《煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術(shù)》課程教學(xué)大綱課程名稱：煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術(shù)CoalMineIntelligentMonitoringSystemandTechnology課程編號：021040150課程性質(zhì)：□必修□選修課程類別：□通識課程□專業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專業(yè)：智能采礦工程課程學(xué)時：總學(xué)時24學(xué)時，全部為理論教學(xué)學(xué)時課程學(xué)分：1.5應(yīng)開課學(xué)期：第6學(xué)期先修課程：礦山電工學(xué)、電工電子技術(shù)、采煤概論、傳感器與檢測技術(shù)任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院采礦系一、課程簡介《煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術(shù)》為專業(yè)選修課，教學(xué)對象為采礦工程專業(yè)、智能采礦工程專業(yè)、采礦工程專業(yè)（卓越）。本課程是一門系統(tǒng)地講述煤礦井下監(jiān)測系統(tǒng)與技術(shù)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，旨在拓寬學(xué)生在煤礦智能監(jiān)測技術(shù)方面的知識面、促進(jìn)學(xué)生對煤礦智能化的認(rèn)識、激發(fā)學(xué)生以新時代主人翁對礦山進(jìn)行智能化建設(shè)的熱情、增強(qiáng)學(xué)生獻(xiàn)身煤炭工業(yè)的事業(yè)心和責(zé)任感，為今后從事礦業(yè)工作或能源領(lǐng)域工作奠定基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（確定課程總目標(biāo)和具體目標(biāo)，并將課程思政設(shè)計融入到具體目標(biāo)之中，同時需明確課程目標(biāo)與畢業(yè)要求（指標(biāo)點(diǎn)）的對應(yīng)關(guān)系。）（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)γ旱V智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術(shù)有較為全面的基礎(chǔ)性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生以新時代主人翁對礦山進(jìn)行智能化建設(shè)的熱情、增強(qiáng)學(xué)生獻(xiàn)身煤炭工業(yè)的事業(yè)心和責(zé)任感，為學(xué)生今后從事智能化采礦、礦山智能化設(shè)計與建設(shè)、煤礦監(jiān)測技術(shù)研發(fā)究奠定基礎(chǔ)。課程目標(biāo)1：了解與煤礦智能化監(jiān)測相關(guān)的基礎(chǔ)性知識，如慣性導(dǎo)航技術(shù)、光纖光柵傳感監(jiān)測技術(shù)、傳感器技術(shù)、可視化遠(yuǎn)程系統(tǒng)等；課程目標(biāo)2：了解煤礦井下常見的智能監(jiān)測系統(tǒng)與監(jiān)測技術(shù)；課程目標(biāo)3：了解部分智能監(jiān)測設(shè)備的原理和使用方法。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下表（各專業(yè)根據(jù)實(shí)際情況使用此表，非工程認(rèn)證專業(yè)可刪除“指標(biāo)點(diǎn)”列）：課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1．了解與煤礦智能化監(jiān)測相關(guān)的基礎(chǔ)性知識，如慣性導(dǎo)航技術(shù)、光纖光柵傳感監(jiān)測技術(shù)、傳感器技術(shù)、可視化遠(yuǎn)程系統(tǒng)等畢業(yè)要求2：問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和智能采礦工程的基本原理，通過文獻(xiàn)研究，發(fā)現(xiàn)、分析并表達(dá)智能采礦領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)2.3：具有運(yùn)用自然科學(xué)知識進(jìn)行采礦工程與智能開采相關(guān)物理力學(xué)變量測定、數(shù)據(jù)采集與分析等能力。2．了解煤礦井下常見的智能監(jiān)測系統(tǒng)與監(jiān)測技術(shù)畢業(yè)要求4：研究：能夠基于科學(xué)原理，采用科學(xué)方法對采礦工程、智能開采中的工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)4.2：能夠針對復(fù)雜采礦工程和智能開采問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集與分析等3.了解部分智能監(jiān)測設(shè)備的原理和使用方法畢業(yè)要求3：設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠針對采礦工程領(lǐng)域的生產(chǎn)與管理問題提出解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。指標(biāo)點(diǎn)4.2：能夠針對復(fù)雜采礦工程和智能開采問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集與分析等三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排（課程內(nèi)容需細(xì)化到章、節(jié)和知識點(diǎn)，并說明授課學(xué)時、實(shí)驗(yàn)項目及類型或?qū)嵺`教學(xué)具體安排）（一）課程教學(xué)的內(nèi)容及學(xué)時安排知識單元知識點(diǎn)學(xué)時數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐1.慣性導(dǎo)航與工作面直線度檢測技術(shù)知識點(diǎn)1.1：慣性導(dǎo)航基本原理；知識點(diǎn)1.2：LASC系統(tǒng)；知識點(diǎn)1.3：工作面直線度檢測原理和技術(shù)。2課程目標(biāo)12.光纖光柵監(jiān)測技術(shù)知識點(diǎn)2.1：光纖光柵測力基本原理；知識點(diǎn)2.2：光纖光柵的應(yīng)用領(lǐng)域；知識點(diǎn)2.3：光纖光柵測地表沉降技術(shù)；知識點(diǎn)2.4：光纖光柵監(jiān)測錨桿應(yīng)力技術(shù)。4課程目標(biāo)13.