《煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術》課程教學大綱

《煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術》課程教學大綱課程名稱：煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術CoalMineIntelligentMonitoringSystemandTechnology課程編號：021040150課程性質：□必修□選修課程類別：□通識課程□專業(yè)課程￡實踐教學適用專業(yè)：智能采礦工程課程學時：總學時24學時，全部為理論教學學時課程學分：1.5應開課學期：第6學期先修課程：礦山電工學、電工電子技術、采煤概論、傳感器與檢測技術任課學院、系部：能源科學與工程學院采礦系一、課程簡介《煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術》為專業(yè)選修課，教學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)與技術的課程。通過本課程的學習，旨在拓寬學生在煤礦智能監(jiān)測技術方面的知識面、促進學生對煤礦智能化的認識、激發(fā)學生以新時代主人翁對礦山進行智能化建設的熱情、增強學生獻身煤炭工業(yè)的事業(yè)心和責任感，為今后從事礦業(yè)工作或能源領域工作奠定基礎。二、課程教學的目標及與畢業(yè)要求的關系（確定課程總目標和具體目標，并將課程思政設計融入到具體目標之中，同時需明確課程目標與畢業(yè)要求（指標點）的對應關系。）（一）課程目標課程總目標：通過本課程的學習，學生能夠對煤礦智能監(jiān)測系統(tǒng)與技術有較為全面的基礎性認識，激發(fā)學生以新時代主人翁對礦山進行智能化建設的熱情、增強學生獻身煤炭工業(yè)的事業(yè)心和責任感，為學生今后從事智能化采礦、礦山智能化設計與建設、煤礦監(jiān)測技術研發(fā)究奠定基礎。課程目標1：了解與煤礦智能化監(jiān)測相關的基礎性知識，如慣性導航技術、光纖光柵傳感監(jiān)測技術、傳感器技術、可視化遠程系統(tǒng)等；課程目標2：了解煤礦井下常見的智能監(jiān)測系統(tǒng)與監(jiān)測技術；課程目標3：了解部分智能監(jiān)測設備的原理和使用方法。（二）課程目標與畢業(yè)要求的對應關系本課程目標支持的主要畢業(yè)要求如下表（各專業(yè)根據實際情況使用此表，非工程認證專業(yè)可刪除“指標點”列）：課程目標畢業(yè)要求指標點1．了解與煤礦智能化監(jiān)測相關的基礎性知識，如慣性導航技術、光纖光柵傳感監(jiān)測技術、傳感器技術、可視化遠程系統(tǒng)等畢業(yè)要求2：問題分析：能夠應用數學、自然科學和智能采礦工程的基本原理，通過文獻研究，發(fā)現(xiàn)、分析并表達智能采礦領域復雜工程問題，以獲得有效結論。指標點2.3：具有運用自然科學知識進行采礦工程與智能開采相關物理力學變量測定、數據采集與分析等能力。2．了解煤礦井下常見的智能監(jiān)測系統(tǒng)與監(jiān)測技術畢業(yè)要求4：研究：能夠基于科學原理，采用科學方法對采礦工程、智能開采中的工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。指標點4.2：能夠針對復雜采礦工程和智能開采問題進行研究，包括設計實驗、數據采集與分析等3.了解部分智能監(jiān)測設備的原理和使用方法畢業(yè)要求3：設計/開發(fā)解決方案：能夠針對采礦工程領域的生產與管理問題提出解決方案，設計滿足特定需求的系統(tǒng)或工藝流程，并能夠在設計環(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。指標點4.2：能夠針對復雜采礦工程和智能開采問題進行研究，包括設計實驗、數據采集與分析等三、課程教學的基本內容及教學安排（課程內容需細化到章、節(jié)和知識點，并說明授課學時、實驗項目及類型或實踐教學具體安排）（一）課程教學的內容及學時安排知識單元知識點學時數課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.慣性導航與工作面直線度檢測技術知識點1.1：慣性導航基本原理；知識點1.2：LASC系統(tǒng)；知識點1.3：工作面直線度檢測原理和技術。2課程目標12.光纖光柵監(jiān)測技術知識點2.1：光纖光柵測力基本原理；知識點2.2：光纖光柵的應用領域；知識點2.3：光纖光柵測地表沉降技術；知識點2.4：光纖光柵監(jiān)測錨桿應力技術。4課程目標13.傳感器與液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術知識點3.1：常見傳感器類型；知識點3.2：常見傳感器工作原理；知識點3.3：液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術。