矿业工程研究方向(6篇)
时间:2025-08-05
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【关键词】特色专业课环境工程本科生教学矿业
1973年,国务院了《关于保护和改善环境的若干规定》,明确指出,“有关大专院校要设置环境保护的专业和课程,培养技术人才”,我国高校从1977年开始设立环境类本科专业,随着我国高等教育的从精英教育到大众教育的转化,在高校扩招大背景下,结合目前国内外广泛存在的环境问题,社会对环境类本科专业的需求增加,造成许多高校纷纷开设环境类专业(其中环境工程专业尤其典型)。随着竞争加剧、就业困难等问题的出现,一些学校开设紧缩相关专业的招生规模,甚至出现了部分高校环境类专业一度停止招生的现象。因此,结合传统优势和行业特色对进行专业定位是关系到专业发展水平和前途的关键。而特色专业课作为环境工程专业教学和学生培养的重要内涵,充分发挥其在构建专业特色、明确主攻和服务方向上的作用,必将对专业的发展将直至至关重要的作用。
1环境工程专业本科教学现状分析
我国环境工程专业本科生教学普遍致力于培养可从事企事业、城乡、区域及全球环境污染控制工程的规划、设计、运行管理和研究开发的高级工程技术人才及应用复合型人才,可在各级政府机关环境保护部门、规划部门、科研院所、工矿企业、事业单位等从事环境管理、教育、环境监测与评价、科学研究和产品开发以及技术管理等工作。环境工程本科生专业课设置一般分三部分,即专业基础课、专业必修课和专业选修课,综合不同高校的课程开设情况,总体有代表性课程设置见下表(化学类、工程力学、流体力学等公共性专业基础课除外)。
我国高校环境工程专业课程设置的三大部分中,专业基础课重点介绍主要的环境学原理、环境与生态问题及解决问题的一般思路和方法学知识,为环境工程专业的基础和重要保障;专业必修课则基本上各高校均为围绕水、气、固等环境工程重点方向设置专业主干课程,并结合环境监测和微生物学等基础测试评价体系和微生物学知识,对本科生在重点方向上的基本专业技能、解决问题能力等进行培养与训练;专业选修课则囊括了环境评价、质量分析、环境信息系统等现行的环境工程主要内容、方法和一些新兴的边缘学科、研究领域以及手段。以上三个部分由基础带动专业,基于原理和方法论来解决环境工程的主要分支方向具体问题,从问题的产生到新技术、新思维支持下的环境与生态相关问题的解决与处置。再辅以相关教学实践环节如社会实践、课程设计、本科生毕业论文或毕业设计等全面培养本科生的素质和技能,以达到培养计划的要求。
分析我国高校现行的环境工程本科生教学体系,大体能满足本科生教学的基本要求。但纵观各高校环境工程专业本科生课程设置,基本上以共性为主,虽有部分高校开设了与学校传统优势或研究方向相关的课程(如中国农业大学环境工程专业开设的农业生态工程课程),但总体说来,全国高校依旧普遍缺乏在主干课程体系支撑下的特色课程体系。通过对环境工程专业本科生的调查与沟通发现矿业类高校大部分学生对矿山、煤矿利用加工企业等存在的环境与生态问题、解决问题的原理与方法等普遍缺乏基本知识和认识,不清楚本校环境工程专业与其他学校相比优势与特色所在,定位不明,这对于行业特色明显的高校而言,无法突出其为行业服务,有目的、有方向培养高素质、强技能人才的特点和优势。
2特色专业课开设的必要性
针对目前我国高校环境工程专业本科教育的重共性的特点,应有计划、按办学重点和侧重点逐步开设相关的特色专业课程,增强学生在相关行业和部门工作中的能力,以应对越来越激烈的社会竞争。
众所周知,特色决定优势,这一点在本科生教育中也有明确的实例体现。如矿物加工工程专业从20世纪50年代开始作为矿业类大学(学院)的特色专业,经历了数次辉煌与沿革,其本科生招生分数近5年屡创新高,本科毕业生就业率也达到100%,居学院几大专业中就业率之首,甚至出现其他专业本科生考研不少同学转考矿物加工工程的情况。环境工程专业也是经历了从无到有,从薄弱到壮大的过程,部分教师和人员转自传统的专业和研究方向,因此开设基于传统优势学科的特色专业课程具备良好的基础和条件。