傳感器與液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)知識點(diǎn)3.1：常見傳感器類型；知識點(diǎn)3.2：常見傳感器工作原理；知識點(diǎn)3.3：液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)。2課程目標(biāo)14.煤礦地面監(jiān)測系統(tǒng)知識點(diǎn)4.1：井上下通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；知識點(diǎn)4.2：煤礦地面數(shù)據(jù)中心；知識點(diǎn)4.3：煤礦綜合管控平臺——以華為平臺為例。2課程目標(biāo)15.液壓支架工作阻力監(jiān)測技術(shù)知識點(diǎn)5.1：電液控系統(tǒng)原理及構(gòu)成；知識點(diǎn)5.2：實(shí)測液壓支架工作阻力曲線解讀；知識點(diǎn)5.3：液壓支架工作阻力智能采集技術(shù)。2課程目標(biāo)2、36.煤礦沖擊地壓與動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及技術(shù)知識點(diǎn)6.1：沖擊地壓機(jī)理及特征；知識點(diǎn)6.2：沖擊地壓前兆信號頻譜特征；知識點(diǎn)6.3：沖擊地壓監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)；知識點(diǎn)6.4：微地震監(jiān)測設(shè)備及使用方法。4課程目標(biāo)2、37.放頂煤工作面放煤過程監(jiān)測技術(shù)知識點(diǎn)7.1：群組放煤的基本原理；知識點(diǎn)7.2：液壓支架放煤機(jī)構(gòu)的空間運(yùn)動特性；知識點(diǎn)7.3：放煤口尺寸動態(tài)監(jiān)測技術(shù)；知識點(diǎn)7.4：后部刮板輸送機(jī)煤流動態(tài)監(jiān)測技術(shù)。2課程目標(biāo)28.煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)及技術(shù)知識點(diǎn)8.1：工作面瓦斯運(yùn)移的基本規(guī)律；知識點(diǎn)8.2：瓦斯監(jiān)測傳感器原理；知識點(diǎn)8.3：瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。2課程目標(biāo)29.錨桿應(yīng)力動態(tài)監(jiān)測技術(shù)知識點(diǎn)9.1：錨空現(xiàn)象及檢測知識點(diǎn)9.2：錨桿應(yīng)力動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)2課程目標(biāo)210.煤矸智能識別技術(shù)知識點(diǎn)10.1：煤矸的物性差異知識點(diǎn)10.2：煤矸的微波加熱-紅外探測技術(shù)知識點(diǎn)10.3：煤矸的聲波探測識別技術(shù)2課程目標(biāo)2合計24四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程的先修課程為礦山電工學(xué)、電工電子技術(shù)、采煤概論、傳感器與檢測技術(shù)，后續(xù)課程為數(shù)字礦山與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書或在線資源）（一）建議教材（建議選用新出版的國家級規(guī)劃教材）沈燕卿，《傳感器技術(shù)》（第3版），中國電力出版社，ISBN:9787519865085，“十三五”規(guī)劃教材（二）其他教學(xué)資源中國MOOC（網(wǎng)址：/?from=study）學(xué)習(xí)關(guān)于傳感器技術(shù)、智能采礦相關(guān)的基礎(chǔ)知識。六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議本課程為智能采礦工程專業(yè)、采礦工程專業(yè)（卓越）的新開課程，授課方式為線下講授，所涉及的重點(diǎn)、難點(diǎn)如下：1、工作面直線度檢測原理和技術(shù)；2、液壓支架工作阻力智能采集技術(shù)；3、放頂煤工作面放煤過程監(jiān)測技術(shù)；4、煤礦沖擊地壓與動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及技術(shù)；5、煤礦地面綜合管控平臺系統(tǒng)。建議在學(xué)習(xí)本課程前，提醒學(xué)生通過自學(xué)或在線學(xué)習(xí)方式對傳感器技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，課中及課后可觀看由任課老師的提供的教學(xué)視頻，加深對所學(xué)內(nèi)容的理解。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核（說明考核方式及占總成績的比例）本課程成績滿分100分，由平時考核、過程考核、期末考試成績構(gòu)成：（1）平時考核成績，占總成績的10%，主要包含課堂出勤率、課堂紀(jì)律、課堂回答問題情況、參與輔導(dǎo)答疑情況等。（2）過程考核，占總成績的40%，主要包含作業(yè)完成情況、參與討論情況等。（3）期末考試，占總成績的50%。（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識單元考試內(nèi)容1．了解與煤礦智能化監(jiān)測相關(guān)的基礎(chǔ)性知識，如慣性導(dǎo)航技術(shù)、光纖光柵傳感監(jiān)測技術(shù)、傳感器技術(shù)、可視化遠(yuǎn)程系統(tǒng)等1.慣性導(dǎo)航與工作面直線度檢測技術(shù)2.光纖光柵監(jiān)測技術(shù)3.傳感器與液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)4.煤礦地面監(jiān)測系統(tǒng)①慣性導(dǎo)航基本原理；②LASC系統(tǒng)；③工作面直線度檢測原理和技術(shù)。④光纖光柵測力基本原理；⑤光纖光柵測地表沉降技術(shù)；⑥光纖光柵監(jiān)測錨桿應(yīng)力技術(shù)。⑦常見傳感器類型；⑧液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)。⑨井上下通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；⑩煤礦綜合管控平臺——以華為平臺為例。2．了解煤礦井下常見的智能監(jiān)測系統(tǒng)與監(jiān)測技術(shù)；1.液壓支架工作阻力監(jiān)測技術(shù)2.煤礦沖擊地壓與動力災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及技術(shù)3.放頂煤工作面放煤過程監(jiān)測技術(shù)4.煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)及技術(shù)5.錨桿應(yīng)力動態(tài)監(jiān)測技術(shù)6.煤矸智能識別技術(shù)①實(shí)測液壓支架工作阻力曲線解讀；②液壓支架工作阻力智能采集技術(shù)。③沖擊地壓前兆信號頻譜特征；④沖擊地壓監(jiān)測