大数据专业《智慧矿山技术》课程标准

《智慧矿山技术》课程标准二级学院：智能制造与信息工程学院执笔人：包乌云毕力格审核人：制定日期：2022年07月陕西能源职业技术学院一、课程信息表1课程信息表课程名称智慧矿山技术开课院部智能制造与信息工程学院课程代码考核性质考试前导课程认识实习后续课程数据分析与应用、数据分析与挖掘总学时28课程类型理论课是□实践课是□理论+实践是R理实一体化是□适用专业大数据技术二、课程性质1.课程性质本课程是计算机网络技术、大数据技术必修的一门专业基础课程，为了使学生对煤矿建设和生产具有概括性和综合性的认识，开设的一门理论+实践的课程，其功能是对接专业人才培养目标，面向安全技术与管理工作岗位，培养学生具备煤矿生产方面的基础理论和较强的职业技能力，具备采煤方法、矿井开拓、矿井通风与安全等方面的能力，为后续路由交换技术、矿山工业环网搭建与运维的学习奠定基础的专业核心课程。2.课程功能定位表2课程功能定位分析对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力矿山网络工程师安全技术操作岗位能熟知安全技术标准与安全防护知识；能够正确使用或操作安全仪器仪表、设施、设备；能维护和保养安全仪器仪表、设施、设备。矿山网络工程师应急救援人员岗位能熟悉应急救援基本知识；能够进行现场急救和救灾；能有一定的身体素质和应变能力。三、课程目标与内容1.课程总目标开设本课程的目的是为使通风技术与安全管理的学生，通过本课程的学习，对煤矿建设和生产具有概括性和综合性的认识，为学习相关的专业课打下良好的基础。内容包括煤矿地质与矿图基础知识、井田开拓、井巷掘进与支护、采煤方法、矿井通风与安全、矿井生产系统以及露天开采等部分。2.课程具体目标表3课程教学目标与内容序号毕业要求指标点知识目标技能目标素质目标教学内容12.1能够阅读本专业有关外文资料；3.1能利用各类检索工具及技术，收集各类信息。说出世界煤炭资源的组成和开采状况；归纳我国矿区分布和能源消费结构；总结煤炭资源工业发展面临的问题和可持续发展的措施能根据我国矿区分布，能判断矿井所属矿区；能根据煤炭工业问题提出相对应的解决措施。形成细心观察，认真分析和综合研判的能力；通过煤炭工业可持续发展措施的学习，学生养成环境友好型解决问题的能力。煤炭工业概况。23.2能利用各种现代信息技术途径，自主学习，提升自身专业知识和专业技能；4.3掌握工程制图基本知识，能够识读工程图纸并绘制简单的工程图纸；5.4能运用数学知识，对生产系统进行定量化分析；9.2能够正确划分评价单元，选择合理的评价方法进行安全评价。叙述地壳特点；理解地壳物质组成；解释三大岩的概念；复述地壳及地质作用；解释地质年代及年代地层的概念。能区分岩浆岩、沉积岩和变质岩；能辨别地质作用的外力作用及内力作用。培养学生认真思考、独立分析能力。地质作用、年代和地层。3概述煤得形成、用途及分类；详述煤田地质勘探过程；叙述储量分类的原则；列举储量分类。能根据煤的性质区分煤的分类；根据煤的质量指标对煤进行分类；根据煤炭储量分类计算可采储量。通过煤的指标特征进行对煤的分类学习，培养综合分析数据的能力；学生养成条理分析的能力。煤的形成、性质和工业分类。4归纳地质构造；叙述煤层赋存条件和顶底板类型讲述地质构造的构成和产状。能根据煤矿产状推断出现的地质作用；根据顶底板特征判断顶底板类型；能根据地质构造产状。学生养成良好专业素；煤矿地质构造识别能力。地质构造。5辨认煤矿地质图；理解地形图和煤层底板等高线图；列举常用图件。绘制地质构造图；根据地质结构图推断煤层的产状；根据煤层地质结构图绘制煤层柱状结构图；根据实际的大自然山脉，推断山体的产状及经历的地质作用。