《矿井通风与安全》课程教学大纲

《矿井通风与安全》课程教学大纲课程名称：矿井通风与安全MineVentilationandSafety课程编号：020040180课程性质：R必修□选修课程类别：□通识课程R专业课程£实践教学适用专业：采矿工程专业课程学时：总48学时，其中，理论40学时，实验8学时课程学分：3.0应开课学期：第六学期先修课程：流体力学c、矿山机械装备及其智能化、采矿学、井巷工程等任课学院、系部：能源科学与工程学院采矿工程系一、课程简介“矿井通风与安全”是采矿工程专业的一门专业核心课程，课程性质为必修课，主要阐述矿井通风的基础理论、基本规律，矿井通风系统设计，通风参数检测与现代化管理，矿井瓦斯、火灾、水灾、矿尘等矿山灾害防治理论和技术，为矿井安全生产提供最基础保障。本课程为进一步学习煤矿生产系统设计与开发方面的知识提供基础。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（一）课程目标课程总目标：通过系统地阐述矿井通风基础理论、基本规律、系统设计原理，矿井空气调节技术，以及国内外矿井通风与灾害防治工程技术方面的最新科技成果，让学生掌握矿井通风工程技术的基本理论和方法，掌握通风设备的使用与选型计算，能够进行矿井通风设计与日常通风管理；掌握矿井瓦斯、火灾、水灾、矿尘等矿山灾害防治理论和技术的基本知识，掌握常规通风与安全参数的测试仪表与测试方法，为从事矿井通风及其他行业通风工程设计、安全生产技术管理及科学研究奠定基础，同时，将坚持“立德树人”和“课程思政”的总要求，落实“以学生中心、成果导向、持续改进”的理念，让学生了解国家有关矿井生产过程中的安全、职业健康防护等方面的方针、政策和法规，充分发挥采矿工程专业核心课的思政教育功能，培养学生的社会责任感、工程伦理和职业道德。课程目标1：掌握矿井通风的基本概念和系统组成，理解矿井通风的基本任务，能够分析通风系统合理性对矿井安全生产的影响。掌握矿井灾害的基本概念，能够列举矿井灾害及其成因和类型；了解矿井通风在矿井灾害防治中的基础地位和重要性，培养学生的社会责任感和工程伦理意识。课程目标2：掌握矿井通风基本理论和风流流动遵循的基本定律，优选通风系统，计算通风系统供风量和通风阻力，掌握通风设备选型方法，设计矿井通风系统阻力测定方案，对通风系统阻力分布、网络结构、主要通风机工况点等合理性进行分析，能够实现矿井风量的合理调节，选择合理的局部通风方法和掘进安全技术装备；分析矿井通风系统设计合理性，培养学生的工程伦理和职业道德。课程目标3：掌握矿井瓦斯、火灾、水灾和煤尘事故治理方法，了解国家有关矿井生产过程中的安全、职业健康防护等方面的方针、政策和法规，培养学生的依法采矿和以法治矿的责任意识。能够根据矿井灾害防治的相关政策和法规要求，针对不同地质条件下开采面临的灾害，设计避免和减少矿井灾害的控制方案。（二）课程目标与毕业要求的对应关系

本课程目标支持的主要毕业要求如下表：课程目标毕业要求指标点1．掌握矿井通风的基本概念和系统组成，理解矿井通风的基本任务，能够分析通风系统合理性对矿井安全生产的影响。掌握矿井灾害的基本概念，能够列举矿井灾害及其成因和类型；了解矿井通风在矿井灾害防治中的基础地位和重要性，培养学生的社会责任感和工程伦理意识。毕业要求1.工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂采矿工程问题。指标点1.4掌握采矿不同专业方向的专业知识并能够应用于解决复杂采矿工程问题的描述和解释。