造不同，埋深和地質結構有很大的差別，在采煤技術方面還有很大的區別。而在南方地區的部分煤田，雞窩煤分布嚴重，導致投資過大、沒有收益，從而不得不放棄了這些地區的開采計劃。我國煤炭開采的主要特點是:①開拓方式多樣，以主、副井井筒劃分，有立井、斜井、平硐、綜合四種開拓方式。②不同大小井型的礦井與露天開采并存。③各地結合本區煤層賦存特點，采取了各種特殊開采工藝，形成了獨具特色的開拓開采系統。
1．2井下采礦工藝復雜
井下環境復雜，開采時，不僅要應對瓦斯爆炸、煤層自燃發火和井下水患等災害，同時還要應付各種復雜的地質環境及構造，所以在開采中工藝更加復雜［2］。井下生產系統有回采、掘進等主要生產環節，以及提升、運輸、通風、排水、壓風、供電、監控等一系列輔助生產環節。各環節相互緊密聯系，共同構成煤礦井下生產系統。在進行開采的過程中，根據不同的地質情況采用不同的支護和開采工藝，所以復雜程度比較高，需要針對不同的開采條件進行工藝選擇，同時在不同的地質情況下針對不同的結構還需要在開采設計方面進行精細籌劃，只有這樣才能夠確保開采的安全有序進行［3］。
1．3井下開采技術管理逐步精細化
正如上面所說，隨著市場經濟的到來，在井下開采技術的更新換代方面，也需要不斷地迎合市場經濟才能夠有序發展［4］。自2013年煤炭經濟整體下滑開始，我國不少煤礦生產處于虧損狀態。由于大量產能釋放，同時在技術管理上相對落后粗放，煤炭生產成本居高不下，這就導致了大批煤礦產業出現效益問題，不少礦井通過提高產能來降低相對成本，進一步加劇了煤炭形勢的惡化。通過近兩年的深化改造，不少礦井開始進行配采生產，減少優質煤炭資源的消耗，合理開發煤炭資源，以逐步適應市場對煤炭產品的需求，以需求定生產，大力發展煤炭深加工，提高生產效益。目前，煤炭市場情況略有好轉，但前景依然艱巨，需要煤炭生產企業在開采技術管理上逐步精細化，降低成產成本，提高產品附加值，改善企業生存空間。只有不斷改良，才能夠順應市場的發展。
2采礦工程的采礦技術類型及發展
2．1采礦類型
在煤礦開采中，由于不同的開采技術所帶來的開采形式會有本質上的區別，所以在開采中就需要針對當地的煤層賦予情況進行規劃開采。根據埋深則主要分為兩大類。露天開采:這種開采主要針對埋深淺的煤層，在剝離地表巖層后，即可進行開采，其開采的形式則以挖掘為主，開采速度快、效益高。不過由于埋深比較淺，煤炭質量不高，通常作為電煤進行處理［5］。露天采煤的落煤工藝種類較多。其開采的地區主要分布在新疆和內蒙兩地，在20世紀的山西地區，由于當地的煤炭資源豐富，也采用過這種形式，但是由于近年來的煤炭開采規劃導致了煤炭過度開采，淺層煤保有資源儲量急劇減少。井工開采:這是我國的主要開采形式，根據不同地區的地質結構也出現了不同的開采方法［6］，如炮采、普通機械化采煤、綜合機械化采煤等。在采煤的過程中，由于地下瓦斯等有毒有害氣體也導致了大量的安全生產事故，需要格外注意。在回采后需要對采空區上部地表塌陷區進行回填處理、植被恢復等。我國在這一采煤技術的應用上比較普及，遠在新疆地區，近在山西地區，其生產的主要結構仍舊依靠地下開采來保證我國的煤炭資源利用。在進行開采中根據機械的結構來確定我國井下生產技術的革新，在應對不同的結構生產中，針對不斷更新的技術來進行確定，其落煤和工作面支護的工藝也需要不斷加強才能夠保證工作的安全有序。
2．2采礦技術的發展趨勢