借鉴矿物加工工程等成熟、高水平的传统特色专业的发展模式,环境工程专业也应着力发展特色,如矿业类高校应着眼行业特点,立足厂矿及相关研究院所、教育机构等对环境工程专业的特殊要求,以特色专业课的开设为契机,结合与相关厂矿企业的交流、实践,全面提升环境工程专业本科生的培养水平,有目的、有方向的培养可为行业服务,具有扎实基础知识和相关专业技能,突出专业特色的高水平人才。尤其在我国高校环境相关专业本科生招生数量高居不下的客观形势下,找准特色、突出优势、明确定位必将对不同行业、不同优势学科高校环境工程的发展起到积极的推动作用。
3积极推进特色专业课建设,全面提高环境工程专业水平
基于现行的环境工程专业培养主干课程体系,在完善环境工程专业教学体系和基本知识结构的前提下,有目的、有方向性的在矿业类高校环境工程本科生教学环节开设如矿山生态环境保护(或矿业环境保护)、煤化学、矿山环境问题及实用修复技术类讲座,结合与矿区相关的社会实践环节,同时改革现有的毕业设计(论文)选题及研究方向,优先开展与矿区生态和环境问题相关的设计与实验研究工作,如矿井水处理与回用技术开发与设备研制、焦化废水处理技术与工程设计、矿区污染土壤生态修复与工程设计等,全方位开设立体、有侧重点的特色专业课带动下的环境工程专业教学与培养体系。
各高校从2005、2006年开始分批按专业大类招收本科生,环境工程和环境科学专业的本科生按环境大类招生,入学前2年修同一课程,从第3年开始自主选择专业。这就对各专业的课程体系设置与建设提出了更高的要求,各高校也开始有针对性地相应调整、完善各专业的本科生培养计划,以特色突出优势、以优势体现水平,为全面提升环境工程专业本科生在专业技能、社会竞争力、服务水平和综合素质方面的能力提供保障。
参考文献
[1]刘宏,吴春笃,诸金宇.环境工程本科专业课程体系改革与实践,高等建筑教育,2007,16(4):69-72.
关键词:科教结合;采矿工程专业;人才培养模式
作者简介:张贤平(1964-),男,湖南澧县人,江西理工大学应用科学学院,副教授。(江苏?赣州?341000)
基金项目:本文系江西省教育厅教育改革重点资助课题“独立学院‘科教结合’应用型人才培养模式研究”(编号:JXJG-10-79-4)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0019-02
19世纪初,德国著名教育家洪堡为雪耻拿破仑战争中德国的失败之辱,特别是为了让德国人取代法国人,获得学术和科学的领导地位,他创建了柏林大学,贯彻其首先提出的“研究教学合一”的理念。如此改革,使德国的高等教育水平、科学技术水平迅速提高。60年后,德国在普法战争中大败法国,此后德国的科技实力位居世界首位近百年,其他国家,特别是美国和日本大力借鉴德国高等教育,也实现了科技方面的崛起。
我国重视科教兴国,注重创新立国,但从我国本科生课程的设置来看,目前的本科生课程中科学前沿课程很少,绝大部分本科生徘徊在科研大门之外。据调查,国内本科生教学较强调知识的学习,而较为忽视让其参加创造性活动。本科生对近现代科技知识的了解要比传统知识薄弱,对科技基础知识理解的深度不够,对高新科技领域的科学术语与原理理解较差;同时本科生对研究过程与方法的本质理解还有所欠缺,信息的获取和处理能力有待提高。在我国采矿专业培养中普遍存在的问题是:课程设置不尽合理,毕业生专业知识面较窄、知识结构不完善、创新能力较差,难以适应新世纪发展的需要;在采矿专业人才产学研合作教育培养中,存在合作内容有限、合作层次低、合作形式单一的问题;创造性教育不足。在学生的实习、课程设计和毕业设计环节中没有充分发挥和调动学生的积极性,使实习与科研相结合、设计与创新相结合。
“科教结合”人才培养模式旨在培养学生的科学精神和创造意识,通过针对不同年级大学生培养目标的不同,将科研融入课堂教学和相应实践环节,通过在课堂上进行研讨式教学或问题情景式教学,将学生带入一种研究的情景中去;充分利用第二课堂培养学生的科学素养,将一批科研基地和教学实验室对学生开放,使他们有了新的思想就随时都能在实验室动手做;对学生实行分类和按兴趣选拔,让部分成绩优秀的学生直接参与教师的科研项目,使本科生经常有机会接触到科研人员,一起讨论,一起体会科研的环境。该培养模式具有实践性、综合性和创造性的特征。