2．掌握矿井通风基本理论和风流流动遵循的基本定律，优选通风系统，计算通风系统供风量和通风阻力，掌握通风设备选型方法，设计矿井通风系统阻力测定方案，对通风系统阻力分布、网络结构、主要通风机工况点等合理性进行分析，能够实现矿井风量的合理调节，选择合理的局部通风方法和掘进安全技术装备；分析矿井通风系统设计合理性，培养学生的工程伦理和职业道德。3.掌握矿井瓦斯、火灾、水灾和煤尘事故治理方法，了解国家有关矿井生产过程中的安全、职业健康防护等方面的方针、政策和法规，培养学生的依法采矿和以法治矿的责任意识。能够根据矿井灾害防治的相关政策和法规要求，针对不同地质条件下开采面临的灾害，设计避免和减少矿井灾害的控制方案。2.工程与社会：能够基于采矿工程和安全工程相关背景知识进行合理分析，评价专业工程实践、复杂采矿工程和安全工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任。指标点6.2基于采矿工程相关背景知识，分析评价矿山建设、资源开采方案对健康、安全和环境的影响，并应理解承担的责任。三、课程教学的基本内容及教学安排（一）课程教学的内容及学时安排知识单元知识点学时数课程目标线下授课线上授课实验/实践1.绪论知识点1.1：一通三防的认识知识点1.2：矿井通风的基本任务知识点1.3：矿井通风系统组成知识点1.4：本课程学习内容和方法2课程目标12.矿井空气、气候与调节知识点2.1：矿井空气成分分析知识点2.2：矿井空气中有害气体分析与安全浓度要求知识点2.3：矿井主要热源分析与矿井气候的要求知识点2.4：矿井降温的一般技术措施22课程目标13.矿井空气流动基本理论知识点3.1：空气主要物理参数知识点3.2：风流能量与压力知识点3.3：点压力测量知识点3.4：通风连续性方程与能量方程知识点3.5：能量（压力）坡度线42课程目标24.井巷通风阻力知识点4.1：井巷通风阻力的产生原理与分类及计算知识点4.2：降低矿井通风能耗（阻力）的技术途径分析知识点4.3：井巷通风阻力特性与矿井通风难易程度评价2课程目标25.矿井通风动力知识点5.1：自然风压知识点5.2：主要通风机类型、构造及附属装置知识点5.3：通风机特性曲线知识点5.4：通风机工况点知识点5.5：通风机的联合运转2课程目标26.矿井、采区、回采面、掘进面通风知识点6.1：矿井通风系统及选择知识点6.2：采区通风系统及选择知识点6.3：回采工作面通风系统及选择知识点6.4：局部通风方法与装备知识点6.5：掘进安全技术装备系列化22课程目标27.矿井通风设计知识点7.1：通风构筑物及漏风计算与要求知识点7.2：矿井需风量计算知识点7.3：矿井通风阻力计算知识点7.4：矿井主要通风机及配套设备选型4课程目标28.矿井通风网络动态知识点8.1：矿井通风系统网络图知识点8.2：节点风量平衡定律与回路能量守恒定律知识点8.3：简单网络特性与通风网络动态特性知识点8.4：局部风量调节技术与方案分析知识点8.5：矿井总风量的调节与方案分析4课程目标29.煤层瓦斯赋存与含量知识点9.1：瓦斯的定义、性质、危害知识点9.2：瓦斯的来源与成因知识点9.3：煤层中瓦斯垂直分带知识点9.4：影响煤层瓦斯含量的因素2课程目标310.矿井瓦斯涌出与矿井瓦斯等级知识点10.1：瓦斯涌出量的定义知识点10.2：影响瓦斯涌出的因素知识点10.3：矿井瓦斯涌出来源的分析与分源治理知识点10.4：矿井瓦斯涌出量预测知识点10.5：矿井瓦斯等级2课程目标311.