（1）专业与年级要求

本项目重点面向采矿工程专业本科3年级本科生、1年级硕士研究生。

（2）基本知识和能力要求

本实验项目主要配合《矿山压力与岩层控制》课程，同时可配合《采矿地球物理学基础》（采矿工程专业本科3年级开设）课程应用，因此需要学生已经学习部分或全部采矿地球物理学概念、煤岩体冲击破坏机理、矿山岩体应力分布及压力显现等基础知识的学习。

（3）教学内容要求

了解煤矿冲击动力灾害管理场景结构，理解动静载叠加诱冲机理、冲击地压发生条件、以及典型监测预警和防治技术。基于微震监测系统，理解系统部署、数据采集与处理技术、根据推演场景实现动力灾害危险性判识和防治措施的实施评价。

一、教改项目

(1) “核心教材国际化、立体化建设”, 江苏省高校品牌专业（采矿工程）建设项目，曹安业,2015-2018

(2)《采矿方法》(专业英语)课程建设与教学改革，中国矿业大学，曹安业，2011-2013

(3)中国矿业大学教育教学改革与建设项目，“《质量管理学》软件教学模式研究”，李小林， 2015.6-2017.6

(4)中国矿业大学国家级一流本科课程培育项目，“《最优化方法》线上线下混合式一流课程”，李小林，2020/3-2022/3

(5)采矿工程专业外籍教师课程建设优化探索[P],校级教改项目2017QN01，闫帅,李桂臣,阚甲广,Davide Elmo,2017.7-2018.10

(6)《科学研究方法（英语）》全英文课程建设[P],校级教改项目全英文课程建设2019YY01，闫帅,柏建彪,徐营,Davide Elmo,2019.7-2022.7

二、教学论文

(1)曹安业，屠世浩，万志军，窦林名，张东升．采矿工程专业英语教学改革[J]．河北联合大学学报（社会科学版），2012，12(4)：129-132．

(2)张磊，屠洪盛，乔明，张源，曹安业，严红，韩昌良．中澳采矿工程专业教学的优化探索研究[J]．科教导刊，2015，27：25-27．

(3)季明， 曹安业，张益东． “《高等岩石力学》课程教学改革探讨” [J]．《课程教育研究》，2017.1

(4)李小林, 段天宏, 结合专业应用的AutoCAD课程教学研究. 教育教学论坛, 2015(14): p. 156-157.

(5)李小林, 微课在高校专业课教学中的应用分析. 教育现代化, 2016. v.3(04): p. 99-100.

(6)李小林, 徐剑坤, and 潘程奇, 虚拟现实技术在高校实践教学中的应用研究. 教育教学论坛, 2018(06): p. 140-141.

(7)牟宗龙,万志军,张源,马文顶.基于虚拟仿真技术的实验类课程资源建设及教学模式探索[J].教育教学论坛,2020(01):384-386.

(8)张磊,尚涛,牟宗龙. 采矿工程双语课程教学的优化探索[J]. 教育教学论坛,2016,15:107-108.

(9)张磊,屠世浩,张东升,牟宗龙,王若帆,张艳伟. 中澳采矿工程本科教学体系对比与优化探索[J]. 煤炭高等教育,2016,03:18-22.

(10)闫帅,徐营,李学华,等. 采矿专业卓越型工程师人才实践教学创新探讨[J]. 当代教育理论与实践, 2016, 8(10):113-115

(11)闫帅,李桂臣,Davide Elmo,阚甲广. 基于“中外教师组合”的采矿工程专业英语教学探索[J],科教文汇,2018,(5):169-170

三、教材

(1)牟宗龙，窦林名，何江，曹安业. 采矿地球物理学基础，中国矿业大学出版社，2018.10。

(2)牟宗龙（编委委员）. 矿山压力与岩层控制（第三版），中国矿业大学出版社，2017.12（预）。

(3)牟宗龙（编委委员）. 岩层控制的实验方法与实测技术，中国矿业大学出版社，2010.7。

(4)李桂臣,Davide Elmo,闫帅. Rock Excavation and Support[M],中国矿业大学出版社，2018，295千字 ISBN 978-7-5646-4317-1