一、“科教结合”人才培养模式的设计思路
江西理工大学应用科学学院是一所办学十多年的独立学院,学院在继承母体学校50多年办学历程的基础上创新人才培养模式,取得了良好成效,为社会培养了大批应用创新型人才。学院采矿工程专业进行了“科教结合”人才培养模式试点,逐步形成了“一条主线、四个层次、三个实践环节、综合能力提升”的人才培养模式,具体设计思路如下:
一条主线:培养具有较强实践能力和创新精神的应用创新型人才。
四个层次:第一个层次,完成公共课和采矿工程专业的理论学习,使学生理解采矿工程专业的基本理论与知识,掌握基本操作技能,形成基本实践能力;第二个层次,完成采矿工程专业主干专业理论学习,使学生具备专业技术基本应用能力;第三个层次,根据学生就业的岗位需求和学生的兴趣爱好,设置多个专业研究兴趣方向,如矿压理论与控制方向、通风除尘方向、系统工程方向等,每个方向设置一组课程。第四个层次,高质量完成毕业设计环节,改变以往一成不变的毕业设计模式,形成适应现代化矿山的运作理念,丰富毕业设计内容,让设计与科研相结合。
三个实践环节:狠抓见习实习、生产实习和毕业实习三个实践环节。针对目前实践环节中存在的问题,如实习地点联系难、实习经费紧张、实习内容不全面、实习过程过于简单等问题,提出相应的措施,如探索与实习基地合作的新模式,实现校企“双赢”局面;实习内容和过程多元化新模式探索。
综合能力提升:建立采矿工程专业人才培养导师负责制,让学生在完成前三个教学层次的学习后,根据自己的兴趣选择相应研究方向的导师,积极参与导师的科研课题,深入现场实践,通过科研课题与现场实践的结合使学生的科研和实践活动更加接近实际应用,有利于增强学生的实践能力,极大地促进了学生自主研究意识和创新能力的提高。
二、“科教结合”人才培养模式的设计
1.采矿工程专业人才培养目标的确立
采矿工程专业的建设和教学改革将以科学发展观为指导,以培养学生综合素养与专业综合能力为根本,针对社会对采矿工程专业人才需求的特点,依托行业、融合市场,构建在教学理论指导下的培养模式和教学进程,深入开展课程体系的创新与建设,进一步加强与企业合作,加强产学研基地的建设,强化采矿工程技能培训,全面提高教学质量,提高学生分析问题和解决问题能力、交流与组织协调能力、主动获取知识能力、科学创新能力、工程实践能力;培养学生的创新精神、团队精神和敬业精神,把采矿工程专业建设成为江西省内具有一定知名度的品牌专业。
一、工作任务
采取工程和生物管理措施相结合,项目资金和社会资金相结合的办法,全面完玉成市废弃稀土矿山环境整治工作。为确保全市废弃稀土矿山环境综合管理项目可行性研究讲演编制、项目申报、工程施工的顺利进行,市政府成立全市废弃稀土矿山环境综合管理工作领导小组。全市废弃稀土矿山环境综合管理可行性研究讲演编制、项目申报、工程管理工作,在市政府领导下开展,由市矿管局负责,将全市废弃稀土矿山地质环境综合管理整体打包成一个大项目,编制《废弃稀土矿山地质环境综合管理可行性研究讲演》。水土流失破坏面积7.72平方公里,共计85.85平方公里。市矿管局、国土局、林业局、环保局和水保局等单位也要制定工作方案,加强协调,通力合作,分工负责,各司其职。
第一阶段为可行性研究讲演编制阶段,全市废弃稀土矿山环境综合管理、土地复垦、造林复绿、矿山环境整治和水土保持管理可行性研究讲演编制经费由市财政解决,市矿管局、国土局、林业局、环保局和水保局等单位可直接委托具有相应资质的单位进行可行性研究讲演编制。
领导小组下设办公室,设在市矿管局,由市矿管局局长兼任办公室主任,副局长兼任办公室副主任。
全市废弃稀土矿山环境综合管理工作分三个阶段实施:
二、时间铺排
除稀土废弃矿山外,其它废弃矿山的综合管理工作由各县(市、区)政府负责,礼聘有资质的单位编制综合管理可行性研究讲演(可以打包成一个项目,也可以按矿区编制讲演),向上申报项目,争取资金。并在划定时间内完成可行性讲演编制工作。各县(市、区)政府负责辖区内废弃矿山(含有证矿山内已废弃的矿区)环境保护、水土保持和恢复管理工作,将稀土废弃矿山环境综合管理整体打包成一个项目,编制可行性研究讲演,向国家和省里申报立项,申请专项管理资金;赣州稀土矿业有限公司负责正在开采和以后开采的稀土矿山地质环境保护、水土流失和恢复管理工作。主要达到如下目标:
