時(shí)間：2023-12-06 10:17:44
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【關(guān)鍵詞】“三軟”煤層;沖擊地壓;突出力學(xué)機(jī)制
就我國(guó)目前煤炭企業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)說(shuō)，在2000年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)械化的程度達(dá)到76%的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的有效途徑就是攻克了煤層沖擊地壓誘導(dǎo)的煤與瓦斯突出的難題。
1 “三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)的煤與瓦斯突出力學(xué)機(jī)制的內(nèi)涵
1.1 “三軟”煤層的沖擊地壓的含義
“三軟”煤層是指在煤礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)遇到煤層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、發(fā)育較為脆弱的礦山，在這類(lèi)的礦山開(kāi)采中常常會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而形成一定的沖擊地壓，即在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中由于工作的井體或者是開(kāi)采周?chē)膸r體，在彈性變形的瞬間釋放出巨大的能量而產(chǎn)生了巨大的破壞[1]。
1.2 煤與瓦斯突出力學(xué)機(jī)制的內(nèi)涵
在礦山開(kāi)采中的沖擊地壓往往會(huì)造成煤與瓦斯突出，這是一種強(qiáng)烈礦山內(nèi)部的動(dòng)力不穩(wěn)現(xiàn)象[2]，對(duì)礦山和施工開(kāi)采人員的安全都造成很大的威脅。一般來(lái)講都是由于開(kāi)采過(guò)程中的煤層沖擊地壓造成的。
在礦山開(kāi)采中要想實(shí)現(xiàn)開(kāi)采工藝不斷創(chuàng)新和開(kāi)采機(jī)械化程度，就需要針對(duì)“三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)的煤與瓦斯突出的問(wèn)題，制定有效的預(yù)防措施，避免開(kāi)采過(guò)程中不必要的損失和傷亡。
1.3 “三軟”煤層沖擊地壓的特征
發(fā)生在煤礦中的沖擊地壓對(duì)于礦山的安全會(huì)造成很大的威脅。主要包含以下的特征：（1）瞬發(fā)性，沖擊地壓的出現(xiàn)是沒(méi)有特定的規(guī)律，沒(méi)有明顯的征兆，很難對(duì)此作出有效的預(yù)防措施;（2）破壞性，雖然這種沖擊力出現(xiàn)的突然而且時(shí)間較短，但是帶來(lái)的破壞卻是很大的，輕則造成頂板瞬間下沉，重則造成人員傷亡;（3）復(fù)雜性，因?yàn)榈刭|(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，煤礦礦山所處的地理環(huán)境是很復(fù)雜的，當(dāng)“三軟”煤層出現(xiàn)沖擊地壓時(shí)就會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)現(xiàn)象的復(fù)雜性而出現(xiàn)各種各樣的狀況。
“三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)煤與瓦斯突出實(shí)際上就是：在礦山開(kāi)采中由于礦體中結(jié)構(gòu)受外力影響發(fā)生變化，同時(shí)形成巨大的沖擊力，而導(dǎo)致礦山中煤與瓦斯突出，這對(duì)礦體和人員都會(huì)造成巨大的損傷。
2 煤與瓦斯突出力學(xué)的過(guò)程
2.1 煤與瓦斯突出力學(xué)的過(guò)程
煤與瓦斯突出是有一個(gè)完整的過(guò)程的。在準(zhǔn)備階段，就是礦山的開(kāi)采、挖掘?qū)τ诘V山原本的受力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響，因而煤巖內(nèi)部的瓦斯壓力、吸附和解析狀態(tài)都發(fā)生了相應(yīng)的變化，當(dāng)這些變化累積到一定程度的時(shí)候，就進(jìn)入到突出發(fā)動(dòng)的階段了，但是在一般的情況下，這些累積起來(lái)的變量都不會(huì)達(dá)到突出的臨界點(diǎn)，如果之前處于靜止?fàn)顟B(tài)的煤巖體破壞失穩(wěn)并被拋出，就是進(jìn)入了突出的發(fā)動(dòng)階段[3]。在突發(fā)的發(fā)展階段就是指從突發(fā)的發(fā)動(dòng)到結(jié)束的這一整個(gè)過(guò)程，持續(xù)會(huì)有煤巖體被破壞、失穩(wěn)和排除的過(guò)程，這就會(huì)導(dǎo)致過(guò)程中煤和瓦斯不能承受壓力外傾、泄露。這個(gè)過(guò)程可能導(dǎo)致兩種結(jié)果，不斷達(dá)到臨界點(diǎn)，持續(xù)出現(xiàn)突出;另一種就是變量漸漸減小，并且能形成新的平衡。
2.2 出現(xiàn)煤與瓦斯突出的原因
出現(xiàn)煤與瓦斯的突出原因有很多，具體包括以下幾點(diǎn)：（1）煤巖因?yàn)槿渥兌鴮?dǎo)致失穩(wěn)，從而導(dǎo)致突出;（2）來(lái)自煤巖體外部的壓力和動(dòng)力。在進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程中常常會(huì)運(yùn)用到許多器械，當(dāng)這些器械在礦井內(nèi)操作時(shí)就很容易對(duì)礦體本身造成一定的影響。有可能是使用途中突然加速了破壞，也有可能是在開(kāi)采結(jié)束后巖體所積累的變形因素發(fā)生了變化而導(dǎo)致了媒體的斷裂。而且在開(kāi)采中運(yùn)用到的風(fēng)鎬作業(yè)、采煤機(jī)切割等工藝，本身就會(huì)導(dǎo)致煤巖體失穩(wěn)，這樣往往就會(huì)迅速的失去承受壓力的能力。另外一種工藝爆破也會(huì)在很大程度上影響煤巖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在爆破的時(shí)候往往會(huì)釋放出較大的能量，可能會(huì)導(dǎo)致巖體直接被拋出，這樣就破壞煤巖體的穩(wěn)定，也會(huì)造成煤與瓦斯的突出;（3）在煤巖體中本身就存在結(jié)構(gòu)較為脆弱的部分，在一般的外力作用下容易改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致巖體失穩(wěn)，抗壓、變形能力減弱，這樣就導(dǎo)致巖體中煤與瓦斯突出;（4）一般情況下，煤巖體在面對(duì)外力情況下，即使出現(xiàn)形變與斷裂也可以及時(shí)的形成新的平衡，煤巖體既可以一直保持平穩(wěn)的狀態(tài)，但是在某些特殊的情況下，煤巖體不能承受較高的壓力，不能形成新的平衡，這樣就導(dǎo)致在一定的區(qū)域內(nèi)煤巖體失穩(wěn)，從而造成煤與瓦斯突出，甚至造成人員傷亡[4]。
3 煤與瓦斯突出的力學(xué)機(jī)理
3.1 煤巖失穩(wěn)
在煤礦的開(kāi)采與挖掘過(guò)程中，煤巖受力過(guò)程中全應(yīng)力發(fā)生變化在圖1中就可以清楚的看出隨著外部壓力的大小不同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化也越劇烈[4]。一般，煤巖在荷載作用下都會(huì)發(fā)生變形，隨著壓力的不斷增加，變形的程度也在不斷的加深。有的時(shí)候雖然已經(jīng)沒(méi)有應(yīng)力了，但是形變的過(guò)程還沒(méi)有停止。由于煤巖變形的程度在不斷的加深，煤巖內(nèi)部的結(jié)構(gòu)破壞更大，這樣就會(huì)大大減少煤巖承載力，最終失穩(wěn)而造成煤與瓦斯突出。
圖1 煤巖受力過(guò)程的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)及蠕變曲線(xiàn)
3.2 采掘工作面圍巖的力學(xué)破壞形式
煤巖內(nèi)部的瓦斯的存在會(huì)相應(yīng)的降低有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度降低，這樣就會(huì)對(duì)煤巖內(nèi)部的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的拉力，這樣煤巖定底部的內(nèi)部平衡就會(huì)被破壞。而且伴隨著煤礦井體內(nèi)做產(chǎn)生的裂縫不斷的增大，裂縫內(nèi)所受到的壓力就越來(lái)越小了。如果在裂縫里的瓦斯壓力不發(fā)生變化的話(huà)，瓦斯本身具備的壓力就會(huì)對(duì)于煤巖結(jié)構(gòu)形成極大的拉伸力，在達(dá)到一定程度的時(shí)候，就會(huì)破壞媒體，裂縫不斷增大，最終導(dǎo)致煤巖出現(xiàn)破裂。而且瓦斯作為氣體存在，可以持續(xù)不斷的造成破壞，而且可以不斷加深破壞的程度。
4 如何預(yù)防“三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)煤與瓦斯突出
4.1 制定完善的預(yù)防機(jī)制
“三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)的煤與瓦斯突出在煤礦的開(kāi)采與施工中是很危險(xiǎn)的，容易造成煤礦事故。因而各個(gè)煤礦企業(yè)與公司，應(yīng)該根據(jù)本次施工的地質(zhì)材料等對(duì)施工中可能出現(xiàn)沖擊地壓的區(qū)域做出標(biāo)記，并且能夠根據(jù)本企業(yè)的技術(shù)資金條件對(duì)于這些問(wèn)題作出相應(yīng)的預(yù)防措施。重視在“三軟”煤層中底板硬巖夾層的存在，雖然局部的底板硬巖夾層不會(huì)對(duì)施工造成影響，但是在隧道中的硬巖夾層就很可能因?yàn)椴蓜?dòng)的外力作用下，產(chǎn)生裂縫，使吸附的瓦斯解析為游離瓦斯，長(zhǎng)時(shí)間的累積，就會(huì)導(dǎo)致煤與瓦斯突發(fā)。因此要根據(jù)這一重點(diǎn)防治對(duì)象制定出詳細(xì)完善的計(jì)劃，避免底板硬巖夾層的破裂和瓦斯的泄露。
4.2 強(qiáng)化區(qū)域預(yù)抽
有的煤礦的礦山開(kāi)采不具備保護(hù)層，在開(kāi)采的時(shí)候就要格外注意設(shè)置保護(hù)層。因此可以采用強(qiáng)化區(qū)域內(nèi)預(yù)抽的方法，通過(guò)這種方法，可以有效的減少煤巖中瓦斯的含量和承受的壓力，這是預(yù)防煤與瓦斯突出最有效的方法。其實(shí)就是在采礦過(guò)程中對(duì)干彈性模巖層或者是夾層的底部通過(guò)爆破或者是鉆孔來(lái)預(yù)防底板變形和彎曲。這樣就可以有效的減少開(kāi)采過(guò)程中所承受的壓力，減少了煤與瓦斯突出的外在動(dòng)力，有效的控制煤與瓦斯的突出。