通过煤矿地质图等学习学生养成识图与读图能力；通过对地质图形、地质结构等的分析，学生养成解决实际问题的能力。煤层底板等高线图。61.1能准确表达自己的观点，并能写工作计划及工作总结等文字资料；5.2能运用工程技术基础知识，说明机械加工厂、建筑施工、化工企业以及矿山企业主要工艺过程、生产环节以及设备构造及原理。7.2能运用律、法规、标准、规范及行业企业安全技术知识，解决安全生产系统存在的实际问题。13.1在团队合作任务中，能够表现组织管理能力和团队合作能力，并具有良好的交流沟通；13.2能规范安全生产过程中的技术操作，安全防护工作以及安全管理工作；13.3能分析和解决安全技术与安全管理中存在的问题，提升安全生产水平，具有责任意识。叙述煤田划分为井田的原则；理解煤田划分为井田的方法；叙述井田进行再划分的原则；能理解井田进行再划分的方法。能充分利用自然条件划分井田；能根据井田划分方法确定矿井的范围；能根据煤层产状和矿井工作面开采需求，设计合理的采区、盘区或者带区。通过确定矿区、井田范围，锻炼了学生识图的能力、分析能力和解决实际问题的能力。煤田和井田的划分。7解释储量、生产能力与服务年限的概念；能进行储量计算；计算确定矿井服务年限。列举矿井巷道；叙述矿井生产系统。能进行矿井可采储量和服务年限的计算。通过生产系统学习，能结合实际矿井描述生产系统。归纳概括的能力；依规正确计算的能力。解决实际问题的能力；培养学生空间几何的能力。矿井储量、服务年限和生产系统。8叙述选择井田开拓方式的原则；概述立井、斜井平峒、综合、多区域开拓的主要特点、开掘顺序和主要生产系统和适用条件。根据煤层赋存条件，设计合理的开拓方式。结合矿井煤层地板等高线图，绘制矿井开拓巷道布置平面图和剖面图。通过开拓的学习，学生养成解决实际问题的能力；提高学生综合分析能力。养成识图、读图和绘图的能力。矿井开拓分类。9叙述确定阶段垂高的要素、开采水平的设置方法；解释上、下山开采的特点及适用条件；叙述井底车场的形式及分类、主要峒室；归纳各类井底车场的线路布置原则及特点；理解运输大巷的运输方式和位置。根据煤层地质图划分出开采水平；在平面图中正确绘制大巷位置；选择井底车场，进行车场线路设计。培养学生认真思考、独立分析能力；井底车场选择的能力；识图和绘图能力。开采水平和井底车场。10说明煤层在走向。倾向方向的开采顺序、归纳矿井延伸技术方案。设计合理的煤层开采顺序和矿井延伸改造方案。培养学生独立思考、解决实际问题的能力。煤层开采顺序和矿井的延伸。11列举实训室的功能作用；列举实训室可完成实训项目；列举实训室基础设施；说明实训室工作流程。能认识实训室的环境；了解实训室的组成。培养适应新环境的能力、专业学习热情；考察实训室功能区划分与实施配备。学生形成团队合作意识，团队成员间的沟通与联系的能力。实验室模型、实物参观。12列举岩石的分级；说明巷道断面形状及尺寸；归纳岩巷爆破掘进工艺；归纳煤巷综掘工艺流程。能根据巷道用途、支护方式、运输设备的外形、轨道数目及有关安全间隙设计合理的巷道断面；通过井巷掘进布置井筒位置及风井位置。标准文件阅读能力；综合分析能力；设备操作能力。巷道断面形状及尺寸。13描述巷道断面形状与煤层地质结构的选择关系；举例说明巷道支护方式选择的依据。根据工作面的地质条件设计合理的支护方式。通过巷道掘进的学习，学生养成解决实际问题的能力；学生具有理论联系实际的能力，形成理论知识解决实际问题的能力。巷道支护方式。14举例说明采煤方法的种类及选择依据；归纳工作面顶板移动规律。能根据煤矿实际情况，尝试煤矿的采煤方法的选择依据；能根据工作面顶板移动特征，判断三带高度、直接顶初次来压、基本顶初次来压和周期来压情况。培养学生综合分析能力；观察能力。