项目描述

1.实验目的

中国矿业大学(北京)是教育部直属的全国重点高校、国家"211工程"、"985优势学科创新平台项目"、一流学科建设高校,是以矿业与安全为特色的多科性大学。采矿工程学科是国家级重点学科,矿业工程学科为“双一流”建设学科。

2018年,依托采矿工程国家重点学科和“矿业工程”双一流建设学科,学校建设了采矿安全虚拟仿真实验教学中心,构建高度仿真的虚拟地下煤矿、地下金属矿、露天煤矿的生产、环境及安全系统,为教学提供矿山高危环境综合性强、创新性强、复杂度高的典型实验项目,提供了先进的虚拟仿真教学方法和手段,显著提高了教学水平。

煤炭是我国的主体能源。综采放顶煤是我国具有独立知识产权的厚煤层开采方法,也是近40年来我国煤炭开采领域取得的重要标志性成果,已经成为我国煤炭开发技术问鼎世界的名片。综采放顶煤是煤矿开采学的核心教学内容,也是系统性、实践性要求极高的大型复杂实验项目,但实验室无法提供需要大型昂贵设备系统配套作业的采煤方法及工艺的实验条件。同时,由于受到安全、环境、繁忙生产等因素影响,学生难以在真实现代化矿井危险环境进行系统学习和实验。

综采放顶煤虚拟仿真实验目的如下:

(1) 建立矿井生产生产系统真实感认知。通过对矿井真实环境及综采放顶煤工作面的三维仿真模拟,引导学生认知工业广场、井下巷道及综采放顶煤工作面设备布置系统。

(2)掌握综放工作面主要设备的结构、工作原理及操作方法。对采煤机、放顶煤液压支架、刮板输送机等虚拟仿真设备进行拆解和交互操作学习,掌握相关设备的结构及工作原理和操作方法。

⑶ 掌握综采放顶煤工艺各作业工序的技术要点和实际操作能力。在虚拟综采放顶煤工作面,按照煤矿安全规程要求,逐一交互操作采煤机、放顶煤液压支架等采煤设备进行割煤、移架、推刮板输送机、放顶煤、拉后部刮板输送机等作业实践训练,掌握综放工艺各作业工序的技术要点和实际操作能力。

⑷ 掌握综放工艺技术、流程、方法和循环作业过程。按照综放工艺要求、工艺参数、放煤方式及制度,在虚拟综采放顶煤工作面,交互操作采煤机、放顶煤液压支架等设备模拟综采放顶煤工艺流程、作业循环过程,使学生掌握综采放顶煤工艺流程与方法,综采工作面采煤机端部斜切进刀、割三角煤、正常割煤、端部割煤的工艺技术,顶煤放出方式、制度和工艺技术方法,采煤、放煤各作业工种协调作业流程和关系。

⑸ 培养综采放顶煤现场生产组织、管理能力。通过综合训练,进一步理解综采放顶煤理论知识,提高综采放顶煤现场生产组织、管理的能力。

综采放顶煤虚拟仿真项目解决了本科生去煤矿进行实习的繁琐环节,学生可以在PC端共享实验资源或在实验室通过VR技术体验井下生产作业过程,突破了传统的教学方式,让学生在身处煤矿虚拟环境中掌握知识和技能。