伴隨著現代信息技術的發展，煤礦生產也在實現數字化發展，在一些國家規范礦，已經實現了采煤數字化生產，僅在特殊地段和維護工作上進行定期的維護和管理，就能夠保證穩定的生產。部分煤礦企業已實現無人值守回采工作面，極大地提高了礦井的信息化水平。另一方面，礦井在系統化方面也在近年得到了發展。國家安全監督管理總局、國家煤礦安監局在2010年明確提出了安全避險“六大系統”的概念，至目前已基本實現。在礦井的數字化發展中，煤礦調度室通過工作定位器來確定井下工作人員的位置信息，通過井下人員定位系統來確保每一位工人的位置。這一技術自施行開始，就極大地保證了煤礦生產的效率，同時也保證了井下安全管理制度，降低了安全事故的發生率。井上調度室一鍵操作井下調度，可以觀察井下人員的實時工作狀態［7］;同時，也有利于事故發生時，及時確定井下受災人員位置，快速搶救。特別是煤礦井下緊急避險系統的建設與完善，將我國煤礦安全提高到了一個全新的高度，很大程度上提高了礦井的全面抗災能力。與此同時，在副產品及伴生資源的開發方面，也取得了長足的進步。以煤層氣開發為例，目前，擁有自主知識產權的煤層氣勘探開發技術已基本形成體系，煤層氣勘探開發常規技術已基本被掌握，并取得了一系列的突破性成果［8］。
3采礦工程的施工安全管理
3．1根據實際情況進行安全生產規劃
1)在根據巷道生產需要進行生產設計的同時，針對巷道所在圍巖的地質情況來進行安全生產規劃，針對礦井具體災害類型，規劃相應的災害防治措施。特別是井下采空區積水的防治。
2)以安全促生產，以科學促生產，以發展促生產。通過引進先進的安全生產技術，在提高礦井安全性的前提下提高生產效率;吸取過去發生礦難的慘痛教訓，認識不安全生產的重大危害;開拓眼界，跳出生產與安全相爭的狹窄局面，以科學發展促進安全與生產的共同提高。
3)在安全生產培訓中，一定要貫徹員工的安全生產意識，只有不斷強調，才能夠喚起員工在井下工作的安全意識。在安全培訓的過程中，擬定安全事故逃生演練和求生演練，通過日常模擬來保證井下安全事故發生后，能夠進行有序的急救處理［9］。
3．2構建合理的安全責任制度
在進行施工管理的過程中，針對工種和崗位的操作流程來進行管理制度上的安全施工，根據具體的應用措施來實現分層管理，通過井下監控系統來對作業工作面進行24小時監管。針對工作人員在工作中的操作規范化，實施安全責任制度來保障井下工作的安全有序進行。
3．3加大力度進行安全職責的認證
在井下采礦實施中，對安全隱患進行徹查，合理地利用專業監測來實現大規模的檢測管理，通過安全隱患的檢測管理來實現安全責任認證。
3．4加強通風管理措施
礦井通風是井下生產作業的命脈所在，良好可靠的通風系統是保障礦井安全生產的根本。構建安全合理的礦井通風管理制度，普及通風安全知識，能夠更好地保障安全生產。在構建井下通風制度的過程中，應根據礦井通風系統具體分析，按照相關的通風要求來進行人員配備，要以崗定員。只有重視安全通風環境，真正把安全放在第一位，才能夠確保井下安全生產。
3．5積極參加社會保險
保險是現代社會一種對抗風險的商業機制，可以很大程度上提高企業及員工的抗風險能力。在礦產企業生產中，根據生產需要進行事業投保，投入人身、生產、事業等方面的保險，為其生活解決后顧之憂。
4結語
采礦工程師范文6
【關鍵字】采礦；新模式；無人開采技術；數字化
引言
遙控采礦即為“利用現代的新技術，包括地下通訊、定位、信息處理、監測和控制系統，一定距離內去操作采礦設備和系統”。目前無人開采技術在某些國外先進礦山已進行了研究，而遠近距離遙控開采技術應用相當普遍，如美國塞浦路斯公司利用遙控裝載機處理危險地段的邊坡問題；一些國外發達礦山現有的遙控采礦設備和技術研究項目包括：從日常采礦作業諸如鑿巖、炮孔裝藥和爆破作業的機械化與自動化到通過數據通信從世界的另一端對復雜的地下采礦設備進行遙控與故障處理。
1遙控采礦新模式特點以及組成部分
計算機系統為核心，其作用相當于人的大腦，負責接受信息、發出控制指令。傳動系統根據計算機系統的控制指令，提供不同電流電壓，控制電機轉速和力矩大小。監控系統起監控保護作用，提升機出現異常情況時，監控系統可以及時發現并向計算機系統發出信號。上位機系統為人機接口，顯示提升機運行的各種重要參數、故障信息、生產報表、速度曲線等?？刂茍绦邢到y主要由中間繼電器和接觸器構成，它主要是執行計算機系統發出的各種指令，具體控制提升機的各個設備。傳感器系統可以感知提升機各個設備的運行狀態，并將感知的信號反饋到計算機系統。主電機是提升機的重要設備，主電機帶動滾筒旋轉從而使得罐籠箕斗在井筒中上下運動。
