礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)野外生產(chǎn)教學(xué)探索

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摘要：本文首先結(jié)合我國煤炭行業(yè)發(fā)展，介紹了中國礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)改革探索過程。然后從礦業(yè)角度對秭歸基地豐富的教學(xué)資源進(jìn)行了礦業(yè)教學(xué)資源的挖掘。采用啟發(fā)式教學(xué)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(jié)構(gòu)演化、巷道支護(hù)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(shí)習(xí)教學(xué)實(shí)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(xué)和實(shí)踐教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵字：實(shí)習(xí)基地；地質(zhì)工程；啟發(fā)式教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)

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

本專業(yè)可設(shè)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(cè)重。而資源勘探與采掘內(nèi)容更是中國礦業(yè)大學(xué)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(yùn)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(xué)地質(zhì)工程專業(yè)具有較強(qiáng)的礦業(yè)工程背景和內(nèi)容，在本科教學(xué)中更應(yīng)該從工程地質(zhì)水文地質(zhì)和采礦工程相結(jié)合的角度激發(fā)同學(xué)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(xué)生到礦業(yè)領(lǐng)域，解決行業(yè)里面的一些實(shí)際問題，促進(jìn)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(shí)習(xí)教改探索

工程地質(zhì)實(shí)習(xí)是工程地質(zhì)專業(yè)本科教學(xué)中十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是該專業(yè)四年教學(xué)中必不可少的實(shí)習(xí)。是學(xué)生在學(xué)完土質(zhì)土力學(xué)、巖體力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、工程地質(zhì)勘察等課程理論知識的基礎(chǔ)上，按工程地質(zhì)選址勘察、初步勘察階段的技術(shù)要求，通過對工程地質(zhì)條件的野外實(shí)地考察、測繪和有關(guān)勘察手段使用的現(xiàn)場參觀和實(shí)踐，使學(xué)生獲得工程地質(zhì)實(shí)踐的感性知識并鞏固和深化理論，促進(jìn)理論與實(shí)際相結(jié)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(xué)資源漸少。2016年中國礦業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)實(shí)習(xí)轉(zhuǎn)移到中國地質(zhì)大學(xué)（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(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)。兩年的秭歸基地實(shí)踐教學(xué)是對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)教學(xué)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(shí)習(xí)的探索和實(shí)踐過程。

三、礦業(yè)類地質(zhì)工程專業(yè)秭歸實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容挖掘

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）秭歸實(shí)習(xí)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(jié)晶巖侵蝕構(gòu)造類型地貌、碳酸鹽巖侵蝕構(gòu)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(gòu)造和蓋層構(gòu)造，存在褶皺、斷裂、侵入等構(gòu)造行跡。同時，新構(gòu)造運(yùn)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(shí)習(xí)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(gòu)造條件及地形等影響，區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件復(fù)雜。以上地質(zhì)特征為地質(zhì)野外實(shí)習(xí)提供了豐富的教學(xué)資源。以下選取部分實(shí)習(xí)路線從礦業(yè)角度探討地質(zhì)工程專業(yè)秭歸實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容。實(shí)習(xí)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(biāo)準(zhǔn)地層分布區(qū)。地層路線為基礎(chǔ)地質(zhì)內(nèi)容，除了從傳統(tǒng)地質(zhì)角度引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識各時代地層外，應(yīng)引入工程地質(zhì)巖體結(jié)構(gòu)、裂隙規(guī)律分析和統(tǒng)計以及風(fēng)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(jié)構(gòu)、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?qū)W生介紹煤礦巷道的支護(hù)方法和控制圍巖變形的技術(shù)。內(nèi)容應(yīng)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(hù)不同于其他工程支護(hù)的主要特點(diǎn)，同時指出煤礦中軟巖的支護(hù)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(jié)合發(fā)電方面的內(nèi)容，介紹我國的能源結(jié)構(gòu)，突出煤炭在我國一次能源消費(fèi)中的重要地位。同時，在此路線中可啟發(fā)學(xué)生在地表水體下采煤的教學(xué)內(nèi)容，例如我國進(jìn)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(dǎo)水裂隙的發(fā)育形態(tài)和動態(tài)特征、安保煤柱的留設(shè)計算問題以及開采方式和強(qiáng)度對導(dǎo)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(xué)們介紹采煤方法的變革歷史，突出現(xiàn)代化采煤的特點(diǎn)和優(yōu)勢。進(jìn)一步結(jié)合鏈子崖危巖體的裂隙分布啟發(fā)同學(xué)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(jié)構(gòu)演化問題。對比天然巖體結(jié)構(gòu)與采動巖體結(jié)構(gòu)的不同，引出由于采動巖體結(jié)構(gòu)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(shè)及地表沉陷等問題。張家沖水土保持試驗(yàn)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(diǎn)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(jìn)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(guān)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(hù)措施等。

四、結(jié)論

秭歸地區(qū)地層出露完整，巖石種類齊全，構(gòu)造現(xiàn)象典型，資源與環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象獨(dú)特，是開展野外地質(zhì)教學(xué)的優(yōu)質(zhì)場所。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）秭歸產(chǎn)學(xué)研基地為野外地質(zhì)實(shí)習(xí)提供了重要的學(xué)習(xí)、生活和出行保障。2016年中國礦業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)實(shí)習(xí)轉(zhuǎn)移到秭歸基地。截至目前，為期兩年的實(shí)踐教學(xué)中，結(jié)合中國礦業(yè)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)礦業(yè)角度對秭歸基地豐富的教學(xué)資源進(jìn)行了礦業(yè)教學(xué)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(hù)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(shí)習(xí)的教學(xué)實(shí)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(xué)和實(shí)踐教學(xué)奠定了較好的基礎(chǔ)。

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作者：喬偉 李文平 賀虎 單位：中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院