三、工作目标
以“三个代表”重要思惟为指导,全面贯彻落实科学发展观,坚持“发展为先、生态为重、立异为魂、民生为本”理念,鼎力实施“新型产业化、新型城镇化、农业农村现代化,发展生态化”战略,遵循“宜耕则耕、宜林则林、宜水则水、宜工则工”的工作原则,积极推进全市稀土废弃矿山环境综合管理。各县(市、区)人民政府要确保职员、经费到位。
(一)加强组织领导。统计数据显示,全市稀土矿山毁坏面积78.13平方公里。
(二)全面遏制废弃稀土矿山水土流失,整治水土流失面积1万亩;
(三)全面整治废弃稀土矿山环境,各项污染物排放达到国家划定尺度;
(四)实施废弃稀土矿山造林复绿工作,完成造林复绿面积4万亩;
(五)实施废弃稀土矿山土地复垦工作,完成土地复垦面积3万亩;
采取土地复垦、造林复绿、水土保持及矿山地质环境管理等措施,对54.03平方公里废弃稀土矿山进行综合管理,力争2年左右时间整治到位。各县(市、区)按要求对口上报可行性研究讲演。由市委常委、农工部部长任组长,市政府副市长,市长助理,市政府副秘书任副组长,成员由市矿管、国土、财政、林业、环保、水保、市稀土矿业有限公司和各县(市、区)人民政府主要领导组成,负责指导协调全市废弃稀土矿山环境综合管理工作。用2年左右时间将全市稀土废弃矿山环境基本管理到位。
按照“谁开发谁保护,谁破坏谁管理,谁投资谁受益”的原则,落实稀土废弃矿山环境综合管理责任。土地复垦、造林复绿、矿山环境整治和水土保持管理可研讲演的编制、项目申报、工程施工,分别由市国土局、市林业局、市环保局和市水保局负责。各县(市、区)政府也应成立相应的机构。
四、指导思惟
我市开展了废弃矿山地质环境摸底调查工作。国土、林业、环保、水保等部分分别向省以上国土、林业、环保、水保等部分申报项目立项,申请管理专项资金。力争5年内基本完成管理工作。
五、保障措施
第三阶段为工程管理阶段,已管理面积15.9平方公里,正在管理面积15.92平方公里,尚未管理面积54.03平方公里。
(一)确保经费到位。市矿管局将全市废弃稀土矿山地质环境管理整体打包成一个大项目,向省国土资源厅、国土资源部申报项目立项,申请管理专项资金。废弃稀土矿山环境综合管理、土地复垦、造林复绿、矿山环境整治和水土保持管理可行性研究讲演编制经费先由各县(市、区)财政解决,项目立项批准后可从项目资金中列支。稀土矿山环境管理任务十分繁重,预算管理资金高达20亿元。4月15日前,市矿管局、国土局、林业局、环保局和水保局等单位分别完玉成市废弃稀土矿山地质环境管理、土地复垦、造林复绿、矿山环境整治和水土保持管理可行性研究讲演,并报市政府。
关键词:井工煤矿;现状;开采技术;发展情况;未来展望
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.068
自中国进入到改革开放时代之后,各行各业取得了蓬勃的发展,而细化到煤矿开采行业,越来越多先进的煤矿开采技术也在我国得到了大范围的推广和普及。简单地说,优秀的井工煤矿开采技术不仅可以有效保障煤矿在开采过程当中的安全生产,同时也能最大程度地让相关开采仪器设备发挥出其最大的作用,并且让煤矿开采单位的经济收益得到大幅度的提升。纵观这几十年当中,我国煤矿开采技术的不断变化,从原有的炮采到普采再到现在有了综合技术开采,煤矿开采的安全性和高效性都在不断地提升。但是这些进步对于我国煤矿开采行业来讲,还远远不够,怎样进一步提升煤矿开采的效能,提升开采企业的经济效益,仍然是我国煤矿开采行业相关工作人员必须要思考的一个重要问题。
1针对中国煤矿开采行业技术发展现状的分析
1.1煤矿工业显示出多层级技术生产结构