利用數字化直流提升系統運行安全可靠，維護工作量小，動態性能、靜態性能指標高，實現了全數字化控制，各種保護完備。在豎井提升系統中具有廣泛的應用前景和推廣價值， 數字化直流提升系統由計算機系統（PLC）、傳動系統、監控系統、上位機系統、控制執行系統、傳感器系統、主電機、輔助設備構成。
輔助設備為罐籠箕斗運行提供必要支持。
系統間關系如下圖一：
2 遙控采礦新技術
2.1遠程數據傳送及監控系統
在整個提升系統和選礦生產流程如破碎車間、磨浮車間、氰化車間、冶煉車間等關鍵部位設置彩色攝像單元，然后將圖像分別傳至各流程控制室，進行現場實時顯示、監控；同時，再次將圖像進一步傳送至礦信息中心服務器，各分管礦長、技術人員通過計算機終端隨意吊取、查看某一時段的生產情況，在關鍵部位設置長時間錄象機，以便于及時全天候記錄相關圖像資料，以備查詢，為安全生產提供第一手資料，同時本系統將現場圖像源源不斷的自動送入國際互聯網，使得系統信息的查看，不在受地點、時間的限制，只要需要，系統的管理人員可在任何地點、任何時間，通過撥號上網，就可以輕松隨意的查看系統的各級圖像信息；企業的領導層，不管他們在外出差，還是在那里，本系統都將在第一時間將現場的真實情況，如企業的生產、經營，設備的運轉，物資的存儲等圖像送到眼前，雖然身在異地，也能運籌帷幄，決勝千里。
2.2礦山井下集成信息通信系統（井下人員定位系統）
過去礦山購買的基礎設施，如無線通訊系統、電話系統或者遙感系統，有人已注意到了這些系統如何配合本部門其它設備協同工作，但卻很少有人考慮能否連入到其它部門的設備上，每個部門領導不得不為自身有限的購買經費而絞盡腦汁?，F在這種情況已經發生了巨大的變化，所有的礦山都在使用一些更現代的電子設備幫助他們工作，以努力爭取最大的效益，這些設備應選擇專業廠商提供的具有可靠技術支持的產品，因為礦山需要的是一套可升級的通訊基礎設施，能夠安全地使用于非危險及危險地區，并采用了最新的連接及通訊技術，以保證系統連續可靠地運行，以及在意外事故發生時至少有一種通訊方式可以正常使用?！皊mart com”系統如同一種通訊高速公路，高度集成的系統允許控制室人員存取礦山設備的實時數據，使得全面的井下通訊成為可能。
2.2.1人員定位
類似于車輛定位系統，人員定位系統通過確定人員所在位置，同樣能對生產有極大的幫助。將信標器安裝在礦燈電池盒中，發射出的信號由安裝在不同位置的讀數器讀出。讀數器可安裝在礦井和巷道入口處，以及禁止進入地區的入口處，當某人經過讀數器時，讀數器自動讀出其身份號碼，此信息同樣以無線方式傳送到控制室。當一個工人從一個區域移動到另一個區域時，會有多個讀數器跟蹤其運動。如需要與該工人聯系，最后一次的位置信息可用于與該人員聯絡。所有的讀數器都有讀多個信標的能力，避免了號碼沖突。此外，該系統可將人員的工作時間送到財務部門，作為員工的考勤系統。礦山可根據需要自行增加/減少信標器和讀數器，例如信標器丟失、損壞、維護移動等。
2.2.2交通調度
交通調系統自動追蹤車輛的運行，在控制軟件中，將定義每一個交通區段，交通區段為兩個讀數器之間的距離。系統不斷地跟蹤機車位置、狀態（卸車、延誤、備用和就緒等）、到達及運行時間、裝載和卸載時間等，利用這些信息，主控計算機將通過泄漏電纜將控制信號下傳到信號燈控制器，自動轉換交通燈的顏色。所有井下運行的信息都通過無線數據網絡不斷地送到中心計算機進行顯示、存貯和分析。這樣，調度員和運輸主管能隨時監督設備運行，以便更好的管理運輸。此外，當裝載點、卸載點臨時不用或車輛發生故障時，調度員可通過中心計算機手動發送指令，改變交通燈和道岔的狀態，將受影響的機車調派到新的地點去，以減少空閑時間。