5 結(jié)束語(yǔ)
“三軟”煤層沖擊地壓誘導(dǎo)煤與瓦斯突出，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益都帶來(lái)了消極的影響。因而要求煤炭企業(yè)要根據(jù)實(shí)際情況和煤與瓦斯不僅可以保證資源開(kāi)采的效率和安全，同時(shí)也提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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[關(guān)鍵詞]巖石 物理力學(xué)性質(zhì) 煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性
[中圖分類(lèi)號(hào)] O645.16+1[文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-10-50-1
1巖石的基本物理性質(zhì)
1.1容重和密度
巖石單位體積（包括巖石中孔隙體積）的重量稱(chēng)為容重。根據(jù)巖石試樣的含水情況不同，容重可分為干容重、天然容重和飽和容重，一般未說(shuō)明含水狀態(tài)時(shí)是指天然容重。
巖石的密度定義為巖石單位體積（包括巖石中孔隙體積）的質(zhì)量，巖石的容重取決于組成巖石的礦物成分、孔隙大小以及含水量。當(dāng)其它條件相同時(shí)，巖石的容重在―定程度上與其埋藏深度有關(guān)。一般而言，靠近地表的巖石容重往往較小，而深層的巖石則具有較大的容重。巖石容重的大小，在一定程度上反映出巖石力學(xué)性質(zhì)的優(yōu)劣，通常巖石容重愈大，其力學(xué)性質(zhì)愈好。說(shuō)明煤層穩(wěn)定性越強(qiáng)。
1.2比重
巖石的比重就是巖石的干重量除以巖石的實(shí)體積（不包括巖石中孔隙體積）所得的量與1個(gè)大氣壓下40C時(shí)純水的容重的比值。巖石的比重可采用比重瓶法測(cè)定，試驗(yàn)時(shí)先將巖石研磨成粉末，烘干后用比重瓶法測(cè)量，其原理和方法與土工試驗(yàn)相同。巖石的比重取決于組成巖石的礦物比重，巖石中重礦物含量越多其比重越大，大部分巖石比重介于2.50至2.80之間。
1.3含水率、吸水率和飽水率
天然狀態(tài)下巖石中水的重量與巖石烘干重量比值的百分率稱(chēng)為巖石的天然含水率。巖石吸水率的大小取決于巖石中孔隙數(shù)量多少和細(xì)微裂隙的連通情況。孔隙愈大、愈多、孔隙和細(xì)微裂隙連通情況愈好，則巖石的吸水率愈大。
巖石的飽和吸水率亦稱(chēng)飽水率，是巖樣在強(qiáng)制狀態(tài)（真空、煮沸或高壓）下，巖樣的最大吸入水的重量與巖樣的烘干重量比值的百分率。在高壓條件下，通常認(rèn)為水能進(jìn)入巖樣中所有敞開(kāi)的裂隙和孔隙中去，國(guó)外采用高壓設(shè)備使巖樣飽和，由于高壓設(shè)備較為復(fù)雜，國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室常用真空抽氣法或煮沸法使巖樣飽和。飽水率反映巖石中張開(kāi)型裂隙和孔隙的發(fā)育情況，對(duì)巖石的抗凍性有較大的影響。從而影響頂?shù)装宓姆€(wěn)定性。
1.4孔隙率
巖石試樣中孔隙體積與巖石試樣總體積的百分比稱(chēng)為孔隙率?？紫堵史譃殚_(kāi)口孔隙率和封閉孔隙率，兩者之和總稱(chēng)孔隙率。由于巖石的孔隙主要是由巖石內(nèi)的粒間孔隙和細(xì)微裂隙構(gòu)成，所以孔隙率是反映巖石致密程度和巖石力學(xué)性能的重要參數(shù)。它影響著頂?shù)装宓姆€(wěn)定性。
1.5巖石的滲透性
巖石的滲透性是指在水壓力作用下，巖石的孔隙和裂隙透過(guò)水的能力。巖石的滲透性可用滲透系數(shù)來(lái)衡量。滲透系數(shù)的物理意義是介質(zhì)對(duì)某種特定流體的滲透能力。因此，對(duì)于水在巖石中滲流來(lái)說(shuō)，滲透系數(shù)的大小取決于巖石的物理特性和結(jié)構(gòu)特征，例如巖石中孔隙和裂隙的大小、開(kāi)閉程度以及連通情況等。
1.6巖石的軟化性
巖石的軟化性是指巖石與水相互作用時(shí)降低強(qiáng)度的性能。軟化作用的機(jī)理也是由于水分子進(jìn)入粒間間隙而削弱了粒間聯(lián)結(jié)造成的。巖石的軟化性與其礦物成分、粒間聯(lián)結(jié)方式、孔隙率以及微裂隙發(fā)育程度等因素有關(guān)。大部分未經(jīng)風(fēng)化的結(jié)晶巖在水中不易軟化，許多沉積巖如粘土巖、泥質(zhì)砂巖、泥灰?guī)r以及蛋白巖、硅藻巖等則在水中極易軟化。巖石的軟化性高低一般用軟化系數(shù)表示，軟化系數(shù)是巖樣飽水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度與干燥狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度的比值。
1.7巖石的崩解性
巖石的崩解性是指巖石與水相互作用時(shí)失去粘結(jié)性并變成完全喪失強(qiáng)度的松散物質(zhì)的性能。這種現(xiàn)象是由于水化過(guò)程中削弱了巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)引起的，常見(jiàn)于由可溶鹽和粘土質(zhì)膠結(jié)的沉積巖地層中。巖石崩解性一般用巖石的耐崩解性指數(shù)表示，這個(gè)指標(biāo)可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做干濕循環(huán)試驗(yàn)確定。對(duì)于極軟的巖石及耐崩解性低的巖石，還應(yīng)綜合考慮崩解物的塑性指數(shù)、顆粒成分與耐崩性指數(shù)劃分巖石質(zhì)量等級(jí)。
2巖石的變形特性
在荷載作用下，巖石首先要發(fā)生變形，當(dāng)作用的荷載不斷增大，或當(dāng)荷載超過(guò)某一數(shù)值而保持恒定不變時(shí)，隨著該恒定荷載作用時(shí)間的延長(zhǎng)，均可導(dǎo)致巖石的破壞。因此，巖石的變形和破壞，是在荷載作用下巖石性能變化過(guò)程中的兩個(gè)不同階段，變形階段含有巖石破壞的因素，而巖石的破壞階段則可看作是變形不斷發(fā)展的最終結(jié)果。
3巖石的強(qiáng)度特性
根據(jù)加載速率的大小，巖石的強(qiáng)度可分為靜載強(qiáng)度和動(dòng)載強(qiáng)度。
4巖石的硬度
巖石的硬度表示巖石表面抵抗工具侵入的能力，它可用靜壓入硬度和沖擊硬度來(lái)表示。
4.1沖擊硬度
使沖錘（又稱(chēng)施密特錘）以一定的速度沖擊巖石表面，沖錘的回彈高度可作為表征沖擊硬度的指標(biāo)。
4.2靜壓入硬度
一定形狀、一定材料的壓頭，以靜力壓入巖石的表面使之產(chǎn)生非彈性變形或破壞時(shí)，受壓巖石單位接觸面積上的壓力值稱(chēng)為巖石的靜壓入硬度。
5巖石的磨蝕性
巖石的磨蝕性是指巖石對(duì)工具的磨蝕能力。主要影響因素有巖石成分、結(jié)構(gòu)、硬度和其中的石英含量。
6結(jié)論
對(duì)巖石的這些物理力學(xué)性質(zhì)的深入了解和分析，是煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性的研究的關(guān)鍵，對(duì)煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性影響很大。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：煤地質(zhì)學(xué)；課程融合；知識(shí)體系；復(fù)合型人才
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）16-0171-03
一、引言
我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和資源環(huán)境壓力的增大促進(jìn)了地質(zhì)工作的快速發(fā)展，但是目前一線(xiàn)地質(zhì)人才嚴(yán)重不足，極大地制約了地質(zhì)工作的進(jìn)展，高等院校肩負(fù)著為國(guó)家培養(yǎng)高級(jí)專(zhuān)人才，發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化和促進(jìn)現(xiàn)代化建設(shè)的重任，因此地質(zhì)工作的發(fā)展急需培養(yǎng)教學(xué)―科研―生產(chǎn)一體化型綜合地質(zhì)人才，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要[1，2]。當(dāng)代社會(huì)學(xué)科交叉是推動(dòng)大學(xué)知識(shí)創(chuàng)新的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的重要途徑，也是我國(guó)大學(xué)生順應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的必然選擇[3]，眾多教育工作者從不同學(xué)科角度分析了多學(xué)科一體化的教學(xué)思想，選用多樣化的教學(xué)方法，應(yīng)用到人才培養(yǎng)過(guò)程中，在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的過(guò)程中取得了顯著成效[4-9]?！懊旱刭|(zhì)學(xué)”課程作為我校地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求對(duì)本課程體系結(jié)構(gòu)及教學(xué)內(nèi)容組織等各環(huán)節(jié)提出了更高的要求，因此本文以“煤地質(zhì)學(xué)”課程為例，探討多門(mén)課程相融合的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問(wèn)題的能力和解決問(wèn)題的能力，對(duì)提升學(xué)生就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、《煤地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)中的主要內(nèi)容
