《煤矿智能监测系统与技术》课程教学大纲

《煤矿智能监测系统与技术》课程教学大纲课程名称：煤矿智能监测系统与技术CoalMineIntelligentMonitoringSystemandTechnology课程编号：021040150课程性质：□必修□选修课程类别：□通识课程□专业课程£实践教学适用专业：智能采矿工程课程学时：总学时24学时，全部为理论教学学时课程学分：1.5应开课学期：第6学期先修课程：矿山电工学、电工电子技术、采煤概论、传感器与检测技术任课学院、系部：能源科学与工程学院采矿系一、课程简介《煤矿智能监测系统与技术》为专业选修课，教学对象为采矿工程专业、智能采矿工程专业、采矿工程专业（卓越）。本课程是一门系统地讲述煤矿井下监测系统与技术的课程。通过本课程的学习，旨在拓宽学生在煤矿智能监测技术方面的知识面、促进学生对煤矿智能化的认识、激发学生以新时代主人翁对矿山进行智能化建设的热情、增强学生献身煤炭工业的事业心和责任感，为今后从事矿业工作或能源领域工作奠定基础。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（确定课程总目标和具体目标，并将课程思政设计融入到具体目标之中，同时需明确课程目标与毕业要求（指标点）的对应关系。）（一）课程目标课程总目标：通过本课程的学习，学生能够对煤矿智能监测系统与技术有较为全面的基础性认识，激发学生以新时代主人翁对矿山进行智能化建设的热情、增强学生献身煤炭工业的事业心和责任感，为学生今后从事智能化采矿、矿山智能化设计与建设、煤矿监测技术研发究奠定基础。课程目标1：了解与煤矿智能化监测相关的基础性知识，如惯性导航技术、光纤光栅传感监测技术、传感器技术、可视化远程系统等；课程目标2：了解煤矿井下常见的智能监测系统与监测技术；课程目标3：了解部分智能监测设备的原理和使用方法。（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（各专业根据实际情况使用此表，非工程认证专业可删除“指标点”列）：课程目标毕业要求指标点1．了解与煤矿智能化监测相关的基础性知识，如惯性导航技术、光纤光栅传感监测技术、传感器技术、可视化远程系统等毕业要求2：问题分析：能够应用数学、自然科学和智能采矿工程的基本原理，通过文献研究，发现、分析并表达智能采矿领域复杂工程问题，以获得有效结论。指标点2.3：具有运用自然科学知识进行采矿工程与智能开采相关物理力学变量测定、数据采集与分析等能力。2．了解煤矿井下常见的智能监测系统与监测技术毕业要求4：研究：能够基于科学原理，采用科学方法对采矿工程、智能开采中的工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。指标点4.2：能够针对复杂采矿工程和智能开采问题进行研究，包括设计实验、数据采集与分析等3.了解部分智能监测设备的原理和使用方法毕业要求3：设计/开发解决方案：能够针对采矿工程领域的生产与管理问题提出解决方案，设计满足特定需求的系统或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。指标点4.2：能够针对复杂采矿工程和智能开采问题进行研究，包括设计实验、数据采集与分析等三、课程教学的基本内容及教学安排（课程内容需细化到章、节和知识点，并说明授课学时、实验项目及类型或实践教学具体安排）（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.惯性导航与工作面直线度检测技术知识点1.1：惯性导航基本原理；知识点1.2：LASC系统；知识点1.3：工作面直线度检测原理和技术。2课程目标12.光纤光栅监测技术知识点2.1：光纤光栅测力基本原理；知识点2.2：光纤光栅的应用领域；知识点2.3：光纤光栅测地表沉降技术；知识点2.4：光纤光栅监测锚杆应力技术。4课程目标13.传感器与液压支架姿态监测技术知识点3.1：常见传感器类型；知识点3.2：常见传感器工作原理；知识点3.3：液压支架姿态监测技术。