露天礦開采工藝根據(jù)開采過程物料運輸是否連續(xù)，分為間斷開采工藝、連續(xù)開采工藝、半連續(xù)開采工藝和吊斗鏟工藝等幾種，其中以半連續(xù)開采工藝應(yīng)用較為廣泛。半連續(xù)開采工藝是指部分環(huán)節(jié)是間斷、部分環(huán)節(jié)是連續(xù)的開采工藝，分為“電鏟—卡車—半移動（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(xí)“露天采礦技術(shù)”這門課前沒有形成一個系統(tǒng)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(shè)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)生增進了解實際和掌握專業(yè)知識方面具有重要意義。

2 露天礦半連續(xù)開采工藝教學(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)的一個重要手段，在使用模型教學(xué)過程中，通過建立露天礦山開采工藝仿真模型，直觀全面地展示出現(xiàn)代化大型露天礦生產(chǎn)過程，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)來講，結(jié)合模型，教師的講解更加方便、形象、生動。在教學(xué)過程中，對于未經(jīng)企業(yè)認知實習(xí)的學(xué)生，對礦山某些特征或位置關(guān)系難以用語言表達清楚，教師很著急，學(xué)生也很茫然。這樣的情況利用模型來講解，學(xué)生就能直觀地理解了。所以說，采礦教學(xué)模型在某種程度上來講是專業(yè)教師的“好助手”[2]。

對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用  露天礦礦山實用教學(xué)模型的研制與應(yīng)用是在長期教學(xué)過程中的總結(jié)與實踐，是將教學(xué)中的問題帶到學(xué)生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的一次很好的嘗試，對提高學(xué)生專業(yè)理論知識及實踐教學(xué)能力有很大幫助。在模型的設(shè)計與制作過程中，通過學(xué)生自己的動手實踐，構(gòu)建實體模型，可以增強學(xué)生的實踐操作和動手能力，更加透徹和具體地把握現(xiàn)代化露天礦的發(fā)展方向。通過教師指導(dǎo)，學(xué)生采用自己“邊研究、邊實踐、邊總結(jié)”的方式，不斷翻閱資料，熟練掌握教材專業(yè)知識，不僅能夠極大豐富采礦專業(yè)學(xué)生實驗課內(nèi)容，而且增強了學(xué)生查閱專業(yè)書籍和文獻的能力。

對學(xué)校實驗室建設(shè)的意義  采礦專業(yè)是一門實踐性很強的專業(yè)，根據(jù)開設(shè)學(xué)校的側(cè)重不同，有的偏重煤礦地下開采，有的偏重煤礦露天開采。由于露天礦山體系龐大，學(xué)校在實驗（實訓(xùn)）室建設(shè)方面想要自建模擬礦山生產(chǎn)系統(tǒng)幾乎是不可能的。在實踐教學(xué)中，礦山模型成為實驗室建設(shè)的重要補充。通過師生在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中共同設(shè)計制作露天礦山開采工藝教學(xué)模型，不僅為學(xué)校節(jié)省了辦學(xué)支出，更為學(xué)校開展實驗（實訓(xùn)）室建設(shè)、改善實訓(xùn)條件奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 露天礦半連續(xù)開采工藝教學(xué)模型設(shè)計原則

科學(xué)性原則  從學(xué)生的基礎(chǔ)及學(xué)習(xí)能力來看，科學(xué)性是模型設(shè)計過程中首先要遵循的原則。教師在制作模型過程中，要從學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和學(xué)校教學(xué)設(shè)備入手。如學(xué)校實訓(xùn)室有輸送機，那么在模型設(shè)計中可以對輸送機簡單制作。

創(chuàng)新性原則  根據(jù)以往的理論與實驗教學(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(guī)蹈矩的教學(xué)方式不但達不到計劃目標，反而會使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)現(xiàn)象。因此，在教學(xué)和制作模型時引入創(chuàng)新性原則，既能使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)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(xiàn)各部門及系統(tǒng)之間的工作原理、結(jié)構(gòu)組成以及作用，那么在制作過程中必定會消耗各種材料。因為制作的模型只是用來參觀和演示教學(xué)難點，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(yīng)盡可能節(jié)約材料，減少成本支出。

實用性原則  在模型制作過程中，如果最終的模型失去其基本功能，那么就失去了制作價值，因此在模型制作中一定要堅持實用性原則。煤礦應(yīng)有的設(shè)備、部門和系統(tǒng)在模型中也應(yīng)體現(xiàn)，在教學(xué)中能夠說明和演示剝離、采礦、運輸、排卸等系統(tǒng)的工作原理。

4 露天礦半連續(xù)開采工藝教學(xué)模型設(shè)計

模型設(shè)計方案  以《露天采礦技術(shù)》教材中典型的“半連續(xù)開采工藝”為例，設(shè)計和制作露天礦半連續(xù)開采工藝教學(xué)模型，通過對臺階、公路、煤層、排土場、工業(yè)廣場等地物地貌的仿真設(shè)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采工藝，具體全面地展示現(xiàn)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。通過電路布置，演示整個生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，完成后的露天礦半連續(xù)開采工藝模型如圖1所示。

模型的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)

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：汽車運輸和推土機排土

模型的實用性與特點  模型按現(xiàn)代化露天煤礦“電鏟—自移式破碎機—膠帶”半連續(xù)開采工藝設(shè)計制作，主體由廢舊板材制成，工業(yè)場地由少數(shù)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(xùn)的實際需求中去。

5 露天礦半連續(xù)開采工藝教學(xué)模型的應(yīng)用

滿足采礦專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要  露天礦半連續(xù)開采工藝教學(xué)模型具有無風(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%。這說明利用模型教學(xué)，確實能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，且能增強學(xué)生的動手能力，讓學(xué)生較好地掌握露天開采各系統(tǒng)的工作原理及設(shè)備的基本操作方法，達到培養(yǎng)學(xué)生具備獨立從事露天礦一線工作的基本能力和技能的目標。

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