在中国地区,煤矿依照所有制进行划分,可以分成乡镇煤矿、地方国有煤矿以及国有重点煤矿。而从这三种煤矿所运用的开采技术来讲,存在着很大的差异,其中乡镇煤矿主要是进行手工劳动生产,地方国有煤矿主要是采用半机械化生产的方式,而国有重点煤矿则是机械化的生产方式。就2012年针对全国煤炭产量的分析数据当中,有将近六成左右的煤矿是来自国有重点煤矿,乡镇煤矿和国有地方煤矿则各占两成。2010年中国重点煤矿开采机械化程度以及综合机械化程度分别为76.25%和58.64%,综掘程度以及掘进装载机械化程度则分别是14.82和77.18。因此,凭借以上数据信息可以看出,中国目前所采用的煤炭方式虽然有世界范围内技术十分先进的综合机械化高产技术,但是仍然存在有较为落后的人工原始煤矿挖掘方法。而这些传统落后的采煤方式,不但让这些珍贵的国有地方煤矿和乡镇煤矿资源无法得到充分的利用,同时也提升了在这些煤矿当中工作人员劳动的危险性。矿难频发成为了我国在近几年煤矿开采行业当中最常听到的一个词,越来越多血淋淋的教训告诉人们,重视煤矿开采技术的高效性和安全性已经成为了该行业相关工作人员不能回避的一个重要话题。
例如:神华集团旗下的大柳塔煤矿,早在2005年就完成了“一井一面”的生产指标,在当年原煤产量就超过了1000万吨,并且在2006年计划生产原煤1100万吨,在2006年3月,大柳塔煤矿月产煤量达到了102万吨。综合技术开采平均月产煤量也达到了95万吨以上的良好成绩。但是在中国地区的绝大多数国有地方煤矿和乡镇煤矿当中,绝大多数矿井的年产煤量还不足1万吨,煤炭资源的有效回收率也只有一到两成左右。同时这些煤矿的安全性也很难得到保障,经常有矿难报告的发生,仅在1998年到2010年的12年间,中国地区因为小型煤矿矿难所造成的死亡人数,就达到了这十二年中全部矿难死亡者人数的四分之三。煤矿开采技术的落后及煤矿年产值低下,加上事故频发,让人们一谈论到小煤窑,便闻声色变。
分析造成这一现状的原因,本人认为是因为我国多层次的煤矿开采生产结构让煤矿开采行业所选择的技术和生产规模也呈现出了多层次化。并且这种煤矿开采技术和煤矿年产量的巨大差异,在中国仍然会持续很久的一段时间。解决这一问题的关键,是研究怎样让这些国有地方煤矿和乡镇煤矿在生产的过程中提升安全性,同时降低这些煤矿当中手工劳动力所占有的比例。
1.2煤矿开采和生态环境之间的统一和分歧
中国是一个走可持续发展化战略的国家,因此无论什么行业,环保始终是人们必须要首先关注的一个话题。一旦不能做好环保工作,让企业在煤炭开采过程当中对生态环境造成大面积的影响,便是违背了我国的长期可持续化发展战略。
而就目前的状况来看,在我国绝大多数煤矿开采过程当中,仍是以牺牲环境作为代价的。例如:因为煤矿开采技术的落后,很多矿井周边都产生了十分严重的污染现象,土地荒漠化,水资源的污染等,这些都是煤矿开采过程当中,十分常见的环境污染现象。这些环境污染不但对当地居民们的正常生活产生了十分严重的影响,同时也给子孙后代在这一片土地上所开展的生活蒙上了一层厚厚的阴影。
1.3中国煤矿开采技术所取得的关键性突破
凭借“七五”“八五”“九五”“十五”这四次大型科学技术攻关,我国在煤矿开采当中针对坚硬顶板环境当中的长臂综合性开采、综合机械化放顶煤以及大采高综合煤矿开采技术方面,都取得了较为瞩目的技术性突破。这些技术,在上世纪八十年代开始,就在我国大型国有煤矿当中进行了大量的实验,而到了九十年代以上技术都取得了很大的进展,在中国的阳泉等地区,出现了凭借放顶煤开采为主要开采手段的高产煤矿矿区,并且我国还研发出了二十余种用于放顶煤开采的液压支架,相关科研技术人员也对放顶煤工作范围当中的顶煤破碎规律、矿压显示规律、放顶煤冒放规律和岩围与支架之间的关系进行了长期深层次的研究。对中国地区如何进行高效性、安全性的煤矿开采有着极为重要的指导性意义。截至目前为止,中国地区的放顶煤支架结构、功能、数据以及针对其所开展的相关科学理论研究,在世界范围内,都处在较为领先的水平。
2针对井工煤矿开采技术发展趋势的展望
伴随着当前我国科学技术的飞速进步,相关技术人员针对我国煤矿开发技术的研究工作一定要面向国内和国际两种市场。使得针对煤矿开采技术的研究,成为中国经济建设发展的一个重要战场,同时在世界范围内,确立中国煤矿开采技术的领头羊地位,这是中国煤矿发展大计划当中十分重要的一项战略目标,针对煤矿开采新技术的不断研究和突破,必须要依托国家现有的技术储备。
2.1煤炭开采方式和技术