煤是由古代植物死亡、堆積、埋藏、后期成巖及變質(zhì)作用后演化而來(lái)，這一過(guò)程有古植物、古氣候、古構(gòu)造與古地理等因素共同參與而成。因此《煤地質(zhì)學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容主要包括五大方面（見(jiàn)圖1）：（1）成煤作用過(guò)程，主要研究由植物轉(zhuǎn)變成煤的這一復(fù)雜的作用過(guò)程，以及不同成煤階段的特征、條件、影響因素及演化過(guò)程，理解煤的形成演變?cè)?，這是煤地質(zhì)學(xué)的重要理論組成部分。（2）煤的物理性質(zhì)及煤巖學(xué)特征，采用巖石學(xué)和化學(xué)研究方法及手段研究煤的宏微觀(guān)屬性，為煤炭資源的工業(yè)利用提供基礎(chǔ)。（3）成煤沉積體系的劃分，分析成煤盆地水動(dòng)力機(jī)制及不同成煤沉積體系演化對(duì)煤的物質(zhì)組成、煤層、煤系形成、分布的控制作用，是煤炭資源預(yù)測(cè)的理論依據(jù)。（4）聚煤盆地的形成與演化，其中起主導(dǎo)作用大地構(gòu)造因素是重點(diǎn)探討的內(nèi)容，包括聚煤盆地的特征及類(lèi)型與大地構(gòu)造之間的關(guān)系，通過(guò)盆地構(gòu)造演化的分析預(yù)測(cè)煤層的賦存變化。（5）煤的聚積與分布規(guī)律，此部分內(nèi)容需要在區(qū)域地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，借助煤盆地分析方法和原理，研究煤在特定地殼中的聚積和分布規(guī)律，為煤田地質(zhì)勘探提供理論指導(dǎo)[10]。
從《煤地質(zhì)學(xué)》五大塊教學(xué)內(nèi)容中可以看出，這門(mén)課程的講解與其他多門(mén)地質(zhì)課程緊密相關(guān)，講解過(guò)程中需要有先修《古生物地史學(xué)》、《沉積巖石學(xué)》、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》及《巖相古地理學(xué)》等課程的基礎(chǔ)理論與內(nèi)容。
三、先修基礎(chǔ)課程與后繼擴(kuò)展課程之間的關(guān)系
1.《煤地質(zhì)學(xué)》先修基礎(chǔ)課程?！睹旱刭|(zhì)學(xué)》課程在講授之前，要求學(xué)生要有一定的地學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，因此在課程開(kāi)設(shè)之前，學(xué)生要先修《巖石學(xué)》課程，《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》、《巖相古地理》等基礎(chǔ)課程之后，《煤地質(zhì)學(xué)》課程才能順利開(kāi)展?！睹旱刭|(zhì)學(xué)》課程是地質(zhì)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，每一門(mén)先修的課程的學(xué)習(xí)都是《煤地質(zhì)學(xué)》課程內(nèi)容講解的基礎(chǔ)。
例如先修的《巖石學(xué)》課程要求掌握巖石學(xué)研究的基本方法和手段，在本課程的煤巖特征分析一章就借用了巖石學(xué)的研究方法，通過(guò)顯微鏡分析技術(shù)，識(shí)別煤的微觀(guān)顯微組分特征，進(jìn)而可以判斷成煤的原始物質(zhì)來(lái)源。此時(shí)先修的《古生物地史學(xué)》已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)各地史時(shí)期，古生物的種屬分類(lèi)及繁盛程度，特別是古植物的種類(lèi)及分布演化等知識(shí)為本課程的深入理解與分析提供幫助。在巖石學(xué)中沉積巖石學(xué)的內(nèi)容對(duì)《煤地質(zhì)學(xué)》課程中的成煤過(guò)程的講解具有很重要的作用。煤層頂?shù)装寰鶠槌练e巖層，煤層就是在一定的沉積環(huán)境中演化發(fā)展的。因此煤層和頂?shù)装鍘r層同樣經(jīng)受過(guò)各種各樣的沉積作用。但煤層作為有機(jī)物質(zhì)來(lái)源又與頂?shù)装宓臒o(wú)機(jī)物質(zhì)在沉積過(guò)程中表現(xiàn)出不同的屬性特征，煤的變質(zhì)作用就是鮮明的例子。含煤巖系在經(jīng)受相同的地質(zhì)作用過(guò)程中，煤經(jīng)受變質(zhì)作用轉(zhuǎn)變成變質(zhì)程度不同的煤級(jí)，而其他無(wú)機(jī)巖組并沒(méi)有經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用過(guò)程而轉(zhuǎn)變成變質(zhì)巖，這也表現(xiàn)出煤的特殊性。
先修的《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》課程要求掌握基本的構(gòu)造類(lèi)型及在地質(zhì)體中的表現(xiàn)形式，在本課程的聚煤盆地一章就需要利用構(gòu)造地質(zhì)理論知識(shí)講解盆地在形成之前、演化過(guò)程中發(fā)生的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)聚煤過(guò)程的控制作用，這類(lèi)構(gòu)造稱(chēng)為同沉積構(gòu)造[10]，對(duì)煤層形態(tài)及厚度會(huì)產(chǎn)生重要的影響，特別是在斷層兩側(cè)煤巖層難以對(duì)接，因此斷層屬性的正確判斷對(duì)分析煤層的賦存環(huán)境及后期的正確開(kāi)采具有重要意；而聚煤作用之后的構(gòu)造形跡會(huì)嚴(yán)重改造煤層的賦存狀態(tài)，對(duì)煤層的后期開(kāi)采產(chǎn)生一定的影響，因此后期構(gòu)造帶的查明有助于解釋煤層現(xiàn)今分布規(guī)律，可指導(dǎo)礦井實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題。因此構(gòu)造地質(zhì)學(xué)理論知識(shí)在《煤地質(zhì)學(xué)》的學(xué)習(xí)過(guò)程中顯得尤為重要。
先修的《巖相古地理學(xué)》是研究古地理面貌的學(xué)科，通過(guò)沉積物及沉積結(jié)構(gòu)等特征，分析沉積體在形成與演化過(guò)程中的沉積環(huán)境變遷。而成煤作用過(guò)程中從泥炭沼澤的發(fā)育到聚煤盆地的演化，每一階段都離不開(kāi)沉積環(huán)境的控制，因此《巖相古地理學(xué)》教學(xué)內(nèi)容可以幫助理解泥炭沼澤的演化與發(fā)展、泥炭的堆積理論以及含煤沉積環(huán)境類(lèi)型及沉積體系等內(nèi)容，是解釋煤層富集規(guī)律的理論基礎(chǔ)。
2.《煤地質(zhì)學(xué)》后繼擴(kuò)展課程?！睹旱刭|(zhì)學(xué)》課程在講授之后，有興趣和有需要的學(xué)生可以進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)與本課程相關(guān)的后繼專(zhuān)業(yè)課程，如《石油地質(zhì)學(xué)》、《煤成氣地質(zhì)學(xué)》、《煤化學(xué)》、《煤田地質(zhì)勘探方法》等。
后繼開(kāi)設(shè)的《石油地質(zhì)學(xué)》是學(xué)習(xí)石油資源的成因、成藏與分布等相關(guān)理論知識(shí)，其中成因問(wèn)題分析石油的原始質(zhì)料以低等生物為主，而煤以高等植物為主，但二者的演化過(guò)程具有相似性，通過(guò)《煤地質(zhì)學(xué)》課程中學(xué)到的煤的成因演化階段，可以幫助理解石油資源的成因問(wèn)題。
后繼開(kāi)設(shè)的《煤成氣地質(zhì)學(xué)》、《煤化學(xué)》的學(xué)習(xí)均需要有一定的《煤地質(zhì)學(xué)》基礎(chǔ)知識(shí)，其中學(xué)習(xí)的煤化作用講述了煤化躍變各階段均有大量氣體釋放出來(lái)，這正解釋了煤成氣的來(lái)源，其中有一部分氣體保存在煤層里面，也是就煤層氣，有一部分運(yùn)移出煤層就構(gòu)成了天然氣的組成部分。而《煤地質(zhì)學(xué)》課程介紹的煤中元素及煤的工藝性質(zhì)內(nèi)容也構(gòu)成了《煤化學(xué)》課程的基礎(chǔ)知識(shí)，因此《煤地質(zhì)學(xué)》課程的學(xué)習(xí)為《煤成氣地質(zhì)學(xué)》、《煤化學(xué)》的課程開(kāi)設(shè)鋪墊了良好的基礎(chǔ)知識(shí)。另外《煤田地質(zhì)勘探方法》是運(yùn)用各種技術(shù)手段分析、探測(cè)煤礦床，正確評(píng)價(jià)煤炭資源賦存條件，要想準(zhǔn)確地得出評(píng)價(jià)結(jié)果需要了解勘探區(qū)煤層的富集規(guī)律，因此《煤地質(zhì)學(xué)》課程中聚煤盆地演化特征及煤層富集規(guī)律等知識(shí)點(diǎn)在煤田地質(zhì)勘探內(nèi)容中得到了應(yīng)用。
四、多門(mén)課程相融合的教學(xué)手段
現(xiàn)代社會(huì)需要全面發(fā)展的人才，要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)，寬闊的知識(shí)面、較強(qiáng)的知識(shí)運(yùn)用能力，以及全面的綜合素質(zhì)和科學(xué)創(chuàng)新精神，因此在高校學(xué)科發(fā)展過(guò)程中需要轉(zhuǎn)變思想觀(guān)念，樹(shù)立多學(xué)科交叉融合的教學(xué)理念是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，而《煤地質(zhì)學(xué)》作為地質(zhì)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)的基礎(chǔ)課，采取以《煤地質(zhì)學(xué)》為核心的多門(mén)課程相融合的教學(xué)手段，是培養(yǎng)高素質(zhì)、強(qiáng)能力的復(fù)合型地質(zhì)人才的前提條件。該體系具有以下方面的特點(diǎn)（見(jiàn)圖2）。
1.多門(mén)課程基礎(chǔ)知識(shí)的相互滲透與融合，以《煤地質(zhì)學(xué)》為核心，先修的基礎(chǔ)課程要求學(xué)生要具有良好的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)將先修課程的部分內(nèi)容融入到《煤地質(zhì)學(xué)》課的講解過(guò)程中，真正體會(huì)到理論知識(shí)的活學(xué)活用。
2.多門(mén)學(xué)科研究方法的有機(jī)結(jié)合，煤作為一種特殊的沉積礦產(chǎn)，與普通沉積巖有共性特征；煤作為有機(jī)能源之一，與其他有機(jī)能源具有相似成因方式，因此《煤地質(zhì)學(xué)》課程中涉及到的研究方法與《沉積巖石學(xué)》、《煤層氣地質(zhì)學(xué)》、《石油地質(zhì)學(xué)》等交叉課程可以很好地進(jìn)行結(jié)合。
