《智能開采技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《智能開采技術(shù)》課程教學(xué)大綱課程名稱：智能開采技術(shù)英文名稱：IntelligentMiningTechnology課程編號：60103377M課程性質(zhì)：必修□選修課程類別：□通識(shí)課程專業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專業(yè)：采礦工程專業(yè)課程學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）課程學(xué)分：2應(yīng)開課學(xué)期：第六學(xué)期先修課程：《采礦學(xué)》、《礦山機(jī)械》、《井巷工程》、《煤礦地質(zhì)學(xué)》、《礦山壓力與巖層控制》、《礦井通風(fēng)與安全》任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院采礦工程系一、課程簡介《智能采礦》是采礦工程專業(yè)主干課程之一，是為了適應(yīng)煤炭行業(yè)科技發(fā)展對人才和知識(shí)的需求，講述信息化、智能化在煤礦生產(chǎn)、管理和建設(shè)中的應(yīng)用。該課程包括了采煤方法、綜采工藝智能控制系統(tǒng)、綠色智能礦山等綜合性知識(shí)體系。課程包括了采煤方法及工藝、采煤機(jī)智能化技術(shù)、液壓支架智能化技術(shù)、綜采面運(yùn)輸裝備智能化技術(shù)、乳化液泵站智能化技術(shù)、智能化綜采工作面集控技術(shù)、綜采工作面智能化開采新技術(shù)等內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生樹立正確而較為全面的智慧礦山、智能開采技術(shù)和智能化應(yīng)用于礦山帶來的全新理念和運(yùn)營模式，為學(xué)生今后從事采礦工程設(shè)計(jì)、智慧礦山建設(shè)與管理、智能化綜采面生產(chǎn)工藝建設(shè)與管理以及科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：本課程為了適應(yīng)煤炭行業(yè)科技發(fā)展對人才和知識(shí)的需求，講述信息化、智能化在煤礦生產(chǎn)、管理和建設(shè)中的應(yīng)用而建設(shè)的一門線上課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生樹立正確而較為全面的智慧礦山、智能開采技術(shù)和智能化應(yīng)用于礦山帶來的全新理念和運(yùn)營模式，為學(xué)生今后從事采礦工程設(shè)計(jì)、智慧礦山建設(shè)與管理、智能化綜采面生產(chǎn)工藝建設(shè)與管理以及科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。同時(shí)了解中國大型采煤裝備制造業(yè)從小到大，到趕超世界先進(jìn)水平背后的艱辛歷程。在充分闡釋中國裝備制造業(yè)創(chuàng)新成就的同時(shí)，展望了中國裝備制造業(yè)邁向高端制造的未來前景。課程目標(biāo)1：掌握智能采礦的概念、架構(gòu)及智能生產(chǎn)系統(tǒng)體系，了解智能采礦的基本方法、工藝和控制系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)國家關(guān)于智能化礦井建設(shè)的規(guī)劃和政策；課程目標(biāo)2：了解大型采煤裝備從引進(jìn)、吸收到最終實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和制造強(qiáng)國發(fā)展歷程，掌握智能化無人綜采工作面采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)以及乳化液泵站單機(jī)智能化以及集控平臺(tái)技術(shù)，能夠針對具體綜采面設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)及基本架構(gòu)，熟悉智能綜采工作面的系統(tǒng)原理、組成及基本的故障診斷與維修；課程目標(biāo)3：掌握智能化無人綜采工作面智能感知、智能決策和智能控制技術(shù)，了解高精度傳感器、慣性導(dǎo)航、5G通信技術(shù)在智能工作面的應(yīng)用，以及當(dāng)前國內(nèi)外先進(jìn)智能化礦井現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，能正確認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化技術(shù)對采礦行業(yè)的巨大影響。（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：課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1．掌握智能采礦的概念、架構(gòu)及智能生產(chǎn)系統(tǒng)體系，了解智能采礦的基本方法、工藝和控制系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)國家關(guān)于智能化礦井建設(shè)的規(guī)劃和政策。畢業(yè)要求1.工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決復(fù)雜采礦工程問題。指標(biāo)點(diǎn)1.2：具備采礦工程專業(yè)知識(shí)和技能，能夠參與或帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)解決礦井設(shè)計(jì)、工程施工、煤炭開采、礦區(qū)環(huán)境治理過程中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)等復(fù)雜問題。2．了解大型采煤裝備從引進(jìn)、吸收到最終實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和制造強(qiáng)國發(fā)展歷程，掌握智能化無人綜采工作面采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)以及乳化液泵站單機(jī)智能化以及集控平臺(tái)技術(shù)，能夠針對具體綜采面設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)及基本架構(gòu)，熟悉智能綜采工作面的系統(tǒng)原理、組成及基本的故障診斷與維修。