《智慧矿山与智能开采技术》教学大纲

1、智慧矿山与智能开采技术课程教学大纲课程名称：智慧矿山与智能开采技术英文名称：Intelligent Mine and Intelligent Mining Technology课程编号：021012000课程性质：选修学分/学时：1.5/24 。其中，讲授 22学时，实验 0学时，上机 0学时，实训 2学时适用专业：采矿工程任课学院、系部：能源科学与工程学院 采矿工程系 一、课程简介课程定位：智慧矿山与智能开采技术是采矿工程专业主干课程之一，是为了适应煤炭行业科技发展对人才和知识的需求，讲述信息化、智能化在煤矿生产、管理和建设中的应用。该课程包括了采煤方法、综采工艺智能控制系统、智慧矿山等综合

2、性知识体系。课程内容：采煤方法、采煤工艺和回采巷道布置的基本理论和方法；液压支架电液控制系统；综采工艺的单机自动化模式；智能化综采控制技术；智能综采生产工艺；智能综采新技术及发展前景；智慧矿山及建设前景。学习成效：通过学习本课程使学生树立正确而较为全面的智慧矿山、智能开采技术和智能化应用于矿山带来的全新理念和运营模式，为学生今后从事采矿工程设计、智慧矿山建设与管理、智能化综采面生产工艺建设与管理以及科学研究奠定基础。先修课程：煤矿地质学、采矿学、矿山压力与岩层控制、井巷工程、矿井通风与安全等。二、学习目标与毕业要求根据工程教育专业认证标准（2017版），智慧矿山与智能开采技术课程学习目标对采矿

3、工程专业毕业要求的支撑见表1。表1 课程学习目标与毕业要求关系毕业要求学习目标支撑强度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采矿工程（含智能开采），并能解决较复杂工程问题。学习目标1：掌握智慧矿山的概念、架构及智能生产系统体系，掌握智能采矿的基本方法、工艺和控制系统。H3.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。学习目标2：掌握基于智慧矿山体系的矿井建设及管理新理念及方法，能够针对具体综采面设计智能控制系统及基本架构，熟悉智能综采工

4、作面的系统原理、组成及基本的故障诊断与维修。H7.环境和可持续发展：在矿产资源开发与利用过程中，树立环境和谐与可持续发展理念，并运用于工程实践当中。学习目标3：了解采矿工程专业生产、安全、研究与开发等方面的方针、政策以及发展趋势；能正确认识现代化技术对采矿行业的巨大影响。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。三、学习目标与教学环节由于智慧矿山与智能开采技术是采矿专业最重要的核心课程之一，课程内容里专业概念多、知识点多，难点多，因此，采用线上、线下教学方法共同使用、共同配合的教学方法，以达到充分利用线上课程学习方便、不受时间限制、可重复学习以及线下教学师生交流

5、方便、讲解详细的优点，达到最好的教学效果。线上知识点的内容主要分为2部分：一部分为重要的基础知识，此部分为教材煤矿开采学中的基本概念、基本理论、基本技术等问题，录成知识点后教师上课可以重复使用，学生可以重复学习；另一部分是智能开采方面的知识，这方面的知识目前没有成熟的教材可用，参考资料也较少，并且时效性较强、更新快，所以课程组从事此方向研究的教师自编讲义，录成在线知识点后可供学生方便的在线学习，也可以扩大授众面，使更多的学生能够学习、了解智能采矿方面的新知识。本学习目标、知识单元与培养环节见表2。表2 学习目标、知识单元与培养环节学习目标知识单元培养环节授课讨论课程项目学习目标1：掌握智慧矿山

