露天礦開(kāi)采工藝根據開(kāi)采過(guò)程物料運輸是否連續，分為間斷開(kāi)采工藝、連續開(kāi)采工藝、半連續開(kāi)采工藝和吊斗鏟工藝等幾種，其中以半連續開(kāi)采工藝應用較為廣泛。半連續開(kāi)采工藝是指部分環(huán)節是間斷、部分環(huán)節是連續的開(kāi)采工藝，分為“電鏟—卡車(chē)—半移動(dòng)（固定）破碎站—膠帶”和“電鏟—自移式破碎機—膠帶”兩種。由于學(xué)生學(xué)習“露天采礦技術(shù)”這門(mén)課前沒(méi)有形成一個(gè)系統的露天礦生產(chǎn)概念，在生產(chǎn)工藝理解上存在很大困難，因而設計制作了一種“電鏟—自移式破碎機—膠帶”工藝教學(xué)模型，在學(xué)生增進(jìn)了解實(shí)際和掌握專(zhuān)業(yè)知識方面具有重要意義。

2 露天礦半連續開(kāi)采工藝教學(xué)模型的研究意義

在課堂輔助教學(xué)方面的作用  采礦模型法教學(xué)模式是課堂輔助教學(xué)的一個(gè)重要手段，在使用模型教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)建立露天礦山開(kāi)采工藝仿真模型，直觀(guān)全面地展示出現代化大型露天礦生產(chǎn)過(guò)程，有助于學(xué)生建立露天礦山生產(chǎn)的空間概念[1]。從課堂教學(xué)來(lái)講，結合模型，教師的講解更加方便、形象、生動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中，對于未經(jīng)企業(yè)認知實(shí)習的學(xué)生，對礦山某些特征或位置關(guān)系難以用語(yǔ)言表達清楚，教師很著(zhù)急，學(xué)生也很茫然。這樣的情況利用模型來(lái)講解，學(xué)生就能直觀(guān)地理解了。所以說(shuō)，采礦教學(xué)模型在某種程度上來(lái)講是專(zhuān)業(yè)教師的“好助手”[2]。

對學(xué)生創(chuàng )新能力培養的作用  露天礦礦山實(shí)用教學(xué)模型的研制與應用是在長(cháng)期教學(xué)過(guò)程中的總結與實(shí)踐，是將教學(xué)中的問(wèn)題帶到學(xué)生科技創(chuàng )新能力培養中的一次很好的嘗試，對提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)理論知識及實(shí)踐教學(xué)能力有很大幫助。在模型的設計與制作過(guò)程中，通過(guò)學(xué)生自己的動(dòng)手實(shí)踐，構建實(shí)體模型，可以增強學(xué)生的實(shí)踐操作和動(dòng)手能力，更加透徹和具體地把握現代化露天礦的發(fā)展方向。通過(guò)教師指導，學(xué)生采用自己“邊研究、邊實(shí)踐、邊總結”的方式，不斷翻閱資料，熟練掌握教材專(zhuān)業(yè)知識，不僅能夠極大豐富采礦專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)驗課內容，而且增強了學(xué)生查閱專(zhuān)業(yè)書(shū)籍和文獻的能力。

對學(xué)校實(shí)驗室建設的意義  采礦專(zhuān)業(yè)是一門(mén)實(shí)踐性很強的專(zhuān)業(yè)，根據開(kāi)設學(xué)校的側重不同，有的偏重煤礦地下開(kāi)采，有的偏重煤礦露天開(kāi)采。由于露天礦山體系龐大，學(xué)校在實(shí)驗（實(shí)訓）室建設方面想要自建模擬礦山生產(chǎn)系統幾乎是不可能的。在實(shí)踐教學(xué)中，礦山模型成為實(shí)驗室建設的重要補充。通過(guò)師生在教學(xué)和學(xué)習過(guò)程中共同設計制作露天礦山開(kāi)采工藝教學(xué)模型，不僅為學(xué)校節省了辦學(xué)支出，更為學(xué)校開(kāi)展實(shí)驗（實(shí)訓）室建設、改善實(shí)訓條件奠定了良好的基礎。