3.復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)?！懊旱刭|(zhì)學(xué)”課程是我校地質(zhì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是為各煤礦企業(yè)單位、煤田地質(zhì)局等與之相關(guān)的生產(chǎn)或科研單位培養(yǎng)復(fù)合型地質(zhì)人才的基礎(chǔ)課，因此本課程是以復(fù)合型人才的培養(yǎng)為目標(biāo)，緊緊圍繞“煤地質(zhì)學(xué)”課程內(nèi)容貫穿多門(mén)地質(zhì)學(xué)課程的理論方法與實(shí)踐應(yīng)用，要求學(xué)生不僅要掌握課本上的知識(shí)點(diǎn)，還要有敏銳的觀(guān)察能力和扎實(shí)的動(dòng)手操作能力，在工程實(shí)踐中能夠靈活運(yùn)用所學(xué)完成任務(wù)。
五、結(jié)語(yǔ)
“煤地質(zhì)學(xué)”課程是我校資源勘查工程專(zhuān)業(yè)高年級(jí)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是為各煤礦企業(yè)單位、煤田地質(zhì)局等與之相關(guān)的生產(chǎn)或科研單位培養(yǎng)復(fù)合型地質(zhì)人才的基礎(chǔ)課，本課程開(kāi)設(shè)之前需要學(xué)生掌握一定的地質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí)，本課程講述的煤田地質(zhì)理論和方法在煤炭資源勘探和開(kāi)采過(guò)程中可以得出實(shí)踐的檢驗(yàn)，因此本文圍繞“煤地質(zhì)學(xué)”課程主要內(nèi)容闡述了與先修基礎(chǔ)課程，如沉積巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、巖相古地理學(xué)等內(nèi)容的有機(jī)融合，同時(shí)關(guān)聯(lián)與“煤地質(zhì)學(xué)”相關(guān)的擴(kuò)展課程，如煤化學(xué)、煤成氣地質(zhì)學(xué)、油氣地質(zhì)學(xué)、煤田勘探方法等，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)思路和興趣，實(shí)踐了本課程的理論應(yīng)用。
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如果說(shuō)前述定性的定義方式具有一定的普遍性，則下面的定量化定義則具有明確的專(zhuān)業(yè)性。首先，根據(jù)課程內(nèi)容的要求先闡述“應(yīng)用地球物理學(xué)”課程中關(guān)于“薄層”和“厚層”的定義，由于“應(yīng)用地球物理學(xué)”課程中所包含的地震勘探和地球物理測(cè)井內(nèi)容均涉及“薄層”和“厚層”的概念，所以下面分兩種情形分述如下:
1.地震劫探中的量化定義
在地震勘探中，“薄層”和“厚層”的定義包含了地震分辨力的概念在內(nèi)。早在1973年Widess就曾撰文“How量hin15a量hinbed?”探討了地震分辨力極限，并根據(jù)地震反射特性將薄層定義為:厚度小于l/8地震波主波長(zhǎng)的地層[’]。之后，關(guān)于地震分辨率的爭(zhēng)論一直沒(méi)有停止過(guò)。到目前為止，大家基本上認(rèn)同了將1/4地震波主波長(zhǎng)作為地震分辨力的量化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)〔s一幻，并以此為基準(zhǔn)將厚度小于1/4地震波主波長(zhǎng)的地層或巖層定義為薄層，反之，將厚度大于l/4地震波主波長(zhǎng)的地層或巖層定義為厚層陣’‘〕。顯然，“薄層”與“厚層”的分界線(xiàn)決定于地震波主波長(zhǎng)，而地震波主波長(zhǎng)不僅與地層的速度有關(guān)，還與地層內(nèi)傳播的地震波的主頻率有關(guān)。由于地層介質(zhì)的非彈性特性，地震波在地層介質(zhì)中的傳播受到介質(zhì)吸收衰減特性的影響其主頻是不斷變化的，相應(yīng)地震波的主波長(zhǎng)數(shù)值大小也是不斷變化的，因而“薄層”和“厚層”的實(shí)際厚度分界線(xiàn)是動(dòng)態(tài)的、相對(duì)變化的。對(duì)于同一厚度的地層，在地震勘探問(wèn)題中，如果其埋藏較淺，則可能為“薄層”，如果埋藏較深，則可能就變成了“厚層”。由此在地震勘探中，關(guān)于“薄層”與“厚層”的量化定義是相對(duì)的。
2.地球物理測(cè)井中的量化定義
作為應(yīng)用地球物理學(xué)的分支之一，地球物理測(cè)井資料的分辨能力通常取決于測(cè)井儀器的源距或極距等，’〕。因此，地球物理測(cè)井中對(duì)“薄層”和“厚層”的定義同樣是以測(cè)井儀器的垂直分辨率為界進(jìn)行劃分的。在測(cè)井評(píng)價(jià)中，“薄層”是指平均厚度小于常規(guī)測(cè)井儀器垂直分辨率的地層〔’3。與地震勘探中不同，對(duì)于確定的測(cè)井儀器，其分辨率是確定的。因而，相應(yīng)于該儀器的“薄層”和“厚層”劃分標(biāo)準(zhǔn)也是確定的，不再具有相對(duì)性。此外，地球物理測(cè)井中過(guò)去也曾采用絕對(duì)厚度標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分“薄層”和“厚層”。在通常情況下，薄層是指厚度介于0.osm到0.15m(即5一15em)的砂巖層或砂泥巖互層[l’〕。從上述定義不難看出，不論是地震勘探，還是地球物理測(cè)井，地球物理學(xué)中關(guān)于“薄層”與“厚層”概念的量化定義均是相對(duì)的，我們稱(chēng)之為相對(duì)量化定義。這是由地球物理學(xué)學(xué)科本身的特點(diǎn)決定的。因?yàn)榈厍蛭锢韺W(xué)是建立在嚴(yán)格的物理概念和物理定律基礎(chǔ)上的，地球物理學(xué)家所看到的是各種物理現(xiàn)象，而不是地質(zhì)體本身，所以，一切定義均是針對(duì)所觀(guān)測(cè)到的物理現(xiàn)象來(lái)定義的，這使得許多概念在地球物理問(wèn)題中多具有相對(duì)性廠(chǎng)’sj，除“薄層”和“厚層”的概念外，諸如，“流體”和“固體”的概念、“遠(yuǎn)”和“近”的概念等等均背離了傳統(tǒng)生活習(xí)慣，它們都是以地球物理參數(shù)作為劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義的，因而是相對(duì)的。顯然，只有讓學(xué)生明確了地球物理概念的相對(duì)性，才能更好地理解“應(yīng)用地球物理學(xué)”課程中關(guān)于“薄層”和“厚層”概念的實(shí)質(zhì)。就“應(yīng)用地球物理學(xué)”課程而言，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，關(guān)于“薄層”和“厚層”概念的教學(xué)到此可以圓滿(mǎn)結(jié)束了。然而，在實(shí)際教學(xué)中，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)的不同學(xué)科概念的混淆問(wèn)題，我們進(jìn)一步延伸教學(xué)內(nèi)容，力求實(shí)現(xiàn)地球物理學(xué)與地質(zhì)學(xué)、煤田地質(zhì)學(xué)等課程內(nèi)容融合。
二、打破不同學(xué)科壁壘，實(shí)現(xiàn)概念整合
考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)“應(yīng)用地球物理學(xué)”課程之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了“地質(zhì)學(xué)”和“煤田地質(zhì)學(xué)”等課程，為此，在學(xué)生明確地球物理學(xué)概念的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生回顧“地質(zhì)學(xué)”和“煤田地質(zhì)學(xué)”等課程中的相關(guān)概念和具體定義。并通過(guò)對(duì)比分析闡述其異同，這樣，可以讓學(xué)生有豁然開(kāi)朗的感覺(jué)，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)融為一體。但是，實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，要求教師必須深人開(kāi)展研究，首先自身要明確不同概念之間的差異。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，我們對(duì)于“地質(zhì)學(xué)”和“煤田地質(zhì)學(xué)”中關(guān)于“薄層”和“厚層”的概念進(jìn)行了深人研究。
1.地質(zhì)學(xué)定義
為便于說(shuō)明問(wèn)題，首先回顧一下巖層與地層的概念?；\統(tǒng)地講，巖層(或?qū)?是指由兩個(gè)界面所限制的巖性相同或近似的層狀構(gòu)造巖石的統(tǒng)稱(chēng)，既包括沉積巖，也包括火山巖和變質(zhì)巖。其表示一定地質(zhì)時(shí)期和一定地質(zhì)作用的產(chǎn)物。而地層則是指地質(zhì)歷史上某一時(shí)代形成的一套巖層稱(chēng)為那個(gè)時(shí)代的地層，其包含了時(shí)間概念在內(nèi)。通常巖層以巖石類(lèi)型(巖性)命名。由沉積作用形成的巖層稱(chēng)為沉積巖層，如石灰?guī)r層、砂巖層;由于火山作用形成的巖層稱(chēng)為火山巖層，如玄武巖層、凝灰?guī)r層等。巖層的上、下界面稱(chēng)為層面，而上、下層面通常也被稱(chēng)為巖層的頂面和底面。巖層頂面和底面的垂直距離稱(chēng)為巖層的厚度[16一8〕。在大多數(shù)情況下，有關(guān)層(巖層)的概念主要是針對(duì)沉積巖而言的。此時(shí)，巖層是沉積巖系的基本組成單位，主要由成分、顏色、結(jié)構(gòu)和內(nèi)部層理構(gòu)造基本均勻一致的巖石組成。沉積巖層的層面通常代表一個(gè)沉積條件的突變面或一個(gè)侵蝕面。其昭示著一個(gè)沉積階段的結(jié)束和另一個(gè)沉積階段的開(kāi)始。它以成分或結(jié)構(gòu)上的不一致性與上下鄰層分開(kāi)〔’9一繃。沉積巖厚度的大小可以反映單位地質(zhì)時(shí)間內(nèi)沉積物的堆積速率或地殼拗陷的程度。沉積巖單層的厚薄，可以反映沉積環(huán)境的穩(wěn)定程度、物質(zhì)粗細(xì)變化、沉積間斷頻率等山〕。一般來(lái)說(shuō)，任何巖層的厚度在橫向上都有變化，有時(shí)甚至變化很大。為此，根據(jù)厚度的不同地質(zhì)學(xué)中對(duì)巖層進(jìn)行了精細(xì)地劃分和命名，“薄層”和“厚層”也因此而得名，詳見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，地質(zhì)家對(duì)于巖層的劃分標(biāo)準(zhǔn)和命名尚未完全統(tǒng)一，總體來(lái)看，對(duì)于厚度大于0.lm的厚巖層的劃分已經(jīng)達(dá)成共識(shí)，形成了統(tǒng)一的分層和命名標(biāo)準(zhǔn)。目前存在爭(zhēng)議較大的是0.lm以下的巖層。但是，這并不影響我們對(duì)于地質(zhì)學(xué)中“薄層”與“厚層”的理解。如果不過(guò)分苛求細(xì)節(jié)，則。.lm就是地質(zhì)學(xué)中“薄層”與“厚層”的分界線(xiàn)。換言之，小于0.lm的巖層即為“薄層”，反之，則為“厚層”。
