煤矿智能化工作面开采虚拟仿真实验

课程负责人：矿业工程学院 万志军

一、课程简介

智能化综采工艺及开采引起的岩层移动规律和矿山压力显现特征是“采矿学”等课程学习的重点和难点，具有作业环节多、实践性强、涉及学科领域广、现场不确定因素多等特点，必须通过实验、实习等实践教学过程使学生加深对该部分知识的理解与掌握。

本课程依托采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心、矿业工程国家级实验教学示范中心、中国矿业大学矿业工程双一流建设学科等平台建设，重点面向“采矿学”等采矿工程专业核心课程的关键知识点，兼顾“矿山压力与岩层控制”及“智能采掘”、“智能采矿概论”等智能采矿专业课程。

本实验课程基于典型的智能综采工作面三维实景，借助虚拟现实技术高仿真度还原智能化综采工作面生产过程，可通过预习、实验、漫游等实验模式完成智能综采工作面设备认知、智能采煤工艺、矿压智能监测、智能控制技术等4个知识模块、19个知识点的虚拟仿真实验，培养学生解决复杂智能化采矿工程问题的能力。

 

二、课程亮点、特色、创新

本课程紧扣国家能源科技战略规划方向，瞄准未来智能化、无人化采矿人才培养需求，整合了“采矿学”、“矿山压力与岩层控制”及“智能采掘”等课程的相关内容，建立了智能化综采工作面三维仿真场景；借助虚拟现实技术高仿真度还原智能化综采工作面生产过程；通过高仿真度交互式操作、自主搭配实验方案等多种创新实验手段，以及预习、实验、漫游等多种实验模式，让学生在掌握完整的智能开采技术知识体系的同时，全面提升自主学习与自主创新能力。 

  

三、课程教学团队

课程负责人：万志军

课程团队其他主要成员：程敬义、马文顶、郑西贵、张源

课程负责人简介

万志军：博士、教授，博士生导师。入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”和江苏省“333工程”中青年科学技术带头人，江苏省高校“青蓝工程”优秀团队“绿色智能采矿课程群教学团队”带头人。现任矿业工程学院副院长，兼任中国煤炭学会开采专业委员会副主任、秘书长，全国虚拟仿真实验教学创新联盟矿业类专业工作委员会主任。主持国家一流课程和江苏省一流课程各1门，主持及参加省部级以上教学研究课题7项，发表教学论文22篇，主编和参编教材5部，获江苏省教学成果二等奖2项、中国矿业大学教学成果特等奖2项；主持完成和在研自然科学基金面上项目等纵向科研项目和企业委托项目数十项，发表学术论文100多篇，被SCI/EI收录60多篇，出版专著3部；获国家科技进步二等奖1项、山西省技术发明一等奖1项，其他省部级奖励多项。多次获中国矿业大学“优秀共产党员标兵”、“师德楷模”、“百佳本科教学教师”等荣誉称号。

 

 

四、课程评价（教学效果）

课程采用综合评价方式，突出互动操作，强化学生综合实践能力培养。以“智能化采煤工作面”实验教学中涉及的采煤设备、智能采煤工艺、矿压智能监测、智能开采等操作流程为考点，以预习、实验、漫游等3种模式开展。预习模式考核学生是否有足够知识储备进行智能化采煤工作面虚拟仿真实验，包含16个互动式操作；实验模式考核判断学生是否按照标准流程进行实验、是否对实验现象和实验结果有清晰的认识、是否得到准确的实验结论。最后通过对学生的练习情况、实验过程、实验报告等进行综合评价，不同的实验内容所占的实验权值不同，互动操作题目分值更高，形成一个综合评价体系。

课程自2019年在实验空间网站上线以来，先后有中国矿业大学、新疆大学、太原理工大学等高校的采矿工程、地质工程、安全工程等相关专业学生1400多人次参加学习，实现了理论教学与实验教学同步互补，全方位提高了相关课程实验和实践教学的水平，获得了学生及授课教师的高度评价。