采煤方法分类、工作面顶板移动规律。15阐述不同采煤工艺区别；复述采煤工艺的主要工序；归纳采煤工作面、掘进工作面涉及到的设备；概述三机配套；阐述工作面组织形式。制定工作面设备选型的方案；参观工作面，根据实际情况尝试设计三机配套的选择；绘制工作面方法图和循环作业图。通过采煤方法相关知识的学习，学生逐步形成安全生产、节能环保的职业意识和敬业爱岗、严格遵守操作规程的职业操守。采煤工艺。16阐述采区、盘区、带区布置采煤系统巷道构成、巷道掘进顺序和生产系统；说明采区、盘区、带区布置采煤系统适用条件。能根据煤层赋存条件，设计合理的采区（盘区或者带区）采煤系统。结合矿井煤层地板等高线图，绘制采区巷道布置平面图和剖面图。培养学生养成识图、读图和绘图的能力。采煤系统。17归纳急斜煤层开采的主要特点；说出急斜煤层的主要采煤方法；归纳“三下一上”采煤能根据急斜煤层的特点选择合适的采煤方法；能针对建筑物下、铁路下、水体下和承压水体上的煤层提出开采措施。培养学生综合分析能力；学生养成搜集整资料及展示的能力。特殊条件下采煤方法。18列举实训室的功能作用；列举实训室可完成实训项目；列举实训室基础设施；说明实训室工作流程。能认识实训室的环境；了解实训室的组成。通过参观实习及实训，学生养成团结协作、积极进取的团队合作精神。通过方案的制定，学生具备解决实际问题的能力，团队协作的意识。实验室模型、实物参观。198.1能建立与运行企业安全管理体系；8.2能进行系统安全分析、隐患排查与治理；8.3能进行危险有害因素检测与监控管理；能进行重大危险源辨识与管理；8.4能进行生产现场安全管理；8.6能进行事故应急管理；11.3能正确使用应急设施与设备，处理事故，减少事故损失。说出矿井通风任务和空气成分；归纳矿井通风动力来源；归纳矿井通风阻力及降阻措施。能针对实际矿井计算矿井阻力，选择合适的通风机，设计合理巷道断面和支护形式降低分阻。学习专业知识的能力；具培养学生认真思考、解决实际问题的能力。矿井通风阻力和动力。20归纳矿井通风方法和方式；叙述采区及工作面通风系统；说出风速测定方案；列举通风构筑物。针对不同矿井条件，设计矿井通风方式；能正确测定矿井风速。培养学生实践操作能力；学习专业知识的能力。矿井通风系统。21描述煤矿五大灾害的种类；区别五大灾害的特点；概述化学氧隔离式自救器的工作原理；归纳煤矿灾害防治的措施；比较不同灾害的避灾方式与流程。根据不同种类的煤矿灾害，模拟避灾流程；根据实际情况实施人工呼吸；操作使用井下避难仓；根据井下实际事故，实施正确的救灾与避灾行动。学生具有自救互救的安全意识；通过矿井灾害防治相关知识技能的学习，学生形成处理突发事故能力；通过实训，学生树立团队协作意识。矿井安全与灾害防治。2213.1在团队合作任务中，能够表现组织管理能力和团队合作能力，并具有良好的交流沟通；1.1能准确表达自己的观点，并能写工作计划及工作总结等文字资料；13.2能规范安全生产过程中的技术操作，安全防护工作以及安全管理工作。13.3能分析和解决安全技术与安全管理中存在的问题，提升安全生产水平，具有责任意识。复述工业场地总体布置及地面生产系统；比较矿井运输与提升系统；阐述通风系统流程；概述矿井排水系统的流程；说明矿井供电系统的布置。绘制工业场地总体布置图；参观煤矿地面生产系统，制定每个部门作用及日常工作表；联系煤矿参观实习的经历，采集各系统生产的具体流程；根据煤矿的实际情况，尝试解释各大系统的选定依据。学生养成细心思考、勤于动手的能力；通过矿井生产系统先关知识点学习，具有工作岗位中的专业素质；学生树立的安全文明的意识和习惯。学生形成安全意识。矿井地面和井下生产系统。23列举实训室的功能作用；列举实训室可完成实训项目；列举实训室基础设施；说明实训室工作流程。能认识实训室的环境；了解实训室的组成。通过参观实习及实训，学生养成团结协作、积极进取的团队合作精神。通过方案的制定，学生具备解决实际问题的能力，团队协作的意识。实验室模型、实物参观。24概述露天矿开拓；辨认露天矿采煤主要工艺过程；预测露天煤矿发展的方向。制作露天矿开采涉及的开采设备表格；根据露天矿开采视频讲解过程；制作露天矿开采的幻灯片。学生提升语言组织与表达能力；学生形成对完成小课题的探究能力；学生养成搜集整资料及展示的能力。露天开采的工艺和运输系统。

