煤矿开采方法课程整体设计

1、煤矿开采方法课程整体设计一、课程设置 1、课程性质：煤矿开采技术专业是省级示范院校重点建设专业，是吉林省教改试点专业，是学院的重点专业。煤矿开采方法课程是煤矿开采技术专业课程体系中的一门核心职业技术课程， 是学习和掌握采矿知识和技能的必修课程；该课程实践性、应用性较强，是采煤队、综采队、机关职能科室的工长和技术员岗位必备的专业知识和技能。其基本内容是：根据煤矿生产、技术、管理一线高技能人才职业岗位（群）知识、能力和素质要求，坚持理论与实际紧密结合，阐述不同煤层赋存条件下的井田开拓方式、采煤方法、开采设计等专业理论知识和实践知识。 2、课程任务：通过理论教学使学生全面掌握不同煤层赋存条件下的井田

2、开拓、采煤方法等方面的知识，并通过实践训练使学生具备采区巷道方案设计、采煤工艺设计、采区单项施工设计与编制采煤工作面作业规程的能力。同时，不断增强团队协作精神，树立长期从事煤矿工作的信心。因此，本课程在煤矿开采技术专业的知识体系中具有承上启下的桥梁作用，对于该专业学生职业能力培养和职业素质养成起主要支撑作用。总之，学习好本课程，对于从事煤矿生产一线的工程技术人员来说，是至关重要的。它的先修课程是：煤矿地质、矿山测量、矿山压力控制技术、矿山电工等职业技术课程。 3、设计理念：煤矿开采方法课程以完成矿井开采初步设计的主要工作过程进行内容组织与设计，突出课程的针对性，强化工作任务的实用性。在实践教学

3、手段上，让学生自主观摩、自主设计方案，人人有机会动手。在实践教学形式上，除传统的实验、实训外，增加了设计型、综合型乃至研讨型实训专题，以培养学生的专业素质、创造性思维、动手能力和解决分析问题能力； 4、设计思路：按照课程知识模块化、模块内容任务化、任务和工作结合实用化的原则，坚持以就业为导向，根据专业的培养目标，在职业能力分析的基础上，遵循高职教育教学规律，将相同、相近的能力进行归纳和组合，按照基于工作过程为导向的思路将课程内容进行序化，组构煤矿开采方法课程主体框架。把结合煤矿开采基本条件和矿井开采设计与生产过程，以工作任务为载体把煤矿开采专业技术知识和实践技能有机联系起来， 使课程各模块之间

4、相互连接，互为整体，形成模块化的课程体系。在实施过程中，采用项目教学。依据设定的矿井开采基本条件， 让学生结合开采条件完成矿井开采设计。作业规程编制等项任务。整个过程，学生全程参与，边讲边练，讲练结合，激发学生学习的积极性和主动性，提高学生的实际动手能力。 二、课程教学设计 （一）教学内容的选取 在正确处理教学内容的针对性与适用性的关系时，做到了以下几点： （1）针对培养煤矿企业采煤区队技术管理人员的教学目标，设计教学内容， 做到“必需够用”。 由于煤层赋存条件不同，所采取的矿井开拓方式也不同，既是同一煤田、同一地区，所采取的采煤方法也不尽相同，毕业生的就业区域和岗位（群）也将分布在不同地区。

5、因此，应该将矿井开拓方式（立井开拓、斜井开拓、平硐开拓、综合开拓）、采区巷道布置方式（采区式、盘区式、带区式）及采煤工艺（炮采、普采、综采）等内容，逐一介绍，全面理解和掌握。这是作为一个采煤区队的技术管理人员必须具备这些知识。同时，也必须具备采煤工作面生产组织与技术管理等方面的知识，这样才能符合职业岗位（群）的任职要求 （2）根据就业岗位的多样性，灵活有针对性的学习、训练不同岗位需要的知识和技能，做到对准岗位整合教学内容，实现“按需施教”。 煤矿开采技术专业毕业生的主要职业面向是，从事采煤队、综采队、机关职能科室及综机维修等单位的生产技术管理工作。尽管就业岗位比较宽泛，但都是从事技术管理。这就