煤炭开采方式与技术的不断革新一直是中国煤矿开采行业不断强调的一个重要话题。在针对当前我国煤矿所使用的采煤技术进行不断更新的过程当中,相关工作人员一定需要坚持可持续发展原则,进行多样化、多层次的采煤技术革新,建设拥有中国地方特色的煤矿开采技术理论。例如:在我国,长壁采煤技术在世界范围内,属于较为先进的水平,放顶煤采煤技术的使用也正在中国进行不断地推广和普及。采煤效率和针对这些技术所开展的理论研究,其深入性和研究范围也始终处于不断提升的状态。其中针对煤矿开采过程中经常出现的大倾角、不稳定煤层及地质条件复杂的煤矿开采技术的难点,我国仍旧存有很大的能够继续进行研究发展的空间。其中最为重要的研究方向便是如何采用相关的科学技术对煤矿开采作业环境进行改善,并增强煤矿年产量以及机械化操作水平。
2.2深井的采掘技术的探讨
就本人多年的深矿井开采技术研究经验来看,中国地区深矿井开采技术研究的核心内容,便是在针对每个煤层开采过程当中矿压的合理调控、面对冲击地压的有效预防治理、矿井当中瓦斯与热害的有效防护和治理、深矿井在开采过程中通风技术的有效运用以及深井矿当中的井巷调整等。目前需要攻克的惯性性难题是:深井围岩形态与应力场和分布情况的特点分析,深井矿当中如何对施工人员的作业环境进行改善、深井巷道(尤其是软性岩层巷道)如何进行快速掘进和需要采用的相关支护技术和配套设备;如何对深井矿压所产生的冲击进行治理预防和监测,煤矿高产高效技术以及配套研究技术、深井矿在开发过程当中的热害防治技术和对应的装备研发。
2.3煤矿“三下”开采技术
增强数值模拟运算与类似材料模拟技术的等级,针对煤炭开采活动与地表在煤炭开采过程当中的沉陷规律进行深入的研究。研究需要考虑地面表、地下水资源和井矿周围建筑物的保护要求,合理选择相关参数。将沉降控制技术的相关理论和所需要使用到的关键技术进行长期专项研究,其中包括地表废材料向工作面进行填充系统研究、填充技术和填充技术的组合研究、矿井周边建筑加固和重建技术的研究、基于所开采煤矿周边村庄的保护技术研究、煤矿开采区域周边水体的研究、针对施工技术和施工设备的优化研究。另外,在煤矿开采过程中,该行业的相关工作人员还需要就煤炭开采和城市之间关系的和谐统一进行相关政策的研究、并对矿井周边耕地和地下水源提出针对性的保护措施。
2.4对矿井巷道的布置进行持续优化,降低矸石排放量等开采技术
针对我国目前所使用的主流采煤技术和在煤矿开采过程中对巷道的布置情况,仍存在有很多问题,例如矸石排放量过大,牺牲环境代价过高等,同时巷道布置的不合理也会增加煤矿企业的开采成本。因此,对现有的煤矿开采方式以及巷道布置方式进行进一步的优化和改进同样也是我国井工煤矿开采行业未来的重要研究方向。面向这一研究方向,企业需要就煤炭开采过程中的巷道布置和开采技术的使用,组建相关的专家团队系统开展研究,科学合理地分析,反复进行论证,得出最为合理的巷道布置方式。
2.5对小煤矿进行技术革新,逐步提高机械化水平
根据国家的相关法律法规规定,为了保障工作人员的生命安全和健康,对没有达到相关安全标准的小煤矿,要逐步实现机械化开采,并对传统落后的煤矿开采技术和设备要进行淘汰。要在提高小煤矿生产力的同时,保障工作人员的生命安全,另外,在经过技术革新和机械化开采技术普及之后,仍然没有达到相关安全指标,产能低下的煤矿,政府应果断予以关停。只有通过扶持政策的调控,加上硬性法规的出台,才能减少小煤矿安全事故的发生,实现我国煤炭生产整体机械化水平的提高和安全环境的改善。
2.6推进煤炭地下气化技术的推广和应用
简单地说,煤炭地下气化技术是一种十分特别的煤炭开采技术,该技术融合了矿井构建、煤矿开采、煤炭气化技术等,是一门综合性煤炭开采技术,该技术的优点就是没有了原来在地表建设的复杂庞大和笨重的煤炭开采装置,把原有的物理采煤技术革新成为了化学采煤技术。在降低设备占地面积的同时,有效提升了煤矿的开采效率,减少了煤矿在开采过程中所产生的污染,是一种新型高科技采煤技术。并且该采煤技术的出现,降低了原有的作业人员在井下采煤作业过程中产生安全隐患的可能性,真正实现了煤矿开采过程中的高效、环保、安全。煤炭地下气化技术的核心技术是完成煤炭气化的连续、充足、稳定、监测和控制。此技术目前在我国尚处于试用阶段。相信在不远的将来,会出现在国内的煤炭开采中,煤炭地下气化技术必将得到大范围的推广和应用。
