礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)野外生產(chǎn)教學探索

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摘要：本文首先結合我國煤炭行業(yè)發(fā)展，介紹了中國礦業(yè)大學礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)生產(chǎn)實習教學改革探索過程。然后從礦業(yè)角度對秭歸基地豐富的教學資源進行了礦業(yè)教學資源的挖掘。采用啟發(fā)式教學方法，陸續(xù)將地下采礦采場工程地質(zhì)問題，覆巖破壞裂隙和結構演化、巷道支護問題，水體下采煤、保水采煤和綠色開采等問題引入秭歸基地野外工程地質(zhì)實習教學實踐中。為后續(xù)的礦井工程地質(zhì)和水文地質(zhì)方面的課堂教學和實踐教學奠定了良好的基礎。

關鍵字：實習基地；地質(zhì)工程；啟發(fā)式教學；實踐教學

一、我國煤炭行業(yè)發(fā)展及中國礦業(yè)大學地質(zhì)工程專業(yè)

本專業(yè)可設置工程地質(zhì)和巖土鉆掘工程兩個專業(yè)方向，培養(yǎng)要求可各有側重。而資源勘探與采掘內(nèi)容更是中國礦業(yè)大學地質(zhì)工程專業(yè)的優(yōu)勢和特色。近年來，在煤炭市場波動較大的環(huán)境下，企業(yè)面臨運營成本上升、人才缺口巨大以及行業(yè)競爭激烈等一系列挑戰(zhàn)及壓力。中國礦業(yè)大學地質(zhì)工程專業(yè)具有較強的礦業(yè)工程背景和內(nèi)容，在本科教學中更應該從工程地質(zhì)水文地質(zhì)和采礦工程相結合的角度激發(fā)同學對本行業(yè)的興趣，在國家現(xiàn)有礦業(yè)發(fā)展形勢下，吸引更多學生到礦業(yè)領域，解決行業(yè)里面的一些實際問題，促進我國礦業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展[3-4]。

二、礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)生產(chǎn)實習教改探索

工程地質(zhì)實習是工程地質(zhì)專業(yè)本科教學中十分重要的教學環(huán)節(jié)，是該專業(yè)四年教學中必不可少的實習。是學生在學完土質(zhì)土力學、巖體力學、工程地質(zhì)學基礎、工程地質(zhì)勘察等課程理論知識的基礎上，按工程地質(zhì)選址勘察、初步勘察階段的技術要求，通過對工程地質(zhì)條件的野外實地考察、測繪和有關勘察手段使用的現(xiàn)場參觀和實踐，使學生獲得工程地質(zhì)實踐的感性知識并鞏固和深化理論，促進理論與實際相結合。由于近年來杭州地質(zhì)現(xiàn)象大多被旅游景區(qū)和植被覆蓋，所以野外地質(zhì)教學資源漸少。2016年中國礦業(yè)大學地質(zhì)工程專業(yè)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)實習轉移到中國地質(zhì)大學（武漢）秭歸基地。截至目前，已經(jīng)有兩屆本科生在秭歸基地進行了生產(chǎn)實習。兩年的秭歸基地實踐教學是對當?shù)氐刭|(zhì)教學資源熟悉的過程，也是礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)野外工程地質(zhì)與水文地質(zhì)秭歸基地實習的探索和實踐過程。