6、要求学生的知识面也应相对宽泛；在技能方面，应该具有识别矿图和绘制矿图的基本能力，具有编制安全技术措施的能力，具有一定的生产组织和管理能力。为此，课程内容是紧紧围绕矿井开采设计的全部工作过程，让学生依据给定的具体条件进行有针对性的设计练习。课程结束，将每个学习小组的模块训练进行集合，形成一个较为完整的课程设计说明书。这种做法，按实际工作需要组织教学内容，培养学生不同岗位的职业技能，增强了学生查阅科技文献、使用工具书、设计计算和创新能力。学生通过针对矿井开采条件进行设计训练，在实践中学习，在学习中实践，专业技术知识与实践技能得到有效的提高，为学生的就业与可持续发展奠定了良好的基础。 （3）注重课程

7、内容模块化，做到模块间相互融通，有机结合。 教学内容以井田开拓采区设计采煤工作面生产技术管理三大生产环节为主线， 安排以井田开井田开拓、采区设计（包括：采区巷道方案设计、采煤工艺设计、采区单项施工设计）、采煤工作面生产技术管理、其他采煤方法六个教学模块。依据现场生产过程与管理需要安排有4个综合训练项目，每个模块又分15个课题，每个课题有15项工作任务组成。模块或课题间既相互独立，又相互融通，相辅相成，缺一不可，使全部教学过程形成一个有机整体。 （4）根据就业需要有的放矢的选择教学内容，做到近期就业“必需够用”， 将来发展“迁移可用”。 近年来，煤矿开采技术专业毕业生供不应求。无论是煤矿企业，或

8、是与煤矿相关企业，对毕业生的需求是迫切的。随着煤炭工业科技进步，采煤方法和装备也在不断地发展和更新，这就要求教学内容应适时更新，将新技术、新知识、新方法、 新工艺及时补充到教学中。 由于知识更新， 毕业生的就业观念将发生变化，就业范围将进一步扩大。也就是说，毕业生不仅能在采煤区队工作，也能在职能科室或综机维修企业工作。因此，教学内容充分考虑了学生的适岗、应变和岗位迁移及继续学习的基本能力，以适应职业变化对知识的需求。 （二）教学内容的组织与安排 按照高职教育特点，遵循学生职业能力培养的基本规律，以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容。其组织形式是以模块、课题、任务取代了章、节、目传

9、统的做法。教学内容划分井田开拓、采区设计（包括：采区巷道方案设计、采煤工艺设计、采区单项施工设计）、采煤工作面生产技术管理、其他采煤方法六个模块、17 个课题、51项工作任务。采用项目教学，计划为 198 学时。该课程内容知识点多、理论性较强，必须理论知识与生产实际紧密结合，具有一定的空间立体想象能力和一定的识别矿图和绘图能力， 才能建立矿井巷道纵横交错的时空关系而进行开采设计。课程讲授过程中，简化了理论的叙述，突出专业理论在生产实际中的应用；改变了将课程设计紧跟课程之后进行的做法，取消了单设课程设计这一实践教学环节，而是将课程设计融于整个课程内容中，分模块讲授、分模块训练。课程结束，矿井及采

10、区的开拓系统和巷道布置、采煤工艺的确定、安全技术措施的编制等内容也相继完成。这样，课程实施始终贯穿了教、学、做一体，将理论与实践互为融合，掌握了知识，提高了实际动手能力，为毕业设计奠定了坚实的基础。 表1 整体教学内容设计模块名称教学内容教学目标学时分配模块井田开拓 进行井田划分和阶段内划分 进行储量计算，合理确定矿井生产能力 确定矿井开拓方式 确定井筒数目、位置和斜井层位 布置大巷、井底车场形式、位置 正确画出勘探线和矿井边界，能够做出勘探线剖面图； 解储量分类方法，合理确定矿井生产能力； 选择确定矿井开拓方式、井筒位置； 布置大巷和井底车场。36模块采区设计模块一 采区巷道方案设计 选择采