3结束语
尽管随着科学技术的不断发展和进步,在我国的煤矿开采行业当中,越来越多先进的技术已经开始进行了推广和普及,并在中国得到了十分广泛的运用。但是不可忽略的是,中国的煤矿开采行业仍存有很多不可忽视的问题,例如国有大型煤矿与国有地方煤矿、乡镇煤矿之间所使用到的开采技术差距过大,在煤矿开采过程当中,企业只顾及到了眼前的利益和忽视了我国的可持续发展战略,以牺牲环境作为代价换取经济利益等。这些现象都使得我国煤炭开采行业的发展不容乐观。针对这一现状,本人对我国煤炭开采行业今后的发展做出了展望,并从个人角度出发,建设性地提出了相关意见和建议,希望能够给予我国从事煤矿开采行业的工作人员带来一定的参考价值的帮助,并希望我国煤炭开采技术的开发研究始终处在世界先进水平。
参考文献:
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[关键词]矿业系统工程;发展趋势;前景展望
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.23.061
矿业系统工程是系统学科同矿业工程学科所结合而形成的学科,随着经济发展推动下的信息技术得到了快速有效的管理与发展,使得在矿业系统研究方面的成果得到有效应用,进而作为整体性的分支而发展完善。在基本的发展应用中,实现自身的发展实现和应用,并遵循实际的发展应用中在未来建设中的整体发展趋向,实现系统化的有效提升,并在时代的发展下完善自身系统的科学合理性。
1矿业系统工程概述
矿业系统工程是具有综合性的一门新兴学科,具体而言,系统工程是一门在组织管理方面进行管理的技术。单纯地就矿业业务系统来看,矿业系统是其具体的研究对象,进而开展合理有效的规划、设计、研究、制造和使用以及试验,并通过具体的应用将整体性的系统进行涉及和分析以及控制。
矿业系统工程中具有和矿业发展相关的多个系统,可以概括到矿山管理和采矿工程以及矿业经济系统等多方面展开有效性的管理和研究,并实现该系统工程和矿业工程的有效结合,以为采矿业的发展提供有效的研究依据。就20世纪60年代的计算机发展来看,处于发展前期的计算机技术呈现快速发展的整体趋向,并实现了在基本原理中的应用中和计算机技术的有效结合,实现整体技术的综合性发展和应用,实现更加快速的发展途径和成果研究。而今,在历经近半个世纪的发展中,矿业系统工程已经成为全新发展中的全新的学科分支和技能研究,使得其本身逐渐发展成熟和完善。
2矿业系统工程的发展趋势
矿业系统作为一门新兴学科,需要在具体的发展过程中遵循采矿工程的内在性规律,运用专业化的技术将采矿系统中的问题不断地管理和优化。另外,在具体的发展中,需要和现代化的计算机发展技术和数学理论相结合,实现几何和理论方面的优化。
2.1实现跨学科的管理配合,开展多样化的研究
矿业系统的决策不仅需要依靠单一性的学科和方法,需要涉及多方面的管理和技术,以保障研究的多样性。比如露天矿的电铲――卡车调度,就其本身硬件设施而言,涉及无线通信和GPS以及计算机技术,而软件方案则有线性规划、数据处理和平差测量以及动态规划等。这就需要运用综合型的研究方法来实现综合性工程课题的解决,明显体现了系统工程现代化的特点。
2.2保障多项目的合作,进行大系统的开发
矿业工程在具体的系统结构方面具有多环节和多层次的特点,这就需要在进行具体优化时从整体性上全面出发。并在传统的单项优化的基础上实现整体视野的扩大化,使研究工作能够有范围更加广泛的对象。这个环节最为重要的是矿山决策系统的开发,展现更高层次的管理水平和整体层次。
2.3实现系统技术的优化,并趋于使用
在早期的矿业系统工程建设中,人们逐渐学会了通过运筹学来实现采矿环节的最优化解决,但是,在实际的应用中却还是会出现偏离。在行业的建设中,通过CAD技术的科学有效应用以及计算机和网络技术的合理支撑,使得传统化的工艺实现了完善发展和整体优化,但在逐渐的发展中却出现了整体目标偏移的现象,这就需要从实际出发,在人机相互结合的方式下实现管理决策的整体优化,并使得作业自动化程度有效提升,优化的前提下,实现整体作业的可操作性。[1]