畢業(yè)要求2：問題分析能力：能夠運(yùn)用專業(yè)技能識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析采礦工程與智能開采技術(shù)中的實(shí)際問題，以獲得有效結(jié)論。指標(biāo)點(diǎn)2.1：能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理和方法，識(shí)別與判斷煤炭開采過程中的工程條件、生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備狀況、安全隱患等工程現(xiàn)象和工程特征。指標(biāo)點(diǎn)2.2：通過資料收集、文獻(xiàn)檢索、模型構(gòu)建等方法，研究采煤工藝、礦山壓力、巷道施工、礦井通風(fēng)、災(zāi)害防治等工程問題中的客觀規(guī)律，具備分析復(fù)雜采礦工程問題的基本能力。3．掌握智能化無人綜采工作面智能感知、智能決策和智能控制技術(shù)，了解高精度傳感器、慣性導(dǎo)航、5G通信技術(shù)在智能工作面的應(yīng)用，以及當(dāng)前國內(nèi)外先進(jìn)智能化礦井現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，能正確認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化技術(shù)對采礦行業(yè)的巨大影響。畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具能力：能夠針對礦產(chǎn)資源開發(fā)和利用過程中的工程問題，選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工具和信息技術(shù)工具。指標(biāo)點(diǎn)5.1：了解礦井常用參數(shù)測試與數(shù)據(jù)采集技術(shù)、方法與裝備，針對具體的研究或開發(fā)對象，選擇合適的現(xiàn)代工具進(jìn)行工程解釋、反演或預(yù)測，并考慮所選工具的局限性。指標(biāo)點(diǎn)5.2：掌握CAD繪圖工具、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)、數(shù)值分析軟件、圖像處理工具等，具備參與礦山技術(shù)革新與新方法、新工藝、新裝備應(yīng)用的基本能力。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(shí)點(diǎn)，并說明授課學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)安排知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐1.采煤方法及工藝知識(shí)點(diǎn)1.1：智能采礦的基本概念；知識(shí)點(diǎn)1.2：采煤方法的概念及分類；知識(shí)點(diǎn)1.3：采煤工藝及其演變；知識(shí)點(diǎn)1.4：采煤工作面工藝設(shè)計(jì)；知識(shí)點(diǎn)1.5：放頂煤開采技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)1.6：千萬噸工作面采煤方法示例；060課程目標(biāo)12.采煤機(jī)智能化技術(shù)知識(shí)點(diǎn)2.1：采煤機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理；知識(shí)點(diǎn)2.2：采煤機(jī)定位定姿技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)2.3：采煤機(jī)自動(dòng)截割技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)2.4：采煤機(jī)狀態(tài)控制技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)2.5：薄煤層采煤機(jī)自動(dòng)化技術(shù)；050課程目標(biāo)23.液壓支架智能化技術(shù)知識(shí)點(diǎn)3.1：液壓閥；知識(shí)點(diǎn)3.2：支架液壓系統(tǒng)；知識(shí)點(diǎn)3.3：支架電液控制系統(tǒng)；知識(shí)點(diǎn)3.4：支架電液控制系統(tǒng)的主要設(shè)備；040課程目標(biāo)24.綜采面運(yùn)輸裝備智能化技術(shù)知識(shí)點(diǎn)4.1：刮板運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)載機(jī)智能化技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)4.2：膠帶輸送機(jī)基本結(jié)構(gòu)與工作原理；知識(shí)點(diǎn)4.3：膠帶輸送機(jī)智能化技術(shù)；040課程目標(biāo)25.乳化液泵站智能化技術(shù)知識(shí)點(diǎn)5.1：乳化液泵站結(jié)構(gòu)與工作原理；知識(shí)點(diǎn)5.2：乳化液泵站智能供液技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)5.3：乳化液泵站供液系統(tǒng)智能檢測診斷技術(shù)；040課程目標(biāo)26.智能化綜采工作面集控技術(shù)知識(shí)點(diǎn)6.1：智能化綜采面集控平臺(tái)架構(gòu)及組成；知識(shí)點(diǎn)6.2：智能化綜采面子系統(tǒng)配置及功能；知識(shí)點(diǎn)6.3：智能化綜采面生產(chǎn)工藝；050課程目標(biāo)37.