11、煤方法、确定采区准备方式和采区参数 选择上山布置方案，确定上山数目与位置、布置区段巷道、回采顺序 选择确定采区车场布置形式。 正确画出底板等高线图，做出上山的剖面图； 选择上山布置方式，确定上山位置、布置区段巷道、回采顺序 选择采区车场布置形式。52模块采区设计模块二 采煤工艺设计 进行开采工艺设计，计算工作面支护阻力，选择支护设备； 选择采煤工作面的开采设备，进行生产能力核算； 确定采煤工作面控顶距，绘制采煤工作面设备布置和控顶距断面图。 绘制采煤工作面的巷道布置图和区段平巷的巷道断面图； 合理确定工艺方式，进行支护设备选型 选择工作面的开采设备，进行生产能力核算；38模块采区设计采模块三

12、区单项施工设计 轨道平面线路设计方法与轨型、道岔选择； 进行采区的上、中、下车场形式与线路设计计算； 进行采区各硐室施工设计 绘制车场巷道系统与线路设计图；（分别进行采区上、中、下车场设计） 掌握轨道线路设计基本知识与线路连接方法； 进行设计 采区的上、中、下车场进行线 路设计； 合理选择选择轨道 线路的使用轨型和道岔的类 别； 绘制车场巷道系统与线 路设计图。24模块采煤工作面生产技术 管理 进行采煤工作面的生产组织设计； 在采煤工作面设备布置图上绘制采煤工作面循环作业图表； 制定采煤工作面煤质和工程质量管理措施 制定采煤工作面生产安全技术措施 能够进行采煤工作面生产组织设计； 正确绘制采煤

13、工作面循环作业图表； 能够制定工作面煤质和工程质量管理措施。 能够制定采煤工作面生产安全技术措施64模块其他采煤方法 急倾斜煤层采煤法特点、巷道布置，俯伪斜走向长壁、伪倾斜柔性掩护支架、水平分段放顶煤和仓储式采煤法巷布和工艺 柱式采煤法采煤工艺、特点和适用条件 掌握急倾斜采煤法特点和巷道布置 掌握俯伪斜走向长壁、伪倾斜柔性掩护支架采煤法、水平分段放顶煤采煤法的巷布和工艺 掌握柱式采煤法采煤工艺、特点和适用条件10（三）模块教学设计 表2 模块 教学设计模块：井田开拓模块学时：36集中讲授学时：14时间：模块主要任务：进行矿井开拓设计 模块任务划分：井田内的划分；矿井生产能力的确定； 矿井生产能

14、力的确定； 进行开采水平划分和阶段内的在采区划分；水平大巷的布置；井底车场的布置。 设计条件：结合吉林省各矿区，分别以辽煤集团西安矿、金宝屯矿、梅河矿和长春羊草煤业一矿、二矿开采范围与基本条件为基础，对井田边界适当进行变动，作为各学习小组设计的基本条件。任务描述：按照给定的矿井开采范围，把勘探线、矿井边界画在图纸上，做出矿井主要勘探线的剖面图；根据开采条件概算出井田范围内煤炭储量，依据储量分类方法，计算确定矿井设计开采储量，然后确定矿井生产能力；进行矿井开拓方式选择，确定井筒位置；进行开采水平划分和采区划分，确定大巷布置方式与位置和井底车场布置形式，并在设有坐标系的图纸中画出所设计的巷道与车场

15、。 学习目标：正确画出勘探线和矿井边界，能够做出勘探线剖面图；了解储量分类方法，合理确定矿井生产能力；选择矿井开拓方式，确定井筒位置；进行开采划分，布置大巷和井底车场。任务主要成果： 1.1:5000或1:10000矿井平面图； 2、矿井主要勘探线的剖面图； 教学方法： 宏观：项目教学法 微观：讨论法、讲授法、头脑风暴、设计讲 评教学法媒介： 教材、参考资料、教学模型、课件、视频文件、多媒体、黑板、试验设备、制图工具、 图纸考核与评价： 笔试（开卷考试）汇报答辩（分班进行） 小组评议 教师评价学生的基础： 矿山测量基础知识 储量计算能力 平、剖面图绘制能力 说明书编写与文字处 理能力教师需要的

16、能力： 矿井生产系统知识 矿井巷道设计能力 能够熟练应用任务驱 动的教学方法的能力（四）课程重点、难点及解决办法依据煤矿开采方法课程特点与煤矿地下生产的特殊性， 煤矿开采方法课程的重点和难点如下： 1.煤矿开采方法课程的重点及解决办法： 井田开拓、采区巷道方案设计、采区车场轨道线路设计为课程重点，其解决办法为： 1）课前参观 课程讲授前，先组织学生到采矿实训室（30 多组采矿模型）、矿井通风实训室（现代化矿井通风仿真系统），通过教师讲解和演练，学生可对煤矿具有初步的感性认识，然后再到校外实训基地参观。 通过校内和校外参观活动， 学生对煤矿的概貌具有初步了解，对煤矿的主要生产环节具有初步认识，为