3 露天礦半連續開(kāi)采工藝教學(xué)模型設計原則

科學(xué)性原則  從學(xué)生的基礎及學(xué)習能力來(lái)看，科學(xué)性是模型設計過(guò)程中首先要遵循的原則。教師在制作模型過(guò)程中，要從學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎和學(xué)校教學(xué)設備入手。如學(xué)校實(shí)訓室有輸送機，那么在模型設計中可以對輸送機簡(jiǎn)單制作。

創(chuàng )新性原則  根據以往的理論與實(shí)驗教學(xué)效果及學(xué)生的反饋，創(chuàng )新在教學(xué)中是不可或缺的。循規蹈矩的教學(xué)方式不但達不到計劃目標，反而會(huì )使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)現象。因此，在教學(xué)和制作模型時(shí)引入創(chuàng )新性原則，既能使學(xué)生對教學(xué)內容產(chǎn)生極大的興趣，又能達到教學(xué)目標。

經(jīng)濟性原則  在制作模型過(guò)程中需要考慮的因素很多，其中經(jīng)濟性原則尤為重要。制作模型需要清晰地體現各部門(mén)及系統之間的工作原理、結構組成以及作用，那么在制作過(guò)程中必定會(huì )消耗各種材料。因為制作的模型只是用來(lái)參觀(guān)和演示教學(xué)難點(diǎn)，對模型的質(zhì)量要求不是很高，所以在制作中在保證模型完整的前提下應盡可能節約材料，減少成本支出。

實(shí)用性原則  在模型制作過(guò)程中，如果最終的模型失去其基本功能，那么就失去了制作價(jià)值，因此在模型制作中一定要堅持實(shí)用性原則。煤礦應有的設備、部門(mén)和系統在模型中也應體現，在教學(xué)中能夠說(shuō)明和演示剝離、采礦、運輸、排卸等系統的工作原理。

4 露天礦半連續開(kāi)采工藝教學(xué)模型設計

模型設計方案  以《露天采礦技術(shù)》教材中典型的“半連續開(kāi)采工藝”為例，設計和制作露天礦半連續開(kāi)采工藝教學(xué)模型，通過(guò)對臺階、公路、煤層、排土場(chǎng)、工業(yè)廣場(chǎng)等地物地貌的仿真設計，和電鏟、自移式破碎機、膠帶機、儲運煤倉等建筑物的巧妙布置，并完善模型運行軟件，用以演示露天煤礦的開(kāi)采工藝，具體全面地展示現代化露天礦山的生產(chǎn)工藝，包括電鏟采煤、自移式破碎機破煤、膠帶機運煤、排土等方式。通過(guò)電路布置，演示整個(gè)生產(chǎn)工藝系統，完成后的露天礦半連續開(kāi)采工藝模型如圖1所示。

模型的基本結構參數

外形尺寸：1500 mm×1500 mm×300 mm

剝離方式：電鏟

運輸方式：膠帶運輸機

排土方式：汽車(chē)運輸和推土機排土

模型的實(shí)用性與特點(diǎn)  模型按現代化露天煤礦“電鏟—自移式破碎機—膠帶”半連續開(kāi)采工藝設計制作，主體由廢舊板材制成，工業(yè)場(chǎng)地由少數塑料材料制作，皮帶走廊及建筑物由部分PVC板材和管材制成，材料環(huán)保，美觀(guān)大方。此模型可運用到教學(xué)、科研以及露天煤礦生產(chǎn)培訓的實(shí)際需求中去。

5 露天礦半連續開(kāi)采工藝教學(xué)模型的應用

滿(mǎn)足采礦專(zhuān)業(yè)應用型人才培養的需要  露天礦半連續開(kāi)采工藝教學(xué)模型具有無(wú)風(fēng)險性、操作可控性，所有學(xué)生合格率為100%，優(yōu)良率為98.03%。這說(shuō)明利用模型教學(xué)，確實(shí)能提高學(xué)生的學(xué)習興趣，且能增強學(xué)生的動(dòng)手能力，讓學(xué)生較好地掌握露天開(kāi)采各系統的工作原理及設備的基本操作方法，達到培養學(xué)生具備獨立從事露天礦一線(xiàn)工作的基本能力和技能的目標。

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