表4课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）教学内容重点、难点课程思政元素学时1项目一煤炭工业基本情况任务1煤炭工业概况、发展面临的主要问题及对策1.1世界煤炭工业概况1.2中国煤炭工业概况1.3煤炭工业发展面临的主要问题及对策重点：我国煤炭资源主要矿区分布、发展面临的问题和对策难点：实现煤炭工业可持续发展的措施国家煤炭行业发展增强爱国思想和行业自信22项目二煤矿地质任务1地壳运动及地质年代1.1地壳的物质组成1.2地质作用1.3地质年代及地层重点：组成地壳岩石的分类、内力和外力地质作用难点：地质年代单位与年代地层单位23任务2煤的形成及赋存特征、煤田地质勘探及储量2.1煤的形成2.2煤的工业分类2.3煤田地质勘探2.4煤炭储量重点：煤的形成阶段难点：煤炭储量的分类14任务3煤田的埋藏特征与地质构造3.1煤层的赋存条件3.2煤层顶底板3.3地质构造3.4岩浆侵入体3.5岩溶陷落柱重点：顶板的分类、地质构造的产状难点：断层要素以及对应的地板等高线图识别15任务4矿图基本知识4.1坐标4.2地形图4.3煤层底板等高线图4.4常用图件重点：煤层底板等高线确定煤层产状、表现地质构造难点：煤层底板等高线图的识读16项目三井田开拓任务1煤田及井田的划分1.1煤田、井田的概念1.2煤田划分井田的原则1.3井田境界的划分方法1.4井田内的再画分重点：井田划分方法、井田内再划分（采区、带区、分段）难点：井田内再划分不同方法之间的区别17任务2矿井储量及生产能力确定、矿井巷道及生产系统2.1矿井储量2.2矿井生产能力2.3矿井服务年限2.4矿井巷道及其分类2.5矿井生产系统重点：矿井可采储量和服务年限的计算、矿井生产系统构成难点：矿井设计可采储量的计算18任务3井田开拓方式3.1斜井开拓3.2立井开拓3.3平硐开拓3.4综合开拓重点：斜井、立井、平硐和综合开拓巷道开掘顺序及生产系统难点：立井、斜井开拓巷道布置空间位置19任务4开采水平的布置4.1开采水平的数目与高度4.2井底车场4.3开采水平大巷布置重点：开采水平划分原则、井底车场选型、大巷的数目和位置难点：井底车场线路布置110任务5矿井采掘关系、矿井延伸与技术改造5.1煤层开采顺序5.2矿井的采掘接替5.3矿井延伸5.4矿井技术改造重点：煤层沿走向和倾斜开采顺序、矿井延伸方法难点：矿井延伸方法的确定111任务6矿井开拓实验室模型、实物参观6.1模型的构成6.2模拟矿井的生产系统重点：根据模型实物学习矿井巷道构成、生产系统、开拓方式、开采水平、大巷布置等难点：运用课本知识解释模型生产系统112项目四巷道掘进与支护任务1围岩分类与井巷地压、巷道掘进1.1围岩的分类1.2巷道断面形状及尺寸1.3岩巷掘进1.4煤巷掘进重点：巷道断面形状及尺寸、岩巷掘进施工工艺难点：岩巷爆破炮眼布置113任务2巷道支护、立井井筒施工1支护类型2立井开凿概述重点：组合锚杆支护难点：立井井筒构成114项目五采煤方法任务1采煤方法分类、采煤工作面矿山压力1.1采煤方法分类和选择1.2工作面顶板特征及分类1.3工作面顶板移动规律重点：壁式体系采煤法的