礦業類地質工程專業野外生產教學探索

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摘要：本文首先結合我國煤炭行業發展，介紹了中國礦業大學礦業類地質工程專業生產實習教學改革探索過程。然后從礦業角度對秭歸基地豐富的教學資源進行了礦業教學資源的挖掘。采用啟發式教學方法，陸續將地下采礦采場工程地質問題，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實習教學實踐中。為后續的礦井工程地質和水文地質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；地質工程；啟發式教學；實踐教學

一、我國煤炭行業發展及中國礦業大學地質工程專業

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

二、礦業類地質工程專業生產實習教改探索

工程地質實習是工程地質專業本科教學中十分重要的教學環節，是該專業四年教學中必不可少的實習。是學生在學完土質土力學、巖體力學、工程地質學基礎、工程地質勘察等課程理論知識的基礎上，按工程地質選址勘察、初步勘察階段的技術要求，通過對工程地質條件的野外實地考察、測繪和有關勘察手段使用的現場參觀和實踐，使學生獲得工程地質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現象大多被旅游景區和植被覆蓋，所以野外地質教學資源漸少。2016年中國礦業大學地質工程專業工程地質與水文地質實習轉移到中國地質大學（武漢）秭歸基地。截至目前，已經有兩屆本科生在秭歸基地進行了生產實習。兩年的秭歸基地實踐教學是對當地地質教學資源熟悉的過程，也是礦業類地質工程專業野外工程地質與水文地質秭歸基地實習的探索和實踐過程。

三、礦業類地質工程專業秭歸實踐教學內容挖掘

中國地質大學（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，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，境內山脈為大巴山、巫山余脈，鄂西褶皺山地，發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。實習地區發育火成巖、變質巖及沉積巖三大巖系。受地層巖性、構造條件及地形等影響，區內水文地質條件復雜。以上地質特征為地質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角度探討地質工程專業秭歸實踐教學的內容。實習區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。地層路線為基礎地質內容，除了從傳統地質角度引導學生認識各時代地層外，應引入工程地質巖體結構、裂隙規律分析和統計以及風化程度描述等內容。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結構、工程地質問題及防治工程內容外，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。內容應突出工作面巷道受采動動態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容。三峽工程及工程地質問題路線中，可結合發電方面的內容，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，在此路線中可啟發學生在地表水體下采煤的教學內容，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育形態和動態特征、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，突出現代化采煤的特點和優勢。進一步結合鏈子崖危巖體的裂隙分布啟發同學地下資源開采后覆巖的裂隙發育動態特征，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的上部巖體裂隙特征的不同。滾裝碼頭巖體裂隙統計路線中，可以講授地下采礦誘發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問題。講授我國不同礦區開采時引發的環境地質問題，重點介紹干旱半干旱生態脆弱區的采礦活動以及露天和井工開采引發的不同的環境問題。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

秭歸地區地層出露完整，巖石種類齊全，構造現象典型，資源與環境地質現象獨特，是開展野外地質教學的優質場所。中國地質大學（武漢）秭歸產學研基地為野外地質實習提供了重要的學習、生活和出行保障。2016年中國礦業大學地質工程專業工程地質與水文地質實習轉移到秭歸基地。截至目前，為期兩年的實踐教學中，結合中國礦業大學地質工程專業礦業角度對秭歸基地豐富的教學資源進行了礦業教學資源內容的挖掘和啟發，并陸續將地下采礦采場工程地質問題、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實習的教學實踐中，為后續的礦井工程地質和水文地質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：中國礦業大學資源與地球科學學院