2课程目标14.煤矿地面监测系统知识点4.1：井上下通讯网络系统；知识点4.2：煤矿地面数据中心；知识点4.3：煤矿综合管控平台——以华为平台为例。2课程目标15.液压支架工作阻力监测技术知识点5.1：电液控系统原理及构成；知识点5.2：实测液压支架工作阻力曲线解读；知识点5.3：液压支架工作阻力智能采集技术。2课程目标2、36.煤矿冲击地压与动力灾害监测预警系统及技术知识点6.1：冲击地压机理及特征；知识点6.2：冲击地压前兆信号频谱特征；知识点6.3：冲击地压监测预警系统；知识点6.4：微地震监测设备及使用方法。4课程目标2、37.放顶煤工作面放煤过程监测技术知识点7.1：群组放煤的基本原理；知识点7.2：液压支架放煤机构的空间运动特性；知识点7.3：放煤口尺寸动态监测技术；知识点7.4：后部刮板输送机煤流动态监测技术。2课程目标28.煤矿瓦斯监测系统及技术知识点8.1：工作面瓦斯运移的基本规律；知识点8.2：瓦斯监测传感器原理；知识点8.3：瓦斯监测系统。2课程目标29.锚杆应力动态监测技术知识点9.1：锚空现象及检测知识点9.2：锚杆应力动态监测系统2课程目标210.煤矸智能识别技术知识点10.1：煤矸的物性差异知识点10.2：煤矸的微波加热-红外探测技术知识点10.3：煤矸的声波探测识别技术2课程目标2合计24四、本课程与其他课程的联系本课程的先修课程为矿山电工学、电工电子技术、采煤概论、传感器与检测技术，后续课程为数字矿山与大数据分析技术。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（建议选用新出版的国家级规划教材）沈燕卿，《传感器技术》（第3版），中国电力出版社，ISBN:9787519865085，“十三五”规划教材（二）其他教学资源中国MOOC（网址：/?from=study）学习关于传感器技术、智能采矿相关的基础知识。六、教学方法与学习建议本课程为智能采矿工程专业、采矿工程专业（卓越）的新开课程，授课方式为线下讲授，所涉及的重点、难点如下：1、工作面直线度检测原理和技术；2、液压支架工作阻力智能采集技术；3、放顶煤工作面放煤过程监测技术；4、煤矿冲击地压与动力灾害监测预警系统及技术；5、煤矿地面综合管控平台系统。建议在学习本课程前，提醒学生通过自学或在线学习方式对传感器技术进行学习，课中及课后可观看由任课老师的提供的教学视频，加深对所学内容的理解。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核（说明考核方式及占总成绩的比例）本课程成绩满分100分，由平时考核、过程考核、期末考试成绩构成：（1）平时考核成绩，占总成绩的10%，主要包含课堂出勤率、课堂纪律、课堂回答问题情况、参与辅导答疑情况等。（2）过程考核，占总成绩的40%，主要包含作业完成情况、参与讨论情况等。（3）期末考试，占总成绩的50%。（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1．了解与煤矿智能化监测相关的基础性知识，如惯性导航技术、光纤光栅传感监测技术、传感器技术、可视化远程系统等1.惯性导航与工作面直线度检测技术2.光纤光栅监测技术3.传感器与液压支架姿态监测技术4.煤矿地面监测系统①惯性导航基本原理；②LASC系统；③工作面直线度检测原理和技术。④光纤光栅测力基本原理；⑤光纤光栅测地表沉降技术；⑥光纤光栅监测锚杆应力技术。⑦常见传感器类型；⑧液压支架姿态监测技术。⑨井上下通讯网络系统；⑩煤矿综合管控平台——以华为平台为例。2．了解煤矿井下常见的智能监测系统与监测技术；1.液压支架工作阻力监测技术2.煤矿冲击地压与动力灾害监测预警系统及技术3.放顶煤工作面放煤过程监测技术4.煤矿瓦斯监测系统及技术5.锚杆应力动态监测技术6.煤矸智能识别技术①实测液压支架工作阻力曲线解读；②液压支架工作阻力智能采集技术。③冲击地压前兆信号频谱特征；④冲击地压监测