特点、采煤顶板移动规律难点：工作面顶板分类115任务2长壁工作面采煤工艺及劳动组织2.1爆破采煤工艺2.2普通机械化采煤工艺2.3综合机械化采煤工艺2.4倾斜分层采煤工艺2.5大采高一次采全厚工艺2.6放顶煤采煤工艺重点：长壁工作面采煤工艺过程难点：正规循环作业图116任务3走向长壁采煤法的采煤系统、盘区、带区采煤系统3.1走向长壁采煤法采煤系统3.2进水平煤层盘区布置采煤系统3.3倾斜长壁采煤法采煤系统重点：采煤系统的巷道掘进顺序、生产系统难点：煤层群联合布置采煤系统117任务4急倾斜煤层采煤法、其它条件采煤法4.1急倾斜煤层开采的主要特点4.2急倾斜煤层的主要采煤方法4.3“三下一上”采煤重点：急倾斜煤层采煤法的特点、“三下一上”采煤难点：急倾斜煤层的采煤方法118任务5采煤方法实验室模型、实物参观5.1炮采、普采、综采、综放工艺5.2采区、带区布置采煤系统重点：炮采、普采、综采、综放工艺过程难点：采区、带区布置采煤系统巷道布置119项目六矿井通风任务1矿井通风任务及空气成分、矿井通风阻力和通风动力1.1矿井通风任务1.2矿井空气成分1.3矿井通风阻力1.4矿井通风动力重点：矿井通风任务、通风阻力和动力构成难点：通风阻力计算120任务2通风系统、通风管理1.1矿井通风方法和方式1.2采区和工作面通风系统1.3矿井通风构筑物、局部通风机管理重点：通风方式分类、工作面通风系统、通风构筑物的识别难点：通风方式的划分121项目七矿井安全与灾害防治任务1矿井五大灾害及其防治1.1矿井瓦斯、矿尘、矿井火灾、矿井水灾、顶板事故危害及其防治1.2矿山救护重点：矿井灾害类别及对应措施难点：矿井瓦斯的防治安全意识122项目八矿井生产系统任务1矿井地面和地下生产系统1.1工业广场及地面生产系统1.2运输与提升系统1.3矿井排水系统1.4矿井动力供应系统1.5煤的洗选重点：地面生产系统、运输与提升系统难点：矿井提升系统123任务2采煤方法实验室模型、实物参观2.1工业广场建筑和生产系统2.2矿井运输、提升、排水等系统及设备重点：学习矿井运输提升设备难点：矿井辅助运输的种类124项目九露天开采任务1露天开采1.1露天开采的主要工艺1.2露天矿开拓开采技开采境界重点：露天开采主要工艺难点：露天开采采场要素的确定1四、课程考核1.本课程考核分为终结性评价和过程评价，关注学生个体差异；2.终结性评价包括标准化试题的闭卷考试及工作任务的考核。设置一个完整的检测工作任务，该任务需要用到大部分的基本操作技能，通过该工作任务的完成情况考核学生掌握技能的情况。3.过程性评价针对各学习环节进行考核。对每个基本操作技能进行分段考核，通过上一个技能的考核才能进行下个技能的学习；对学生在完成项目过程中所表现出的关键能力、素质情况的考核为综合评价，教师评价和学生自评三个部分。表5课程总评表项目评价内容得分权重总比例总评终结性评价知识考核40%40%100%综合考核60%过程性评价项目一5%60%项目二15%项目三20%项目四10%项目五20%项目六10%项目七10%项目八5%项目九5%表6学习档案评价表（教师用表）项目名称：组别：评价要点评价标准优良中差与完成项目相关的材料是否齐全（10）项目实施的工作计划是否符合要求（10）项目实施的检验手册是否符合要求（20）项目实施过程中的准备单是否符合要求（10）项目实施过程中的操作记录是否符合要求（20）项目实施过程中的所有登记表格是否符合要求（10）出具的分析检测报告是否符合要求（10）归档文件的条理性、整齐性和美观性（10）总计意见表7总体评价（教师用表）项目名称：组别：评价项目评分学生1学生2学生3学生4学生51.学习目标是否明确，学习态度是否主动，是否能及时完成教师布置的各项任务（10）2.