2課程目標14.煤礦地面監(jiān)測系統(tǒng)知識點4.1：井上下通訊網絡系統(tǒng)；知識點4.2：煤礦地面數據中心；知識點4.3：煤礦綜合管控平臺——以華為平臺為例。2課程目標15.液壓支架工作阻力監(jiān)測技術知識點5.1：電液控系統(tǒng)原理及構成；知識點5.2：實測液壓支架工作阻力曲線解讀；知識點5.3：液壓支架工作阻力智能采集技術。2課程目標2、36.煤礦沖擊地壓與動力災害監(jiān)測預警系統(tǒng)及技術知識點6.1：沖擊地壓機理及特征；知識點6.2：沖擊地壓前兆信號頻譜特征；知識點6.3：沖擊地壓監(jiān)測預警系統(tǒng)；知識點6.4：微地震監(jiān)測設備及使用方法。4課程目標2、37.放頂煤工作面放煤過程監(jiān)測技術知識點7.1：群組放煤的基本原理；知識點7.2：液壓支架放煤機構的空間運動特性；知識點7.3：放煤口尺寸動態(tài)監(jiān)測技術；知識點7.4：后部刮板輸送機煤流動態(tài)監(jiān)測技術。2課程目標28.煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)及技術知識點8.1：工作面瓦斯運移的基本規(guī)律；知識點8.2：瓦斯監(jiān)測傳感器原理；知識點8.3：瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)。2課程目標29.錨桿應力動態(tài)監(jiān)測技術知識點9.1：錨空現(xiàn)象及檢測知識點9.2：錨桿應力動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)2課程目標210.煤矸智能識別技術知識點10.1：煤矸的物性差異知識點10.2：煤矸的微波加熱-紅外探測技術知識點10.3：煤矸的聲波探測識別技術2課程目標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、電工電子技術、采煤概論、傳感器與檢測技術，后續(xù)課程為數字礦山與大數據分析技術。五、教材與其他教學資源（含教學參考書或在線資源）（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》（第3版），中國電力出版社，ISBN:9787519865085，“十三五”規(guī)劃教材（二）其他教學資源中國MOOC（網址：/?from=study）學習關于傳感器技術、智能采礦相關的基礎知識。六、教學方法與學習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、難點如下：1、工作面直線度檢測原理和技術；2、液壓支架工作阻力智能采集技術；3、放頂煤工作面放煤過程監(jiān)測技術；4、煤礦沖擊地壓與動力災害監(jiān)測預警系統(tǒng)及技術；5、煤礦地面綜合管控平臺系統(tǒng)。建議在學習本課程前，提醒學生通過自學或在線學習方式對傳感器技術進行學習，課中及課后可觀看由任課老師的提供的教學視頻，加深對所學內容的理解。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、課堂紀律、課堂回答問題情況、參與輔導答疑情況等。（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）課程目標與考核內容的關系課程具體目標與知識單元和考試內容的關系如下：課程目標知識單元考試內容1．了解與煤礦智能化監(jiān)測相關的基礎性知識，如慣性導航技術、光纖光柵傳感監(jiān)測技術、傳感器技術、可視化遠程系統(tǒng)等1.慣性導航與工作面直線度檢測技術2.光纖光柵監(jiān)測技術3.傳感器與液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術4.煤礦地面監(jiān)測系統(tǒng)①慣性導航基本原理；②LASC系統(tǒng)；③工作面直線度檢測原理和技術。④光纖光柵測力基本原理；⑤光纖光柵測地表沉降技術；⑥光纖光柵監(jiān)測錨桿應力技術。⑦常見傳感器類型；⑧液壓支架姿態(tài)監(jiān)測技術。⑨井上下通訊網絡系統(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；1.液壓支架工作阻力監(jiān)測技術2.煤礦沖擊地壓與動力災害監(jiān)測預警系統(tǒng)及技術3.放頂煤工作面放煤過程監(jiān)測技術4.煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)及技術5.錨桿應力動態(tài)監(jiān)測技術6.煤矸智能識別技術①實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。③沖擊地壓前兆信號頻譜特征；④沖擊地壓監(jiān)測