智能化綜采工作面集控技術(shù)知識(shí)點(diǎn)7.1：澳大利亞煤礦長壁工作面智能化現(xiàn)狀；知識(shí)點(diǎn)7.2：綠色智能礦山；知識(shí)點(diǎn)7.3：礦井5G通信技術(shù)；040課程目標(biāo)3合計(jì)0320四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程要求學(xué)生先修《采礦學(xué)》、《礦山機(jī)械》、《井巷工程》、《煤礦地質(zhì)學(xué)》、《礦山壓力與巖層控制》、《礦井通風(fēng)與安全》等課程，并且對自動(dòng)化原理、人工智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)有一定了解。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）袁瑞甫，范京道.綜采工作面智能化開采技術(shù)[M].應(yīng)急管理出版社,2022（二）其他教學(xué)資源王國法，劉峰.中國煤礦智能化發(fā)展報(bào)告[M].科學(xué)出版社,2020范京道.智能化無人綜采技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2017霍丙杰.煤礦智能化開采技術(shù)[M].應(yīng)急管理出版社,2020方新秋,梁敏富.智能采礦導(dǎo)論.中國礦業(yè)大學(xué)出版社[M],徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2020六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：由于《智能采礦》是采礦專業(yè)最重要的核心課程之一，課程內(nèi)容里專業(yè)概念多、知識(shí)點(diǎn)多，難點(diǎn)多，因此，采用線上、線下教學(xué)方法共同使用、共同配合的教學(xué)方法，以達(dá)到充分利用線上課程學(xué)習(xí)方便、不受時(shí)間限制、可重復(fù)學(xué)習(xí)以及線下教學(xué)師生交流方便、講解詳細(xì)的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最好的教學(xué)效果。課程重點(diǎn)和難點(diǎn)：采煤機(jī)、液壓支架、刮板運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)、乳化液泵站等采煤裝備的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理、單機(jī)智能化技術(shù)以及包含采煤機(jī)自主定位、自動(dòng)截割、工作面調(diào)直、液壓支架自動(dòng)跟機(jī)補(bǔ)壓、運(yùn)輸系統(tǒng)工況環(huán)境智能監(jiān)控和裝備故障智能診斷等在內(nèi)的無人工作面智能化生產(chǎn)技術(shù)。后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議：學(xué)生應(yīng)充分利用線上課程教學(xué)視頻、課件等資源多次觀看學(xué)習(xí)，按照課程安排認(rèn)真完成各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)單元測試，積極主動(dòng)參與課程討論區(qū)，充分發(fā)揮線上多媒體教學(xué)優(yōu)勢，提高學(xué)習(xí)效率和動(dòng)力。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）《智能采礦》線上課程主要通過中國大學(xué)MOOC平臺(tái)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)。課程學(xué)習(xí)時(shí)間預(yù)計(jì)持續(xù)7周，每周發(fā)布4個(gè)知識(shí)點(diǎn)，共計(jì)28個(gè)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生可以自由選擇時(shí)間觀看教學(xué)視頻，但必須在每周內(nèi)完成對應(yīng)章節(jié)內(nèi)容的的單元測試，并且就自己學(xué)習(xí)過程中遇到的問題積極參與討論區(qū)的課程交流和答疑。所有知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)完成后，將會(huì)開展線上期末考試。試卷考題均來自上述單元測試題，每人試卷均由題庫隨機(jī)抽題產(chǎn)生。學(xué)生需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入平臺(tái)完成考試試卷并提交。課程最終成績主要由單元知識(shí)點(diǎn)測試成績（50%）+課程討論（10%）+期末成績（40%）三部分組成。（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(shí)單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識(shí)單元考試內(nèi)容1．掌握智能采礦的概念、架構(gòu)及智能生產(chǎn)系統(tǒng)體系，了解智能采礦的基本方法、工藝和控制系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)國家關(guān)于智能化礦井建設(shè)的規(guī)劃和政策。智能采礦的基本概念采煤方法的概念及分類采煤工藝及其演變千萬噸工作面采煤方法示例單元知識(shí)點(diǎn)測試+課程討論+期末成績2．了解大型采煤裝備從引進(jìn)、吸收到最終實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和制造強(qiáng)國發(fā)展歷程，掌握智能化無人綜采工作面采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)以及乳化液泵站單機(jī)智能化以及集控平臺(tái)技術(shù)，能夠針對具體綜采面設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)及基本架構(gòu)，熟悉智能綜采工作面的系統(tǒng)原理、組成及基本的故障診斷與維修。采煤機(jī)智能化技術(shù)運(yùn)輸裝備智能化技術(shù)液壓支架智能化技術(shù)乳化液泵站智能化技術(shù)單元知識(shí)點(diǎn)測試+