学习过程是否呈上升趋势，不断进步（10）3.是否完整地记录探究活动的过程，收集的相关学习信息和资料是否完善（10）4.能否根据学习资料对项目进行合理分析，对所制订的工作计划进行可行性分析（10）5.是否积极参与各种讨论与演讲，并能清晰地表达自己的观点和思路，及时解决问题（10）6.能否按照工作计划独立或合作完成工作任务，项目实施过程的具体表现如何（15）7.对工作过程中出现的问题能否主动思考，并使用现有知识进行解决，并知道自身知识的不足之处（10）8.通过项目训练是否达到所要求的能力目标，是否确立了安全、环保意识与团队合作精神等职业整体素养（10）9.是否能认真总结、正确评价完成项目情况（10）10.每一项任务是否及时、认真完成（5）总评改进意见表8通用能力评价表（学生用表）项目名称：组别：评价项目分值评分小组互评60%学生自评40%主动性/独立性学习、工作、决心、耐心独立处理和实施工作任务5做出必要决定或者引导5工作方式工作系统性系统的计划工作步骤和目标10工作任务根据制订的计划实施5质量控制的自我责任意识5学习能力合理的使用不同的方法、媒体、工作技术和辅助手段5尝试不同的学习可能，系统学习5有效使用学习工具5交流口头表达能力客观准确，口头描述清楚，易于理解5表达方式恰当，符合情境或谈话对象5表述自然流畅，专业术语使用正确5书面表达能力格式正确，条理清晰5内容连贯，全面详尽5语言精练，表述明确5合作参与讨论积极参与，认真倾听5发表意见，不使用伤害性嗓音5认真对待他人意见，接受和给予反馈意见5参与工作建立和维护与他人的接触，密切配合，共同完成5对他人的建议表示兴趣，支持他人的工作5总分表9实验操作评价表（教师用表）项目名称：组别：姓名：评价项目要求分值评分准备工作预习报告条理清晰，表达合理，内容完整，及时认真10着装符合要求5出勤不迟到早退，不缺席5实训操作过程实训场地整洁有序5实训操作态度细致认真，操作规范20原始记录正确、完整、及时、真实10问题处理注意观察实训现象，正确应对突发情况10文明操作注意安全操作，遵守模拟矿井/现代化矿井模型实训室操作规范10结束工作环境卫生清理实训室场地及设备，完成值日工作5数据处理及时、正确10项目报告报告条理清晰，字迹工整，内容完整，能够查阅相关资料10总分100五、实施要求1.授课教师基本要求本课程对于教师的要求，要对煤矿生产的基本特点有所研究，具有坚实的煤矿开采理论基础和设备操作的应用能力。对本专业教学体系有足够的、有较强的教学设计能力，良好的职业道德和责任心。2.实践教学条件要求（1）校内实训室表10模拟矿井实训室实训室（中心）名称模拟矿井实训室面积2400m2序号核心设备单位数量备注1隔爆水棚模型组62轨道m543矿车个44平车个45防火门个26避难硐室密闭门个47调节风门个28井下照明灯具个209电缆架、电缆、水管、气管套110端头液压支架台211放顶煤液压支架台212掩护式液压支架台413支撑式液压支架台214支撑掩护式支架台415刮板运输机台116破碎机台117采煤机模型台118桥式转载机台119胶带运输机台120泵站台121防爆开关台222启动器台223移动变电站台124采煤机切割煤窝个125综采工作面配套说明套126综掘机模型台127U型钢支护组1428风筒m3129轴流风机台130隔爆模型组1031转载机模型台132皮带输送机模型台133安全监测、监控仿真模拟系统套134FBD(1)系列隔爆型对旋轴流式通风机台235集流器个236扩散器台237测试管道米1738立风井个139进风风筒米3.640调节风门套241短路进风风门个242整流格栅个243风机性能试验台台144实验桌台145测风站个346风桥个1表11