矿井瓦斯喷出与突出防治知识点11.1：瓦斯喷出的预防知识点11.2：突出的机理、突出的一般规律知识点11.3：煤与瓦斯突出防治措施知识点11.4：煤与瓦斯突出的预测2课程目标312.瓦斯（煤尘）爆炸及其预防知识点12.1：瓦斯（煤尘）爆炸过程及其危害知识点12.2：瓦斯（煤尘）爆炸的发生条件知识点12.3：煤矿井下瓦斯（煤尘）爆炸事故原因分析知识点12.4：防止瓦斯（煤尘）积聚知识点12.5：防止瓦斯（煤尘）引燃22课程目标313.瓦斯抽采知识点13.1：概述、开采煤层的瓦斯抽采知识点13.2：邻近层瓦斯抽采、采空区抽放、围岩瓦斯抽采知识点13.3：瓦斯抽采设备2课程目标314.外因火灾防治知识点14.1：矿井火灾概述知识点14.2：外因火灾及其预防2课程目标315.自燃火灾防治知识点15.1：煤炭自燃机理、自燃规律知识点15.2：煤炭自燃预测预报知识点15.3：常用防灭火技术简介知识点15.4：火灾时期的通风与控制2课程目标316.矿尘防治知识点16.1：矿尘基础知识知识点16.2：矿尘危害知识点16.3：矿尘防治技术2课程目标317.矿井水灾防治知识点17.1：矿井水灾的危害知识点17.2：矿井水灾条件知识点17.3：矿井水灾防治技术2课程目标3合计408（二）课堂实验/实践教学内容及要求序号项目名称内容、要求学时实验/实践类别实验/实践类型每组人数必做/选做课程目标1矿井气候条件的测定学会测定矿内气候的各种参数，并由此计算处空气密度；学习使用测定大气参数的各种仪器；2专业操作型5必做课程目标12风流点压力和和平均风速的测定加深在不同通风方式下，对全压、静压和速压及其相互关系的理解；学习测算平均风速的方法；进一步了解差压计、皮托管等仪器设备的原理与构造。2专业操作型5必做课程目标13通风机特性测定（1）熟悉通风机性能测试的手段与方法；（2）通过测定的参数计算、整理、绘制在标准大气状态下的风压-风量曲线、功率-风量曲线和效率-风量曲线等。2专业操作型5必做课程目标24矿井瓦斯浓度的测定及瓦斯爆炸演示（1）掌握光学瓦斯检定器的使用方法；（2）通过直观的爆炸演示，掌握瓦斯爆炸的发生条件。2专业综合型5必做课程目标3基本要求实验前，学生要认真阅读相关教材和实验指导书，明确实验目的和需要测试的数据、实验方法、实验步骤，熟悉实验设备、仪表和相关装置的名称、规格、适用范围，一般构造、安装方法、读数方法；做实验前应认真听讲，服从指导教师安排，对不熟悉的仪器要逐一指导教师的操作示范，遵守操作规程，认真操作，正确读数，有问题及时请教。实验中，要了解本实验所用的设备、仪表，熟悉操作方法和调试技术；实验时，要认真操作，在规定的记录纸上认真记录数据；记录数据要进行复查，核对单位、量程范围、变化规律；能应用理论对测得的数据进行分析整理，并根据实验目的作出结论，编写成实验报告。注：实验/实践类别：专业、上机等实验/实践类型：操作型、验证型、演示型、综合型等。四、本课程与其他课程的联系先修课程：流体力学c、矿山机械装备及其智能化、采矿学、井巷工程等。后续课程：煤矿法规与案例分析。五、教材与其他教学资源（含教学参考书或在线资源）（一）建议教材张国枢等.《通风安全学》（第二版）[M].徐州：中国矿业大学出版社,2011.7（高等教育“十二五”规划教材）（二）其他教学资源[1]王德明.《矿井通风与安全》[M].徐州：中国矿业大学出版社，2012.6[2]吴超等.《矿井通风与空气调节》[M].武汉：中南大学出版社，2008.10[3]《煤矿安全规程》最新版[4]俞启香.矿井灾害防治理论与技术（2008年修订版）[M].