17、本课程的学习奠定基础。 2）课内实践 （1）在实验室对照书本看模型，讲看结合，演练结合，帮助学生建立矿井巷道的空间立体概念和采掘生产过程的时空关系。 （2）重点问题重点讲授，反复强调，讲清讲透，引起学生重视。 （3）采取灵活的教学方法和手段，如课堂讨论、案例教学、电化教学、使用多媒体课件和发挥网络教学的功能， 帮助学生认识问题、 分析问题和解决问题，提高学生的学习兴趣和自学能力，有助于学生对重点问题的理解和掌握。 （4）绘图训练。对应课后，教师都要布置绘制矿井和采区巷道布置图，并对每张图进行答辩式提问，训练学生建立矿井和采区生产系统空间概念。 3）课外训练 （1）利用实验室开放时间，学生可自主

18、到实验室模拟训练，使学生建立空间概念和井巷与采矿工程图之间的关系转换。 （2）通过边讲边练，讲练结合，一是将教学内容融会贯通，特别是对重点内容全面掌握，二是锻炼学生独立工作和解决实际问题的能力；三是积累一定的工作经验。 2.煤矿开采方法课程难点及解决办法： 采区巷道布置方式及空间概念的建立、放顶煤开采放煤方法及放煤机理、采区车场轨道线路设计计算等为课程难点，其解决办法为： 1）将课堂搬到实训室，边看边讲采矿实训（模型）室拥有集声电光于一体的先进的教学模型，种类齐全，形象逼真，特别是新购置的现代化矿井模型，学生通过模拟实验，教师重点辅导，可以帮助学生建立空间概念和井巷与采矿工程图之间的关系。 2

19、）将课堂搬到现场，边讲边练 利用校外实训基地的优势进行现场教学。通过井上、下实际锻炼，可以让学生真实地认知矿井巷道布置和采煤工艺过程，亲身感受到煤矿开采的动态过程，进一步解析矿井复杂而庞大的生产系统。 3）运用现代化教育技术帮助学生对难点的突破 利用自己开发的多媒体课件，变抽象为生动，由静面到动画；采取课内和课外相结合的方式，组织学生观看录像片，并通过在线答疑网络平台，及时与学生沟通，帮助解决疑难问题。 4）强化作业训练，重点辅导 针对采区车场线路设计较难的问题，加强辅导，布置习题，强化学生计算能力。 （五）成绩考核与评价 分为专业基本知识考核、职业基本技能考核和职业能力考核。专业基本知识考核

20、：将职业岗位技能和能力培养所必需的专业基本知识编制成题库，在课程教学开始即下发给学生，学生在完成工作任务工程中学习掌握，期末进行测试。职业基本技能考核：识读图纸建立井下生产系统空间概念和了解生产过程，是掌握职业岗位能力所必需的基本技能，通过先让学生绘制10张典型图纸，然后逐一答辩，最后考评中出现的主要问题进行针对性的讲评。职业能力考核：对采区巷道方案设计、采煤工艺设计、采区单向施工设计和采煤作业规程编制能力，单独设置成绩进行答辩考核。这种做法，促进了学生自学能力的提高，受到了学生的普遍欢迎，切实提高了教学质量。三、教学方法与教学手段（一）教学模式的设计与创新 2008年以来，课程组教师致力于理

21、论教学与实践相融合的一体化教学模式改革，逐步形成了以实践为导向的教学模式。它是以“能力培养为核心，集理论教学，实习、实训、课程设计于一体”为指导思想，按照从事采煤区队工程技术管理工作职业实践活动的要求，来设计课程内容并组织教学。该模式是将本课程全部内容划分为6各模块，通过4个实训项目的完成，来测试学生对知识的掌握和解决实际问题的能力。具体实施过程如下：在本课程的讲授期间完成课程的理论知识学习并进行能力训练。学生分为8个学习小组，每个学习小组67人。根据不同的开采条件，共同完成模块的学习和实训项目；23位教师组成教学团队，共同进行课程教学工作。每个模块安排主讲教师重点讲授模块的主要内容，并负责实