2.煤田地質(zhì)學(xué)定義
關(guān)鍵詞：煤礦地質(zhì)學(xué)；煤礦安全；礦物；巖石；地質(zhì)構(gòu)造；含煤巖系
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A中圖分類(lèi)號(hào)：TD17 文章編號(hào)：1009-2374（2016）11-0145-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.11.071
煤礦地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)分支，是專(zhuān)門(mén)研究煤、煤層和含煤巖系的地質(zhì)特征及成因、分布規(guī)律的科學(xué)，主要內(nèi)容有礦物與巖石、地質(zhì)構(gòu)造、煤的形成和含煤巖系、煤田水文地質(zhì)。煤礦安全是研究煤礦安全生產(chǎn)的一門(mén)學(xué)科，內(nèi)容包括煤礦五大自然災(zāi)害防治：礦井瓦斯防治、礦塵防治、礦井火滅防治、礦井水防治、礦井頂板災(zāi)害防治等理論知識(shí)。下文重點(diǎn)論述煤礦地質(zhì)對(duì)礦井瓦斯、礦井水、頂板管理的影響。
1影響瓦斯含量的地質(zhì)因素
影響瓦斯含量的地質(zhì)因素有：（1）煤的變質(zhì)程度，褐煤沒(méi)有產(chǎn)生大量的瓦斯，也不利于保存，瓦斯含量少；長(zhǎng)煙煤吸附能力低，最大吸附量為20～30m2/t；無(wú)煙煤吸附能力最強(qiáng)，最大吸附量達(dá)50～60m2/t。（2）圍巖和煤層的滲透性好，瓦斯溢出，瓦斯含量低；反之，瓦斯含量高。（3）地質(zhì)構(gòu)造，斷裂構(gòu)造，張性斷裂有利于瓦斯的排放，壓性斷裂不利于瓦斯的排放。褶皺構(gòu)造，頂板為致密并未暴露地表時(shí)，瓦斯含量背斜頂部增大，向斜槽部瓦斯含量減小。頂板為脆性巖石且裂隙較多時(shí)，瓦斯含量背斜頂部減小，向斜槽部增大。（4）地下水活動(dòng)，地下水的流動(dòng)有利于瓦斯的擴(kuò)散，水大瓦斯小，水小瓦斯大。煤（巖層）表面吸附水分子，減少對(duì)瓦斯的吸附。水分子占據(jù)了煤（巖層）的孔隙。（5）煤田暴露程度，煤系地層出露地表的程度越高，越利于瓦斯擴(kuò)散。（6）煤層埋藏深度，瓦斯風(fēng)化帶以下瓦斯含量、涌出量和瓦斯壓力隨深度增加。影響煤與瓦斯突出的地質(zhì)因素有：（1）煤層厚度，大于20cm煤層才會(huì)突出；煤層厚度增大，突出增大。（2）煤層埋藏深度，深度增加突出次數(shù)增多，突出強(qiáng)度增大，突出范圍擴(kuò)大。（3）地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造帶控制突出范圍。（4）煤的力學(xué)性質(zhì)，軟分層突出可能性大。（5）圍巖性質(zhì)硬而且厚，突出危險(xiǎn)性增大。（6）其他地質(zhì)因素，巖漿侵入、煤的變質(zhì)程度高突出易發(fā)生，涌水量大突出危險(xiǎn)性要小等。
2礦井水文地質(zhì)對(duì)礦井水的影響
煤礦開(kāi)采中，地下水或地表水進(jìn)入礦井的過(guò)程，稱(chēng)為礦井充水。充水條件是水源和通道，是煤礦地質(zhì)研究的內(nèi)容。
2.1礦井的充水水源
大氣降水：（1）礦井涌水量隨季節(jié)的變化，旱季小，雨季大。涌水量的高峰期常滯后降水一段時(shí)間。（2）礦井涌水量的大小與地區(qū)有關(guān)。南方降雨多，礦井涌水量大；北方降雨少，礦井涌水量少。（3）隨著開(kāi)采深度的增加，大氣降水對(duì)礦井涌水量的影響減少。地表水：（1）距地表水越近，涌水量越大；（2）地表水越大，且是常年性的，涌水量大；（3）季節(jié)性地表水由于是地下徑流，仍然對(duì)涌水量有影響。地下水按埋藏條件將地下水分為：（1）上層滯水：地表以下局部隔水層以上的水。范圍小，水量小，季節(jié)性，對(duì)開(kāi)采影響不大；（2）潛水：地表以下，第一個(gè)穩(wěn)定隔水層以上的水，對(duì)建井和露天煤礦影響較大；（3）承壓水：充滿(mǎn)兩個(gè)穩(wěn)定隔水層且有壓力的重力水。煤礦開(kāi)采水時(shí)，如果遇到這樣的水源，就會(huì)有大量水涌入，會(huì)造成礦井淹緊，如我國(guó)華北石炭二疊紀(jì)煤系的頂板奧陶系石灰?guī)r水。按含水層性質(zhì)將地下水分為：（1）孔隙水：松散巖層中的水，對(duì)建井和露天煤礦影響較大；（2）裂隙水：巖層裂縫中的水，對(duì)煤礦生產(chǎn)影響較大；（3）巖溶水：石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石中的水，對(duì)煤礦生產(chǎn)帶來(lái)影響。老空水是采空區(qū)和廢棄巷道由于長(zhǎng)期停止排水積存的水，其特點(diǎn)是：（1）來(lái)勢(shì)兇猛，短時(shí)間水量很大，常伴有有毒有害氣體，帶來(lái)惡性事故；（2）老空水是酸性水，腐蝕金屬設(shè)備；（3）如果和其他水源無(wú)水力聯(lián)系，容易疏干，否則不易疏干。
2.2礦井充水的通道
孔隙：如礫石、粗砂巖松散，存在空隙。導(dǎo)通性好，透水性強(qiáng)。采掘遇到涌水量大。裂隙：包括風(fēng)化裂隙、成巖裂隙、構(gòu)造裂隙。而最嚴(yán)重是構(gòu)造裂隙，包括節(jié)理和斷層。其中斷層破碎帶常是水源的通道和積水區(qū)，即可以導(dǎo)水也可以積水。溶隙：石灰?guī)r、白云巖等可溶性巖石被水溶解，形成溶洞，互相導(dǎo)通。人為的充水通道：（1）封閉不良的鉆孔。導(dǎo)通地表水和煤層頂?shù)装搴畬铀?；?）采礦活動(dòng)采空區(qū)冒落產(chǎn)生的裂隙、煤層底板底鼓產(chǎn)生裂隙。導(dǎo)通地表水和煤層頂?shù)装搴畬铀?；?）礦井長(zhǎng)期排水，形成水位陷落漏斗。向外擴(kuò)展，到達(dá)新的水源，使礦井涌水量增大。
3采煤工作面頂板管理
頂壓是地壓表現(xiàn)的主要形式，頂壓的大小主要取決于頂板巖石的物理力學(xué)性質(zhì)。頂板事故分為掘進(jìn)工作面頂板事故和采煤工作面的頂板事故。在掘進(jìn)過(guò)程中，如遇到頂板破碎和壓力大，容易發(fā)生冒頂。當(dāng)遇到斷層，褶曲的軸部的頂板破碎易發(fā)生冒頂事故，這些都和巖石的性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)，巖石強(qiáng)度低，受壓后易破碎。當(dāng)臨近斷層由于受地應(yīng)力的作用，頂板巖層破碎，出現(xiàn)斷層帶。背斜和向斜的軸部由于受地應(yīng)力的作用，頂板巖層破碎。掘進(jìn)工程中，由于空頂作業(yè)導(dǎo)致頂板冒落，破巖后未及時(shí)支護(hù)出的頂板，在頂板壓力的作用下就會(huì)冒落。采煤過(guò)程中，煤層頂板分為偽頂、直接頂、老頂，偽頂隨采隨落，直接頂在回柱或支架前移后垮落，應(yīng)為煤層采高的2～3倍，冒落后充滿(mǎn)采空區(qū)。否則基本頂處于懸空狀態(tài)，隨著懸空面積增大，基本頂來(lái)壓，發(fā)生基本頂冒落。厚層難垮落的頂板，回柱放頂或支架前移，直接頂不冒落，形成大懸頂。到了一定程度，大面積來(lái)壓，造成工作面垮面。采煤過(guò)程中由于煤層傾角過(guò)大，支架會(huì)下滑、傾斜，導(dǎo)致冒頂。另外，影響礦塵產(chǎn)生量的地質(zhì)因素主要有：（1）地質(zhì)構(gòu)造：地質(zhì)構(gòu)造破壞嚴(yán)重的地區(qū)，斷層、褶曲比較發(fā)育，煤巖較為破碎，礦塵的產(chǎn)生量大；（2）煤層賦存條件：同樣技術(shù)條件下，開(kāi)采厚煤層比開(kāi)采薄煤層的產(chǎn)塵量大，開(kāi)采急傾斜煤層比開(kāi)采緩傾斜煤層的產(chǎn)塵量多；（3）煤巖的物理性質(zhì)：節(jié)理發(fā)育、結(jié)構(gòu)疏松、水分低、脆性大的煤巖，開(kāi)采時(shí)產(chǎn)塵量較大，反之則小。影響煤炭自燃的地質(zhì)因素主要有：（1）煤的化學(xué)成分；（2）煤的物理性質(zhì)；（3）煤層的地質(zhì)條件。綜上所述，煤礦地質(zhì)對(duì)煤礦安全有極大的影響，因此必須認(rèn)真細(xì)致做好煤礦地質(zhì)工作，研究影響煤礦安全生產(chǎn)的各種地質(zhì)因素，為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
[1]陶昆．煤礦地質(zhì)[M]．徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008．
【關(guān)鍵詞】煤礦地質(zhì)學(xué) 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)方法
【中圖分類(lèi)號(hào)】P96 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2012）10-0071-01
前言
《煤礦地質(zhì)學(xué)》是地質(zhì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)和非地質(zhì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是集理論、生產(chǎn)實(shí)踐和地質(zhì)研究于一體的的實(shí)用地質(zhì)學(xué)教程。它涵蓋的知識(shí)面非常廣，內(nèi)容非常豐富，既有普通地質(zhì)學(xué)的內(nèi)容，又重點(diǎn)闡述了影響煤礦建設(shè)中的地質(zhì)因素，專(zhuān)業(yè)性突出[1-3]。開(kāi)設(shè)這門(mén)課程旨在幫助學(xué)生弄清煤礦中出現(xiàn)的各種地質(zhì)現(xiàn)象，并能解決煤礦建設(shè)、生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種地質(zhì)問(wèn)題，具有較強(qiáng)的綜合性、實(shí)用性和方法性。
1.提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、增強(qiáng)學(xué)生求知欲