6、的概念、架构及智能生产系统体系，掌握智能采矿的基本方法、工艺和控制系统。智能采矿的基本概念采煤方法的概念采煤工艺与采煤系统学习目标2：掌握基于智慧矿山体系的矿井建设及管理新理念及方法，能够针对具体综采面设计智能控制系统及基本架构，熟悉智能综采工作面的系统原理、组成及基本的故障诊断与维修。液压支架电液控制系统综采工艺的单机自动化模式智能化综采控制技术学习目标3：了解采矿工程专业生产、安全、研究与开发等方面的方针、政策以及发展趋势；能正确认识现代化技术对采矿行业的巨大影响。智能综采新技术智慧矿山技术1. 布置一次课堂讨论通过查阅相关资料，对智慧矿山、智能综采、电液控制系统等现代信息技术应用于煤矿生

7、产进行归纳总结。2. 布置一个课程项目查询最新的智慧矿山、智能化开采方面的文章，撰写人工智能、自动化、大数据、互联网+等现代信息技术应用于煤矿生产的最新进展报告。3. 布置2次课外作业（1）电液控制系统的原理；（2）智能化综采控制技术设计。四、课程内容及学时分配智慧矿山与智能开采技术将以“采煤方法、智能化单机系统、综采智能化控制系统、智慧矿山”为主线，主要介绍采煤方法、采煤工艺和回采巷道布置的基本理论和方法；液压支架电液控制系统；综采工艺的单机自动化模式；智能化综采控制技术；智能综采生产工艺；智能综采新技术及发展前景；智慧矿山及建设前景。根据工程教育专业认证标准（2015版），智慧矿山与智能开

8、采技术知识单元、知识点与学时分配见表3。表3 知识单元、知识点与学时分配知识单元知识点理论学时实验学时课程目标序号描 述序号描 述1基本概论1智能采矿的基本概念4012智慧矿山的含义3采煤方法的概念4本课程学习内容和方法2采煤工艺 1爆破采煤工艺4012普通机械化采煤工艺3综采机械化采煤工艺4放顶煤采煤法3采煤系统及地下气化1单一走向采煤法采煤系统4012倾斜长壁采煤法3大采高技术4煤炭地下气化4综采设备的单机自动化1液压支架电液控制系统（上）6022液压支架电液控制系统（下）3综采设备单机自动化模式（上）4综采设备单机自动化模式（下）5智能化综采技术1智能化综采控制技术6232智能综采生产工

9、艺3智能综采新技术4智慧矿山技术6合计222五、考核方案及考核权重基于智慧矿山与智能开采技术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。课程考试考核总成绩由平时学习表现、过程考核成绩和结课考试成绩三部分组成，这种考核方式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学习目标知识单元支撑章节考核环节权重合计结课考试过程考核平时表现权重课程项目课后作业在线测试课堂讨论课堂测试学习目标1：掌握智慧矿山的概念、架构及智能生产系统体系，掌握智能采矿的基本方法、工艺和控制系统。智能采矿的基本概念采煤方法的概念采煤

10、工艺与采煤系统10%10%3%23%学习目标2：掌握基于智慧矿山体系的矿井建设及管理新理念及方法，能够针对具体综采面设计智能控制系统及基本架构，熟悉智能综采工作面的系统原理、组成及基本的故障诊断与维修。液压支架电液控制系统综采工艺的单机自动化模式智能化综采控制技术10%5%15%3%33%学习目标3：了解采矿工程专业生产、安全、研究与开发等方面的方针、政策以及发展趋势；能正确认识现代化技术对采矿行业的巨大影响。智能综采新技术智慧矿山技术20%20%4%44%40%5%45%10%100%本门课程的所有环节均要求学生参与并签到，不得缺勤；结课考试成绩不满卷面成绩50%，课程考核不合格。六、课程持续改进结合工程认证的课程达成度评价表内容，智能采矿课程需要持续改进的内容如表5所示。表5 课程需要持续改进的内容定期做适当的记录，以便评估学生能力的取得程度评估的结果被系统地加入项目持续改进中其他可用的协助持续改进的资源1 巩固使用赛课、雨课堂等课程平台，加强过程考核，掌握学生对所讲知识的掌握程度和需求；2 通过课堂讨论、互动、课程项目，提高解决复杂工程问题的能力。通过对毕业生和用