22、施模块内的工作任务；团队教师共同进行辅导和答疑，检查和指导学生完成工作任务，模块结束后进行相应的考核，最后教师再将考核及工作任务完成情况实施点评。这种教学模式具有以下特点：1.在空间上，将教室与实训室结合形成专业教室或把教室转变为设计室，体现了一定的职业氛围。2.在教师讲授方式上，教师组成教学团队，共同探讨教学中的问题。每个模块安排主讲教师，对于学生能够自学的内容，教师不再进行讲授；对于重点、难点，教师进行重点辅导和讲授。教学团队及时进行针对性辅导和答疑，引导学生完成工作任务。3在学生学习方法上，采用以学生为中心参与式的学习方法。以不同开采条件为基础划分学习小组，组建学习团队。在课堂中进行小组

23、讨论、辩论等，在课外互帮互助；在校外参与社会实践活动；这种学习方法，提高了学生的人际沟通能力，强化了学生的团队合作精神，提高了教与学的有效性。这种教学模式，把学生具备实践技能作为课程的主要教学目标，把专业技术理论知识贯穿到工作任务的完成之中，使学生从被动学习转变为主动学习探讨，学生的动手能力大大加强，学习效果好，学生非常满意。 （二）多种教学方法的应用 在课程讲授过程中，课程组教师根据课程内容和学生特点，注重启发式、讨论式、实际案例分析、项目教学法等形式，让学生在学习中参与，在参与中学习，激发学生的学习积极性和主动性。1启发式。教师讲课前，认真备课，精心设计教学内容。在教师的启发引导下，学生联

24、系所学知识，自己思考。随着教师的提示，循序渐进，逐步深入，使复杂的问题简单化，学生易于理解和掌握。其目的是培养学生主动思考的习惯。提高学生自主学习和分析、判断问题的能力，2讨论式。在开采方案设计过程中，以不同开采条件为基础划分学习小组，结合矿井的开采条件共同进行矿井开采设计和开采工艺设计及编制安全技术措施。学习小组在一起共同进行研讨，每个同学都提出各自的设计方案和建议，通过集体讨论，最终确定较优的开采设计方案。学生通过课前准备和课堂讨论，巩固和加深对所学内容的理解和掌握，互相启发，促进学生积极思考，激发学生学习的热情。3案例式。以辽煤集团和长春羊草煤业的矿井开采条件为基础，以现场实际设计资料为

25、案例，让学生结合煤矿具体开采条件，参考矿井开采设计范例进行矿井开采设计、生产组织设计，按时完成教学设计工作任务。学生带着任务去学习，参考开采设计范例完成工作任务，条件具体，目的明确，有效的提高教学针对性和实用性，激发学生学习的主动性和积极性。4项目教学法。以工作任务为导向，把课程内容任务化，以工作任务为载体把课程各模块有机联系起来，教学内容前后相连形成一个整体，课程采用集中进行方式安排教学。5辅导答疑。每周在固定时间、固定地点由任课教师主持辅导答疑，6. 教研活动。积极开展教学研究活动，相互交流、相互听课、相互帮助，取长补短，改进教学方法，共同提高；同时要求任课教师积极参加学院组织的各种教学竞

26、赛，不断提高授课艺术和质量。  7.专家讲座。为了使学生进一步拓宽视野，了解国内煤矿开采新技术的应用情况，增强学生热爱矿山，培养学生不畏煤矿苦、险的精神品质，定期聘请煤矿企业采煤技术专家或已取得显著成就的毕业生回校作专题报告。专题讲座与课堂教学相结合，使学生增长了见识，树立了扎根煤矿的坚定信念，该专业毕业生一次对口就业率多年来一直保持100%。（三）现代教学技术手段的应用 课程组教师积极推行教学手段改革，将挂图、模型与多媒体、网络教学等现代化教学手段相结合，互相弥补，收到了较好的教学效果。 1运用现代教育技术，建立虚拟、仿真环境。煤矿生产大多为井工开采，学生对井下情况不熟悉，很难建立