四、教学成果

(1)2019年“挑战杯”全国竞赛江苏省选拔赛，一等奖，“煤矿动力灾害多参量监测预警云平台”，巩思园、李小林、王旭峰

(2)2019年，中国高等教育学会，“全国高校教师教学创新大赛”，“煤矿综合机械化采煤虚拟现实仿真”，三等奖，李小林、徐剑坤、王晓振

(3)徐剑坤、张农、马文顶、李小林、李鑫. 支撑一流人才培养的矿业工程实验室数字化建设，2018年校级教学成果奖二等奖,2018

(4)牟宗龙，李学华，万志军，岩层移动及矿压规律教学动漫，全国高等学校采矿工程专业学生实践作品大赛，一等奖 2018。

(5)谢耀社,徐营,李学华,季明,闫帅. 新工科背景下具有国际视野的矿山岩体力学课程建设的探索与实践，2018年校级教学成果奖二等奖,2018

煤矿冲击动力灾害是煤炭开采过程中出现的典型灾害之一，也是一种特殊的矿山压力显现形式。冲击动力灾害会摧毁井巷及设备，造成人员伤亡，还会诱发突出、瓦斯煤尘爆炸等次生灾害，严重时造成地面建筑物破坏，是煤矿最严重的灾害之一。我国煤矿冲击动力灾害极为严重，随着开采深度的不断增加和开采条件的复杂化，我国冲击地压矿井数量有逐年上升趋势。党中央、国务院领导同志高度重视煤矿冲击地压防治工作，多次做出重要批示（图1）。要求深入研究冲击地压灾害源头治理措施，推动完善技术支撑体系。

图1国家部委对煤矿灾害防治重要批示        

图2典型冲击动力灾害场景

由于生产实际中对该领域需求的迫切性与重要性，让学生真正理解掌握冲击动力灾害监测预警的理论和技术，并能够结合生产实际进行知识的应用，就成为矿业工程领域学生培养的重要目标。然而，煤矿井下环境复杂，危险性大，灾害事故不可逆，很难让学生在真实的生产场景中展开教学（图2）。为了提高学生实践教学的要求，加深学生对知识的理解与应用，就需要新的教学实验方法和手段，而虚拟现实技术正是满足这一需求的重要方式。虚拟现实技术利用计算机生成模拟环境，让用户可以在沉浸的环境中实现交互与感知，已经成为促进教育发展的一种创新型手段。通过建立生动逼真的场景，更能够激发学生的学习兴趣，实现在安全环境对煤矿冲击动力灾害这类复杂危险场景的实验教学。

本实验基于煤岩体冲击破坏的机理模型及判别准则，以微震监测预警技术体系为实验主体进行设计。在知识体系上对接理论教学中矿压显现及其控制、煤岩体冲击破坏机理、矿山开采诱发震动及特征、矿震监测煤岩动力灾害原理与技术等课程重难点内容；在教学时间上，与课堂教学衔接，从而实现理论学习与实践教学的有机结合、互为补充、实现学生创新能力培养。

在实验课程内在体系设计兼顾理论基础与技术应用，形成自洽的知识体系。实验首先通过场景仿真让学生对知识应用背景有直观的理解，再以核心理论知识的为基础，引出基于微震监测技术的煤矿冲击动力灾害总体监防体系，由浅入深，逐步深入，完成总体的实验教学流程。

通过本实验，对煤矿体系与冲击动力灾害形成整体认识；理解煤岩体冲击破坏的机理模型；理解冲击动力灾害发生条件以及典型监测预警技术与防治措施；以微震监测技术为基础，掌握煤矿冲击动力灾害监测预警与典型防治技术实施流程。

结合实验过程，培养学生在煤矿灾害治理中的计算机技术应用能力与思维理念；对智能化技术在煤矿生产实践中的应用形成深刻理解，提升数据采集分析、模型优化应用的综合创新能力。

基于不同场景推演，引导学生在生产实践中具体问题具体分析的工作方法，锻炼良好的应急心理素质，培养知识应用提高安全生产意识，形成积极参与团队协作、用心服务社会的良好情感理念。