偉大的科學(xué)家愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“興趣是最好的老師?！边@就是說(shuō)一個(gè)人一旦對(duì)某事物有了濃厚的興趣，就會(huì)主動(dòng)去求知、去探索、去實(shí)踐，并在求知、探索、實(shí)踐中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗(yàn)。要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲[4]，要靠老師的正確引導(dǎo)：首先，要摒除學(xué)生單科單教材的思想，上課不是為了應(yīng)付考試，而是要學(xué)以致用，要將理論與實(shí)踐相結(jié)合；要引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從多角度有目的去解決問(wèn)題。對(duì)于一群剛過(guò)20歲的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們有足夠的時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)，但往往缺少的是耐心，如何解決這個(gè)問(wèn)題，最關(guān)鍵的還是要提高他們的學(xué)習(xí)興趣，滿(mǎn)足他們的獵奇心，使師生間能夠在平等和諧的氣氛中進(jìn)行交流和溝通，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和求知欲。
2.注重靈活的教學(xué)方法
2.1將理論融入到課堂實(shí)驗(yàn)
在《煤礦地質(zhì)學(xué)》教學(xué)中，安排有礦物、三大巖石的課堂實(shí)驗(yàn)，很多時(shí)候?qū)W生是基于看熱鬧的心態(tài)去看待實(shí)驗(yàn)，往往不能將課堂講的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，好奇心過(guò)后就覺(jué)得枯燥無(wú)味。如何扭轉(zhuǎn)這種現(xiàn)象，將課堂教學(xué)與實(shí)體融為一體，讓學(xué)生能從實(shí)驗(yàn)課中對(duì)巖石、礦物特征有所認(rèn)識(shí)，就需老師加以正確引導(dǎo)。在學(xué)生觀(guān)察礦物標(biāo)本時(shí)，要給他們?cè)敿?xì)講解礦物的性質(zhì)，特征及在生產(chǎn)中的應(yīng)用。
如在研究煤層頂?shù)装鍘r性時(shí)，要注意巖石的巖性、還要注意巖石中是否含有高嶺石、蒙脫石等礦物，這些是水敏性礦物，遇水會(huì)膨脹，出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，影響煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性，破壞巷道，給運(yùn)輸來(lái)帶困難；當(dāng)煤層頂板為頁(yè)巖、泥巖等致密巖石，對(duì)煤層瓦斯的封蓋非常有利，當(dāng)煤層頂板為粗砂巖、礫巖時(shí)，對(duì)瓦斯的封蓋效果差，有利于瓦斯的逸散。因此，結(jié)合巖石、礦物標(biāo)本向?qū)W生進(jìn)行感性知識(shí)的傳授，讓他們有目的的去學(xué)習(xí)，這既能提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的獨(dú)立觀(guān)察、分析問(wèn)題的能力，同時(shí)又能起到鞏固原先學(xué)到的理論知識(shí)。
2.2從野外實(shí)踐中將理論升華
《煤礦地質(zhì)學(xué)》中的的野外實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要組成部分，野外認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，不僅能鞏固課堂上所學(xué)的基本理論知識(shí)，而且能提高學(xué)生的綜合分析問(wèn)題能力。學(xué)校所選的實(shí)習(xí)地點(diǎn)嵩山有“世界地質(zhì)公園”之稱(chēng)，包括太古代、元古代、古生代、中生代和新生代五個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期的地層，地層層序清楚，構(gòu)造形跡典型，期間更經(jīng)歷了嵩陽(yáng)運(yùn)動(dòng)、中岳運(yùn)動(dòng)等，構(gòu)造特征顯著，在這個(gè)地區(qū)的實(shí)習(xí)有助于幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)這些野外地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，同時(shí)要求他們能繪制嵩山大背斜要示意圖，含煤地層的剖面圖等，這些野外實(shí)習(xí)可以綜合考察他們對(duì)地質(zhì)信息的獲取能力、觀(guān)察能力和理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，對(duì)他們來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的鍛煉過(guò)程，能將平時(shí)的理論知識(shí)和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了他們的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和吃苦耐勞品質(zhì)。
2.3將理論應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐
將煤礦生產(chǎn)過(guò)程中遇到的典型地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題作為案例對(duì)進(jìn)行詳盡講解，可以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)效性，能夠培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使課堂教學(xué)能夠和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)緊密結(jié)合，起到事半功倍的效果[5-6]。瓦斯爆炸、礦井突水，對(duì)煤礦來(lái)說(shuō)是最大的兩大隱形殺手，在煤礦事故中占了80%以上。讓學(xué)生把歷年來(lái)發(fā)生的煤礦事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，找出事故的原因，死難人數(shù)，發(fā)生比例，用數(shù)據(jù)敲響警鐘，引導(dǎo)他們進(jìn)行深入思考，激起他們的學(xué)習(xí)斗志，培養(yǎng)他們解決問(wèn)題的能力，同時(shí)讓他們明白，學(xué)習(xí)這門(mén)課這些不僅是應(yīng)盡的義務(wù)，更是一份沉甸甸的責(zé)任。
3.注重教改進(jìn)學(xué)手段
多媒體教學(xué)現(xiàn)在是高校最常用的授課方式[7]， 它具有攜帶信息、量大、傳授速度快的特點(diǎn)，可以幫助教師在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)傳遞大量的教學(xué)信息，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容。多媒體教學(xué)改變了傳統(tǒng)教學(xué)中粉筆加黑板的單一、呆板的表現(xiàn)形式，能將抽象、生澀、陌生的知識(shí)直觀(guān)化、形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)其主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。在瓦斯爆炸和礦井水防治章節(jié)中，可以用播放短片的方式讓學(xué)生看到瓦斯爆炸、礦井突水發(fā)生的瞬間性和危害性，從視覺(jué)上對(duì)他們起到震撼作用，這些都是傳統(tǒng)教學(xué)方式所不具備的。
多媒體教學(xué)只是一種教學(xué)手段與模式，并不是完美無(wú)缺的，本身也存在一些不足指出，如師生間的交流明顯減少，學(xué)生只滿(mǎn)足于多媒體帶來(lái)的視觀(guān)感應(yīng)，忽略了自身的思考問(wèn)題的能力，時(shí)間久了就會(huì)降低學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，這樣的情況在傳統(tǒng)教學(xué)上是不會(huì)出現(xiàn)的。因此，針對(duì)多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)，采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的方法互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果質(zhì)的飛躍。
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關(guān)鍵詞:瓦斯地質(zhì);安全工程;課程體系;優(yōu)化
1瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
