安全工程專業(yè)視角下的《礦山機械》課程建設

臧杰

一 引言

《礦山機械》是采礦工程、機械工程和安全工程（礦山安全方向）等礦業(yè)類專業(yè)的一門專業(yè)課[1,2]。該課程主要介紹我國煤礦通用的采掘機械、支護設備、運輸提升設備和流體機械等礦山機械設備的用途、工作原理、結構、性能和選型方法[3-5]。

在中國礦業(yè)大學（北京）（以下簡稱“我校”）安全工程專業(yè)2016版新教學大綱中，《礦山機械》是礦山安全方向本科生的一門專業(yè)選修課。在2016版教學大綱得培養(yǎng)目標中要求安全工程專業(yè)本科生應“具有分析與解決安全技術及工程問題的基礎理論和專業(yè)知識”。因此，安全工程專業(yè)礦山安全安全方向的《礦山機械》教學應與專業(yè)培養(yǎng)目標相適應，即除礦山機械的用途、結構、工作原理等基礎知識以外，安全工程專業(yè)的學生還應了解和掌握與礦山機械安全相關的知識，如作業(yè)過程中的危險有害因素、機械傷害類型，與礦山機械有關的安全規(guī)程，以及安全防護措施。

二 安全工程專業(yè)《礦山機械》課程教學目標

安全工程專業(yè)《礦山機械》的教學目標包括兩大部分，一是了解和掌握礦山機械基礎知識，而是了解和掌握礦山機械安全知識。

與礦山機械基礎知識相關的教學目標包括以下幾個方面。

（1）了解和掌握礦山機械的結構特點、工作原理和工作性能。

（2）了解礦山機械的適用范圍及選型原則和方法。

（3）了解這些礦山機械在煤礦使用和應用情況。

與礦山機械安全相關的教學目標包括以下幾個方面。

（1）了解和掌握礦山機械作業(yè)過程中存在的危險有害因素。

（2）了解和掌握礦山機械作業(yè)過程產生的機械傷害形式。

（3）了解《煤礦安全規(guī)程》對礦山機械安全的規(guī)定。

（4）了解煤礦采取的礦山機械安全技術和管理措施。

三 安全工程專業(yè)《礦山機械》課程教學內容

我校安全工程專業(yè)礦山機械課程選用的教材是由李炳文教授主編、中國礦業(yè)大學出版社出版的《礦山機械》[1]。該教材是國家普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，被眾多國內高校選用。我校安全工程專業(yè)礦山機械課程教學內容依托此教材制定。根據(jù)礦山機械的用途不同，將教學內容分為四篇，分別是“采掘機械”篇、“支護設備”篇、“礦井運輸和提升設備”篇和“礦山流體機械”篇。

“采掘機械”篇包含三章，分別是“煤巖截割理論”“掘進機械”和“采煤機械”。“煤巖截割理論”是采掘機械作業(yè)的基礎理論，有助于學生理解采掘機械作業(yè)的特點和原理。“掘進機械”主要介紹鉆孔機械、掘進機、掘錨聯(lián)合機組和裝載機械的分類、結構特點、工作性能，掘進機械作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對掘進機械作業(yè)的規(guī)定，以及掘進機械作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“采煤機械”主要介紹滾筒采煤機、連續(xù)采煤機和刨煤機的結構特點、工作性能，采煤機械作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式、《煤礦安全規(guī)程》對采煤機械作業(yè)的規(guī)定，以及采煤機械作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。

“支護設備”篇包含兩章，分別為“單體支護設備”和“液壓支架”。“單體支護設備”主要介紹單體液壓支柱和放頂支柱的結構特點、工作性能，單體支護設備作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式、《煤礦安全規(guī)程》對單體支護設備作業(yè)的規(guī)定，以及單體支護設備作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“液壓支架”主要介紹液壓支架的分類、結構特點、工作性能、工作原理，液壓支架作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對液壓支架作業(yè)的規(guī)定，以及液壓支架作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。

“礦井運輸提升設備”篇包含五章，分別為“刮板輸送機”“帶式輸送機”“礦用電機車”“輔助運輸設備”和“礦井提升設備”。“刮板輸送機”主要介紹刮板輸送機和橋式轉載機的分類、結構特點、工作性能、工作原理，刮板輸送機作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對刮板輸送機作業(yè)的規(guī)定，以及刮板輸送機作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“帶式輸送機”主要介紹帶式輸送機的分類、結構特點、工作性能、工作原理，帶式輸送機作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對帶式輸送機作業(yè)的規(guī)定，以及帶式輸送機作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“礦用電機車”主要介紹礦用電機車的分類、結構特點、工作原理、工作性能，礦用電機車作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對礦用電機車作業(yè)的規(guī)定，以及礦用電機車作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“輔助運輸設備”主要包括礦用絞車、單軌吊車、卡軌車和無軌膠輪車，本章主要介紹輔助運輸設備的分類、結構特點、工作原理、工作性能，輔助運輸設備作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對輔助運輸設備作業(yè)的規(guī)定，以及輔助運輸設備作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“礦井提升設備”主要介紹礦井提升機的分類、結構特點、工作原理、工作性能，礦井提升機作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對礦井提升機作業(yè)的規(guī)定，以及礦井提升機作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。