徐州:中国矿业大学出版社,1997.（高等学校十一五规划教材）六、教学方法与学习建议授课方式以线下集中教学为主，辅以线上资源自学为辅，通过强化平时考核和过程考核，促进学生对课程重难点知识的理解与掌握，提高教学效果与学习产出。重点掌握：矿井空气流动基本规律、井巷通风阻力与动力、矿井风量分配与调节技术、局部通风技术、矿井瓦斯、火灾与煤尘事故防治；难点：包括风机联合运转、主要通风机设备选型、长距离掘进通风、煤与瓦斯突出及自燃预测预报。学习建议：课程内容多，做好课前预习、课中认真学习、课后及时完成练习是学好课程的关键，同时，可以充分挖掘网上资源，利用所学课程知识深入剖析工程和事故案例，提高理论知识灵活应用于工程实践的能力，从以往的事故案例中吸取教训，提高做好矿井灾害防治的社会责任感，培养应有的工程伦理意识和依法开采、以法治矿的正确理念。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核基于《矿井通风与安全》教学内容与毕业要求指标点的关联性，制定本课程质量评价方法。课程考核采用平时考核、过程考核、实验考核和结课考试考核四种方式，各考核方式的考核成绩占总成绩的比例分别为15%、20%、15%和50%；平时考核注重考察学生学习出勤、课堂参与讨论及课外作业完成情况，过程考核和实验考核分别以单元测试和实验成绩作为参考，结课考试成绩作为总结性评价则的依据，平时考核、过程考核、实验考核与终结性评价有机结合，可大大促进学生对日常教学环节中知识积累和掌握的重视程度，促进学生的学习产出。考试考核方案及权重见表4。表4考核方案及考核权重课程目标考核环节权重合计平时表现过程考核课程实验结课考试课程目标14%4%8%6%22%课程目标23%9%4%24%40%课程目标37%7%4%20%38%合计14%20%16%50%100%（二）课程目标与考核内容的关系课程具体目标与知识单元和考试内容的关系如下：课程目标知识单元考试内容课程目标1：掌握矿井通风的基本概念和系统组成，理解矿井通风的基本任务，能够分析通风系统合理性对矿井安全生产的影响。掌握矿井灾害的基本概念，能够列举矿井灾害及其成因和类型；了解矿井通风在矿井灾害防治中的基础地位和重要性，培养学生的社会责任感和工程伦理意识。绪论矿井空气、气候与空气调节煤层瓦斯赋存、涌出与瓦斯事故矿井火灾的发生与危害矿尘的危害矿井水灾的发生与危害一通三防的认识矿井通风的基本任务矿井通风系统组成矿井空气成分分析矿井空气中有害气体分析与安全浓度要求矿井主要热源分析与矿井气候的要求矿井降温的一般技术措施煤层瓦斯的定义、性质、危害、赋存规律、涌出与瓦斯事故类型矿井火灾的发生与危害矿尘的危害矿井水灾的发生与危害课程目标2：掌握矿井通风基本理论和风流流动遵循的基本定律，优选通风系统，计算通风系统供风量和通风阻力，掌握通风设备选型方法，设计矿井通风系统阻力测定方案，对通风系统阻力分布、网络结构、主要通风机工况点等合理性进行分析，能够实现矿井风量的合理调节，选择合理的局部通风方法和掘进安全技术装备；分析矿井通风系统设计合理性，培养学生的工程伦理和职业道德。矿井空气流动基本理论井巷通风阻力通风动力矿井风量调节矿井瓦斯事故原理与治理技术矿井防灭火技术煤尘爆炸与尘肺病防治技术矿井水灾防治技术空气主要物理参数风流能量与压力点压力测量通风连续性方程与能量方程井巷通风阻力的产生原理与分类及计算降低矿井通风能耗（阻力）的技术途径分析井巷通风阻力特性与矿井通风难易程度评价自然风压主要通风机类型、