我國(guó)煤炭和煤層氣資源豐富，但由于地質(zhì)條件復(fù)雜，煤礦瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重，煤層氣資源開(kāi)發(fā)利用較少。[1]煤層瓦斯是地質(zhì)成因的，受地質(zhì)條件的控制，為了解決煤礦瓦斯災(zāi)害和煤層氣資源開(kāi)發(fā)技術(shù)瓶頸，河南理工大學(xué)在上世紀(jì)60年代在全國(guó)率先開(kāi)展瓦斯地質(zhì)研究，經(jīng)過(guò)幾代人的努力，開(kāi)創(chuàng)了瓦斯地質(zhì)學(xué)科，首創(chuàng)了瓦斯地質(zhì)理論，形成了較為完備的瓦斯地質(zhì)理論體系，為我國(guó)煤炭工業(yè)安全生產(chǎn)和煤層氣開(kāi)發(fā)做出了巨大的貢獻(xiàn)。在瓦斯地質(zhì)學(xué)科逐步完善的歷程中，通過(guò)開(kāi)設(shè)各種培訓(xùn)班，研究生班和博士、碩士研究生學(xué)位教育等各種形式培養(yǎng)了大批瓦斯地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才；如1985年經(jīng)煤炭部教育司批準(zhǔn)我校招收瓦斯地質(zhì)研究生班，培養(yǎng)了一批瓦斯地質(zhì)專(zhuān)家；1982年原煤炭工業(yè)部組織開(kāi)展全國(guó)煤礦瓦斯地質(zhì)編圖工作和2009年國(guó)家能源局組織開(kāi)展新一輪全國(guó)煤礦瓦斯地質(zhì)編圖工作，通過(guò)各種形式培訓(xùn)班，對(duì)工程技術(shù)人員普及了瓦斯地質(zhì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)；研究生學(xué)位教育方面，招收少量的瓦斯地質(zhì)理論與應(yīng)用方向的碩士、博士研究生，培養(yǎng)了較高層次的瓦斯地質(zhì)人才；但在本科層次瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)方面，基本屬于空白。河南理工大學(xué)為了滿(mǎn)足煤礦安全生產(chǎn)實(shí)際需要，使安全工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生具備瓦斯地質(zhì)基本知識(shí)，在安全工程專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)上加入了瓦斯地質(zhì)學(xué)課程。盡管如此，很長(zhǎng)一段時(shí)間瓦斯地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才培養(yǎng)仍主要停留在碩士研究生、博士研究生的層次上。這樣的培養(yǎng)層次，一是瓦斯地質(zhì)方面的人才不能滿(mǎn)足我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)的需要，二是由于缺失本科階段瓦斯地質(zhì)知識(shí)結(jié)構(gòu)、基本理論的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使得博士、碩士研究生層次瓦斯地質(zhì)方向人才培養(yǎng)困難和生源不足。因此，進(jìn)行本科層次瓦斯地質(zhì)人才的培養(yǎng)意義重大。為了滿(mǎn)足我國(guó)煤礦急需培養(yǎng)大量的瓦斯地質(zhì)人才的實(shí)際和我校瓦斯地質(zhì)學(xué)科的未來(lái)發(fā)展，河南理工大學(xué)從2011級(jí)開(kāi)始在安全工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)了瓦斯地質(zhì)方向本科班，進(jìn)行本科層次瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)，目前已畢業(yè)兩屆。
2瓦斯地質(zhì)方向?qū)I(yè)課程體系建設(shè)意義
課程體系是一所院校根據(jù)自己的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行的有計(jì)劃、有系統(tǒng)的課程安排。安排合理的課程內(nèi)容既能反映出學(xué)科的主要知識(shí)，又要符合知識(shí)發(fā)展的規(guī)律、時(shí)代的要求與前沿；合理安排各門(mén)課程之間的結(jié)構(gòu)，調(diào)整課程開(kāi)設(shè)的先后順序，促使各門(mén)課程之間銜接有序，使學(xué)生通過(guò)課程的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，獲得某一專(zhuān)業(yè)所具備的知識(shí)與能力，以達(dá)到培養(yǎng)人才的目的。因此，課程體系是教育教學(xué)的重要依據(jù)，受教育者的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)與其所學(xué)專(zhuān)業(yè)的課程體系有著密切的聯(lián)系，有什么樣的課程體系就會(huì)有什么樣的學(xué)生素質(zhì)。[2]合理的課程體系能培養(yǎng)出素質(zhì)全面的人才，課程體系是人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在人才培養(yǎng)的過(guò)程中起著重要作用。[3-5]瓦斯地質(zhì)學(xué)科是河南理工大學(xué)的旗幟和標(biāo)桿，進(jìn)行瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)，加強(qiáng)瓦斯地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的建設(shè)對(duì)保持瓦斯地質(zhì)學(xué)科領(lǐng)先地位和發(fā)展后勁意義重大。為了瓦斯地質(zhì)學(xué)科人才培養(yǎng)和未來(lái)發(fā)展，2011年，河南理工大學(xué)在本科層次上依托安全工程專(zhuān)業(yè)專(zhuān)門(mén)新開(kāi)設(shè)了瓦斯地質(zhì)方向，為瓦斯地質(zhì)人才培養(yǎng)開(kāi)辟了新的途徑。該方向開(kāi)設(shè)初期，瓦斯地質(zhì)方向課程體系主要基于國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)和煤層氣勘探開(kāi)發(fā)需求以及參考安全、地質(zhì)、采礦等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程體系進(jìn)行了設(shè)置。瓦斯地質(zhì)方向經(jīng)過(guò)6年的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施，以及畢業(yè)生到用人單位后的反饋信息和相關(guān)高校的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，本專(zhuān)業(yè)方向課程設(shè)置方面存在專(zhuān)業(yè)課程特色不鮮明、部分課程開(kāi)設(shè)順序銜接不合理、部分課程課時(shí)分配不合理、部分課程出現(xiàn)內(nèi)容重復(fù)等突出問(wèn)題，影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。因此，優(yōu)化專(zhuān)業(yè)方向課程設(shè)置，建設(shè)合理的安全工程專(zhuān)業(yè)瓦斯地質(zhì)方向課程體系對(duì)培養(yǎng)瓦斯地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才，繼續(xù)保持河南理工大學(xué)在瓦斯地質(zhì)方面的優(yōu)勢(shì)和特色具有重要意義。
3瓦斯地質(zhì)方向課程體系優(yōu)化思路、目標(biāo)
以“素質(zhì)是前提、能力是關(guān)鍵、知識(shí)是載體”的新型人才觀(guān)為指導(dǎo)，按照培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、創(chuàng)新性、復(fù)合型”高素質(zhì)人才和注重學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的要求，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，堅(jiān)持瓦斯地質(zhì)學(xué)科特色，采用走訪(fǎng)、問(wèn)卷調(diào)查等方法了解用人單位對(duì)瓦斯地質(zhì)方向人才要求，探討瓦斯地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才應(yīng)具備的基本知識(shí)、素質(zhì)和能力,從教育學(xué)、人才學(xué)和瓦斯地質(zhì)發(fā)展的角度系統(tǒng)分析瓦斯地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才的基本特征，建立瓦斯地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才知識(shí)、能力、素質(zhì)相對(duì)應(yīng)的該專(zhuān)業(yè)方向知識(shí)體系框架；以該專(zhuān)業(yè)方向知識(shí)體系框架為基礎(chǔ)，在原有課程體系的基礎(chǔ)上通過(guò)與瓦斯地質(zhì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)（主要包括采礦、地質(zhì)、安全）有關(guān)專(zhuān)家、學(xué)者和現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員進(jìn)行會(huì)議交流、討論，確定專(zhuān)業(yè)特色課程、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)選修課程，以及相對(duì)應(yīng)的工程實(shí)踐內(nèi)容、教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等，并與現(xiàn)場(chǎng)積極聯(lián)系，建立瓦斯地質(zhì)工程實(shí)習(xí)基地；以理論課程和實(shí)習(xí)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主題，根據(jù)課程內(nèi)容、難易程度、與瓦斯地質(zhì)的相關(guān)度，討論分析各門(mén)課程的銜接關(guān)系和課程教授的主要內(nèi)容，確定各課程的開(kāi)設(shè)時(shí)間、開(kāi)設(shè)學(xué)時(shí)等。最終構(gòu)建瓦斯地質(zhì)方向的課程體系，優(yōu)化瓦斯地質(zhì)方向培養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)如下培養(yǎng)目標(biāo)：（1）掌握安全科學(xué)、安全工程及技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)，掌握礦井開(kāi)采、巖石力學(xué)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、煤地質(zhì)學(xué)、瓦斯地質(zhì)學(xué)、礦井瓦斯抽采、煤層氣勘探開(kāi)發(fā)、地質(zhì)勘探工程等方面的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能。（2）培養(yǎng)出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、創(chuàng)新性、復(fù)合型”的高素質(zhì)人才，適應(yīng)國(guó)內(nèi)外能源礦山、煤層氣、頁(yè)巖氣發(fā)展需求，具備到能源礦山、煤層氣和頁(yè)巖氣等相關(guān)單位進(jìn)行煤層氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)天然氣的地面勘探開(kāi)發(fā)，煤礦瓦斯地質(zhì)、瓦斯抽采、瓦斯災(zāi)害防治等各類(lèi)設(shè)計(jì)、施工及安全管理所需的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，同時(shí)具備從事其他安全領(lǐng)域的科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計(jì)與施工、管理、監(jiān)察以及教育培訓(xùn)等工作。（3）實(shí)現(xiàn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、人才培養(yǎng)目標(biāo)的良好匹配，保證人才培養(yǎng)方案中課程設(shè)置整體優(yōu)化的要求，提升新形勢(shì)下學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、工程實(shí)踐能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