“礦山流體機械”篇包含三章，分別為“礦山排水設備”“礦山通風設備”和“礦山壓氣設備”。“礦山排水設備”主要介紹離心式水泵的分類、結構特點、工作原理、工作性能，離心式水泵作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對離心式水泵作業(yè)的規(guī)定，以及離心式水泵作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“礦山通風設備”主要介紹礦井通風機的分類、結構特點、工作原理、工作性能，礦井通風機作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對礦井通風機作業(yè)的規(guī)定，以及礦井通風機作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。“礦山壓氣設備”主要介紹活塞式空氣壓縮機的分類、結構特點、工作原理、工作性能，活塞式空氣壓縮機作業(yè)過程中存在的危險有害因素、產生的機械傷害形式，《煤礦安全規(guī)程》對活塞式空氣壓縮機作業(yè)的規(guī)定，以及活塞式空氣壓縮機作業(yè)過程中應采取的安全技術和管理措施。

四 安全工程專業(yè)《礦山機械》課程教學方法

為了達到《礦山機械》課程教學目標，需要多種教學方法和技術手段的支持，本課程教學方法主要采用如下三種方式。

（一）突出教學內容之間的邏輯關系

《礦山機械》課程教學內容較為零散，學生很難自行發(fā)掘和掌握其中的邏輯關系，因此需要在課堂教學過程中突出各教學內容之間的邏輯聯(lián)系，將教學內容整合成一個有機的整體，而不是零散的碎片。

整體上，《礦山機械》中的四篇代表了保障煤礦生產的四個環(huán)節(jié)。回采工作面和掘進工作面是煤礦生產的第一線，采掘機械便布置在這里。可以說采掘活動是整個煤礦的根本，因此四篇中最先講授“采掘機械”。由于采掘活動是在地下進行，需要為其創(chuàng)造活動空間，這就需要“支護設備”的支持了。采煤工作面和掘進工作面采下的煤和巖石需要通過“礦井運輸提升設備”運至地面的存儲和處理場所。最后的“礦山流體機械”是保障采掘活動順利進行的重要設備。

對于某一種特定的礦山機械，其課程教學內容之間的邏輯聯(lián)系也非常緊密。不同類型的礦山機械具有不同的結構特點、工作原理和工作性能。礦山機械的結構和工作性能又決定了其作業(yè)過程中存在的危險有害因素和產生的機械傷害形式。《煤礦安全規(guī)程》設置了避免礦山機械事故發(fā)生的總體框架，而煤礦企業(yè)采取的安全技術和管理措施細化了《煤礦安全規(guī)程》中的相關規(guī)定，在煤炭生產一線具有可操作性。

（二）運用事故案例串聯(lián)教學內容

對于某一種特定的礦山機械，在教學內容講授完畢后，通過一個事故案例對教學內容進行串聯(lián)和回顧。分析事故是由該機械的哪些危險有害因素導致的，屬于何種機械傷害形式；事故過程中是否有違章作業(yè)的情況，若有，違反了《煤礦安全規(guī)程》中的哪些規(guī)定；今后為了避免此類事故發(fā)生該采取哪些安全技術和管理措施。通過事故案例分析，學生不僅可以加深對《礦山機械》教學內容的理解，還能更深入地了解礦山機械在現(xiàn)場的實際應用情況。

（三）靈活使用多媒體技術

《礦山機械》教學內容多為文字描述，不夠生動，難以吸引學生的注意力，影響課堂教學效果。因此在實際教學過程中靈活使用PPT、靜態(tài)圖片、動態(tài)圖片和視頻等多種多媒體手段，提升課堂教學效果。例如，介紹礦山機械的結構時，整體結構用靜態(tài)圖片展示，較為重要的局部結構用動態(tài)圖片顯示細節(jié)。同時，對于比較重要的礦山機械，如采掘機械，用視頻展示其在井下的作業(yè)運行情況。此外，礦山機械事故案例分析也通過視頻向同學們展示，加深同學們對事故過程的理解和認識，吸取事故教訓。

五 結束語

由于安全工程專業(yè)的特殊性，在《礦山機械》教學過程中不能僅講授礦山機械方面的知識，還應兼顧安全工程專業(yè)特點。同時，《礦山機械》課程知識點較為零散，點多面廣。通過建立教學內容之間的邏輯關系，可以使學生快速理解和掌握知識點之間的內在聯(lián)系，再利用事故案例對教學內容進行串聯(lián)和回顧。在教學過程中運用多種多媒體手段，提升課堂教學效果。