27、矿井巷道系统的时空关系转换。经过刻苦努力，课程组教师开发了FLASH电子课件。形象逼真，图文并茂，立体感强，寓教于乐，增大了信息量，有利于教师与学生的互动交流，受到了校内外专家的肯定和学生的普遍欢迎。2充分利用网络教学资源，搭建学生自学平台。2007年初我院的煤矿开采方法已建成河南省省级优秀课程，教学资源比较齐全，可为学生自主学习创造必要的条件。2009年初主要教学资源上网。  3.利用集声、光、电于一体的现代化模型，帮助学生理解井上、下位置关系。利用现代化矿井模型，讲授过程中主要采取看、讲和练的方式进行。看就是学生先通过看模型，相互讨论，把模型和书本结合起来，对巷道系统建立感性认识

28、；讲就是教师根据学生观看模型过程中遇到的问题和学生不易掌握的内容进行针对性的重点讲述，使学生进一步理解和掌握巷道系统的特点；练就是要求学生根据采矿模型进行绘制巷道布置图，结合模型进行绘图训练。通过三维采矿模型可以了解煤矿地下全貌，建立与各采矿工程图之间的联系，针对性强，能使学生加深对教学内容的理解，锻炼学生绘制矿图的基本能力。  4.组织学生观看电教片，了解煤矿生产全过程。为了帮助学生了解煤矿生产全过程，感受矿井工作环境，树立为煤矿乐于奉献、扎根矿山的决心和信心，系里购置了综合机械化采煤、矿井瓦斯防治技术等录像带和光盘。通过观看录像，将煤矿生产的场景和生产的过程展现给学生，把教师的讲

29、转变为学生看，使学生对煤矿生产有一个直观的感受，提高了教学质量和效率，取得了较好的教学效果。四、课程特色与创新 （一）课程特色 1课程开发多元化。根据专业培养目标，参照煤矿企业采煤区队技术管理工作岗位的任职要求，以培养学生综合职业能力为主线，在充分调研的基础上，由煤矿企业工程技术专家、职业教育专家和学院教师共同组成课程开发小组，经过反复研讨和论证，率先完成了煤矿开采方法课程标准的编撰工作。依据课程标准，初步完成了校本教材的编写。经过07级学生试用，反映良好。在课程开发方面起到了引领带动作用。2课程结构模块化。打破传统的课程结构模式，将煤矿开采的工作过程依次划分为六个模块，其课程体系、课程内容均

30、来自于工作任务模块的转换。每个模块又是一个大的工作项目，每个项目包含有若干个工作任务，其内容包括相关知识、任务实施、职业态度和情感等。模块或任务之间相互独立又彼此联系，具有一定的灵活性。可根据授课对象、授课学时的不同，做到“因材施教”、“因时施教”。3课程内容综合化。主要体现在煤矿开采理论知识与实践训练方面的综合，职业技能与职业态度、情感的综合。这两个“综合”的载体，就是工作项目或任务，因此，在课程开发时，注重课程内容与职业岗位的具体工作内容相一致，如采煤方法的确定、安全技术措施的编制和实施等，使得课程载体由抽象的概念转变为具体的任务。4课程实施一体化。一是聘请煤矿企业工程技术专家负责理论教学

31、和实践教学，融教师、“工程师”为一体；二是做到教学过程与工作过程的结合。学生在给定的具体条件下，完成矿井开拓设计、采区巷道方案设计、采煤工艺设计、采区单项施工设计与作业规程编制，融“教、学、做”为一体；三是将教室搬到实验实训室或现场，融教室、生产车间为一体。利用现代化矿井模型，使学生建立矿井巷道交错、重叠的立体关系。5课程评价开放化。为了检验课程教学效果，注重落实学生评价、教师评价、督导评价和社会评价环节，并建立了相应的的评价规范程序及方法体系。针对反馈意见，及时增加或调整课程内容，保持课程内容的针对性、实用性和先进性。（二）课程创新点1项目教学实施“六步法”资讯、计划、设计教学方案模块教学设计教学团队、学习小组、教学条件模块教学实施任务进度、设计质量、参与性模块教学检查出勤情况、汇报答辩模块教学考核学习态度、考核结果与设计情况模块教学评价组长汇报、班长总结、教师总结、模块