4瓦斯地質(zhì)方向課程體系優(yōu)化設(shè)置
河南理工大學(xué)安全工程專(zhuān)業(yè)根據(jù)社會(huì)需求和自身優(yōu)勢(shì)，設(shè)立了瓦斯地質(zhì)等4個(gè)專(zhuān)業(yè)方向。按照課程體系建設(shè)優(yōu)化思路和目標(biāo)，以河南理工大學(xué)安全工程專(zhuān)業(yè)整體要求和瓦斯地質(zhì)方向的優(yōu)勢(shì)、特色，構(gòu)建了以通識(shí)教育課程模塊、專(zhuān)業(yè)公共課程模塊、方向?qū)I(yè)課程模塊（包括方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)課程）、實(shí)踐環(huán)節(jié)課程模塊為框架的瓦斯地質(zhì)方向合理的課程體系（圖1），優(yōu)化了課程之間內(nèi)在邏輯性，減少了課程間的重復(fù)與脫漏。該方向課程體系總學(xué)分194，其中通識(shí)教育課程模塊總學(xué)分98.5，公共專(zhuān)業(yè)課程模塊總學(xué)分26.5，方向?qū)I(yè)課程模塊總學(xué)分38（見(jiàn)表1），實(shí)踐環(huán)節(jié)課程模塊總學(xué)分31（不含課內(nèi)實(shí)驗(yàn)）。通識(shí)教育課程模塊：是傳授自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論和基本技能的，對(duì)學(xué)生全面發(fā)展具有基礎(chǔ)性、通用性和長(zhǎng)效性作用的課程。[5]河南理工大學(xué)安全工程專(zhuān)業(yè)下設(shè)的4個(gè)方向設(shè)置相同的通識(shí)課程，總學(xué)分98.5，包括思想政治類(lèi)、軍訓(xùn)體育類(lèi)、外語(yǔ)類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、數(shù)學(xué)類(lèi)、理化類(lèi)等[6]，以必修課為主。公共專(zhuān)業(yè)課程模塊：是河南理工大學(xué)安全工程專(zhuān)業(yè)所設(shè)立4個(gè)專(zhuān)業(yè)方向都要求開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課程模塊，是使學(xué)生掌握安全科學(xué)、安全技術(shù)及工程的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能的必備的課程，同時(shí)體現(xiàn)安全工程專(zhuān)業(yè)特色。共設(shè)置11門(mén)課程，課時(shí)256，學(xué)分26.5，全為必修課程。方向?qū)I(yè)課程模塊：包括方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程和方向?qū)I(yè)課程。方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程是學(xué)生掌握該方向?qū)I(yè)知識(shí)、學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)科學(xué)技術(shù)、發(fā)展個(gè)人能力的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是提高學(xué)生最基本的職業(yè)素養(yǎng)的一類(lèi)課程，該類(lèi)課程對(duì)于后續(xù)方向?qū)I(yè)課程的具有重要的支撐作用，課程的設(shè)置的好壞，對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)理論和專(zhuān)業(yè)技能的掌握影響較大，由必修和選修兩類(lèi)組成，總學(xué)分15學(xué)分，其中必修課4門(mén)，學(xué)時(shí)144，學(xué)分9，選修課6門(mén)，學(xué)時(shí)192，學(xué)分12，限選6學(xué)分；方向?qū)I(yè)課程是與專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課有直接聯(lián)系的，是學(xué)生適應(yīng)未來(lái)從事的職業(yè)、工作環(huán)境所必須學(xué)習(xí)的課程，由必修和選修兩類(lèi)組成，總學(xué)分23，其中必修課程3門(mén)，學(xué)時(shí)128，學(xué)分8，選修課11門(mén)，學(xué)時(shí)336，學(xué)分21，限選15學(xué)分。方向?qū)I(yè)課程模塊的課程設(shè)置來(lái)看，方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課以必修課程為主，目的為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，方向?qū)I(yè)課程增加了較多的選修課程，目的是為了能適應(yīng)未來(lái)需求和多元的工作環(huán)境（見(jiàn)表1）。實(shí)踐環(huán)節(jié)課程模塊：實(shí)踐教學(xué)課程是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力以及綜合素質(zhì)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是高校課程體系的必要組成部分。[6]通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，可促進(jìn)學(xué)生鞏固和加深理論知識(shí)，提高運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析、工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究等專(zhuān)業(yè)技能，增強(qiáng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和對(duì)未來(lái)工作的適應(yīng)能力。[7]河南理工大學(xué)安全工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)課程設(shè)置中，除了思想政治理論課實(shí)踐教學(xué)、軍訓(xùn)、工程基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)與實(shí)踐、畫(huà)法幾何與工程制圖課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等實(shí)踐教學(xué)課程外，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)方向特點(diǎn)，特別增設(shè)了地質(zhì)基礎(chǔ)實(shí)習(xí)、煤礦瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理生產(chǎn)實(shí)習(xí)，并建立了登封地質(zhì)實(shí)習(xí)、鶴壁生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐實(shí)習(xí)基地；并針對(duì)本方向?qū)I(yè)特色，開(kāi)設(shè)了瓦斯地質(zhì)、礦井瓦斯防治技術(shù)和礦井通風(fēng)與除塵等特色課程的課程設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)方向理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能的學(xué)習(xí)和理解，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。另外，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和科研項(xiàng)目，對(duì)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，減少了演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的綜合性、設(shè)計(jì)性和科研型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維。在畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的選擇上，要求結(jié)合煤礦企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行選題，使學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力?？倢W(xué)分為31個(gè)，學(xué)時(shí)為33周，貫穿于大學(xué)四年的每個(gè)學(xué)期。
5結(jié)束語(yǔ)
課程體系是人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在人才培養(yǎng)的過(guò)程中起著重要作用。瓦斯地質(zhì)方向課程體系的改革、優(yōu)化應(yīng)以現(xiàn)代大學(xué)理念和新型人才觀(guān)為指導(dǎo)，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，同時(shí)堅(jiān)持專(zhuān)業(yè)特色，在以后的教學(xué)實(shí)踐中不斷進(jìn)行補(bǔ)充、完善，培養(yǎng)高素質(zhì)瓦斯地質(zhì)專(zhuān)門(mén)人才，為煤礦減災(zāi)抗災(zāi)、煤層氣規(guī)模性開(kāi)發(fā)提供人才智力支撐。
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