三、礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)秭歸實踐教學內(nèi)容挖掘

中國地質(zhì)大學（武漢）秭歸實習基地位于湖北省西部的秭歸縣，位于長江南岸的茅坪鎮(zhèn)，是著名的三峽水庫壩址所在地。秭歸縣地處我國地勢第二級階梯向第三階梯的過渡地帶，境內(nèi)山脈為大巴山、巫山余脈，鄂西褶皺山地，發(fā)育結晶巖侵蝕構造類型地貌、碳酸鹽巖侵蝕構造類型地貌和侵蝕堆積類型地貌等。地區(qū)整體上可分為基地構造和蓋層構造，存在褶皺、斷裂、侵入等構造行跡。同時，新構造運動總體表現(xiàn)為鄂西山地大面積總體隆升、地震活動及斷裂活動等特征。實習地區(qū)發(fā)育火成巖、變質(zhì)巖及沉積巖三大巖系。受地層巖性、構造條件及地形等影響，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件復雜。以上地質(zhì)特征為地質(zhì)野外實習提供了豐富的教學資源。以下選取部分實習路線從礦業(yè)角度探討地質(zhì)工程專業(yè)秭歸實踐教學的內(nèi)容。實習區(qū)沉積巖除第三系缺失外，自新元古界至第四系均有出露，是華南標準地層分布區(qū)。地層路線為基礎地質(zhì)內(nèi)容，除了從傳統(tǒng)地質(zhì)角度引導學生認識各時代地層外，應引入工程地質(zhì)巖體結構、裂隙規(guī)律分析和統(tǒng)計以及風化程度描述等內(nèi)容。岸坡及高邊坡防治工程路線中，教師除了講解鳳凰山庫岸地質(zhì)結構、工程地質(zhì)問題及防治工程內(nèi)容外，可引入煤礦井工開采中的各種巷道的圍巖變形特征，向學生介紹煤礦巷道的支護方法和控制圍巖變形的技術。內(nèi)容應突出工作面巷道受采動動態(tài)礦山壓力的影響是煤礦巷道支護不同于其他工程支護的主要特點，同時指出煤礦中軟巖的支護難題。由于煤礦各巷道的使用時間不一樣，可以引入巖體流變特性的內(nèi)容。三峽工程及工程地質(zhì)問題路線中，可結合發(fā)電方面的內(nèi)容，介紹我國的能源結構，突出煤炭在我國一次能源消費中的重要地位。同時，在此路線中可啟發(fā)學生在地表水體下采煤的教學內(nèi)容，例如我國進行的海下采煤（山東龍口）和水庫下采煤（小浪底水庫下采煤）。介紹地下煤層開采覆巖導水裂隙的發(fā)育形態(tài)和動態(tài)特征、安保煤柱的留設計算問題以及開采方式和強度對導水裂隙帶高度的影響等。鏈子崖和棺材巖危巖體工程地質(zhì)問題路線中，可以向同學們介紹采煤方法的變革歷史，突出現(xiàn)代化采煤的特點和優(yōu)勢。進一步結合鏈子崖危巖體的裂隙分布啟發(fā)同學地下資源開采后覆巖的裂隙發(fā)育動態(tài)特征，同時對比地下開采覆巖裂隙演化特征與鏈子崖、棺材巖下部煤層開挖誘發(fā)的上部巖體裂隙特征的不同。滾裝碼頭巖體裂隙統(tǒng)計路線中，可以講授地下采礦誘發(fā)的覆巖巖體大結構演化問題。對比天然巖體結構與采動巖體結構的不同，引出由于采動巖體結構演化而誘發(fā)的各種不同的采場問題，諸如沖擊礦壓、煤與瓦斯突出、礦井突水、區(qū)段煤柱留設及地表沉陷等問題。張家沖水土保持試驗田路線中，可以介紹綠色開采、保水采煤的煤礦工程地質(zhì)問題。講授我國不同礦區(qū)開采時引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題，重點介紹干旱半干旱生態(tài)脆弱區(qū)的采礦活動以及露天和井工開采引發(fā)的不同的環(huán)境問題。進而引出保水采煤的必要性，保水采煤的采煤工藝、裂隙高度控制方法和關鍵隔水層（如西北區(qū)域性N2紅土）采動破壞特征及水害防控和水資源保護措施等。

四、結論

秭歸地區(qū)地層出露完整，巖石種類齊全，構造現(xiàn)象典型，資源與環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象獨特，是開展野外地質(zhì)教學的優(yōu)質(zhì)場所。中國地質(zhì)大學（武漢）秭歸產(chǎn)學研基地為野外地質(zhì)實習提供了重要的學習、生活和出行保障。2016年中國礦業(yè)大學地質(zhì)工程專業(yè)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)實習轉移到秭歸基地。截至目前，為期兩年的實踐教學中，結合中國礦業(yè)大學地質(zhì)工程專業(yè)礦業(yè)角度對秭歸基地豐富的教學資源進行了礦業(yè)教學資源內(nèi)容的挖掘和啟發(fā)，并陸續(xù)將地下采礦采場工程地質(zhì)問題、巷道支護問題、水體下采煤、保水采煤和綠色開采等問題引入到野外工程地質(zhì)實習的教學實踐中，為后續(xù)的礦井工程地質(zhì)和水文地質(zhì)方面的課堂教學和實踐教學奠定了較好的基礎。

參考文獻：

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作者：喬偉 李文平 賀虎 單位：中國礦業(yè)大學資源與地球科學學院