2.4在社会经济和科学技术的发展下,应用新兴的技术
矿业系统工程因为自身学科的综合性,在不断的发展中从其他的学科中汲取经验和养分,并且在前期的发展中,模糊数学和人工智能在采矿系统中的应用广泛。而近年来,在科学技术的不断发展应用中,全球定位系统技术、遥感技术、虚拟现实技术、地理信息系统等实现了在矿业中的广泛应用,使得在全新的技术和学科指引下,有效地推动了采矿工程的全方位发展。
3矿业系统工程的前景展望
3.1计算机技术的影响力不断增强
就矿业系统的整体发展而言,计算机技术在其行业内的应用已经快接近半个世纪的时间,就这样的整体形势而言,可以清楚矿业系统工程未来的发展趋向必然离不开计算机技术的应用。而且,近年来,随着计算机技术的迅猛发展,实现矿业系统中计算机技术的应用,能够使其整体性的广度和宽度得到持续的增强,完善整体性的系统发展。
3.2研究内容逐步深化
在矿业系统的发展中,研究对象不断地拓展和增加。就当前状态而言,其研究内容所涉及的领域深入到诸多的行业,并且在呈现外延,使得在技术研究方面的内容不断增加和深化。另外,矿业性的研究课题不再局限于传统性的单一且局部的领域,实现了层次的多样性和目标系统的综合性,并使得整体性的分析决策能够有效的确立和实施。[2]
3.3实现采矿工程的实践与理论相结合
就未来的发展趋势来看,矿业系统工程的研究成果在朝着现代商业性地现代化建设发展方向运行,以在当前的经济发展环境下能够更好地实现矿业领域各项产品的应用和推广,而且在当前社会发展推动下快速发展的计算机技术支撑下,使得越来越多先进的理论研究和软件开发在各方面的应用更加侧重于对用户的方便和快捷,这表明在未来的发展中,矿业系统化的发展已经趋向于对用户的整体性和现代化服务。就矿业系统工程的整体发展而言,因为在我国长久发展的传统化限制,使得在具体运行中还是存在着同现代化的发展要求所不相适应的环节,这就需要对具体的运行环境有明确的认知,然后针对性地进行问题分析和策略解决,并在全新技术和理论的支持下寻找实践研究活动的突破点,强化实践活动同相关理论的有效结合。
3.4计算机技术的可视化功能将得到广泛的应用
就矿业系统的未来发展而言,计算机的可视化功能将得到广泛性的应用,这需要实现矿业工程整体设计成果的直观性展示。未来通过矿业工程设计的交互式应用,在更为先进的技术支持和管理下得到更为广泛的应用。[3]
3.5实现优化方法的合理建设
在矿业系统工程的发展应用中,将非严格的优化方法实现有效的应用,如系统模拟和计算机辅助设计等以及具有最优化的数学性质的非严格优化法,并在实现二者有效结合的基础上,将决策论和图论以及数学规划等严格优化方法,得到有效的结合,实现最优化的扬长避短,并成为未来矿业系统工程的发展趋势。
3.6实现学科化的有效结合
在未来采矿事业的发展应用中,会出现边缘叉学科和新兴学科的发展和深化,并在应用的过程中实现跨学科的联合研究,为应用提供更加综合性的技能管理,实现整体活动的最优化。
4结论
综上所述,矿业系统作为新兴型的发展学科,强化了在各个环节的综合型发展与研究,并且在实践活动中得到有效证实,明确了其在实际发展中的重要性和合理效用。并且在对实际发展趋向进行研究的基础上实现了对未来整体发展的展望,实现了行业综合性中工程同系统工程的整体性结合,并且为整体矿业经济的发展和整体经济效益的提升展现出了自身的优势和作用。
参考文献:
[1]张幼蒂.矿业系统工程的发展与展望[J].金属矿山,2003(1):1-3,10.
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色色的求职之路,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、国家工程中心等部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
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