时间:2022-02-09 04:16:44
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇煤炭工业论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、数据说明
文中的数据来源于《中国统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》、《中国工业经济统计年鉴》和《煤炭工业年鉴》。为剔除价格因素影响,需将煤炭工业总产值处理为以2000年价格为不变价格的数据。
(一)缺失数据的处理本文的缺失数据为2004年煤炭工业年末平均就业人数,采用均值插补法估计2004年煤炭工业的年末平均就业人数,估计值为406.21万人。
(二)资本存量的核算投资价格指数选用固定资产投资价格指数。本文参考王玲[3]对煤炭采选业资本存量的计算结果,并利用投资价格指数将其折算为2000年价格为基数的数据。本文选用新增固定资产作为当年投资。统计年鉴中缺少2000-2003年煤炭采选业的固定资产交付使用率。2000-2003年,煤炭采选业占采掘业的工业总产值比重约为30%。故用2000-2003年采掘业的固定资产交付使用率,来估计煤炭采选业的固定资产交付使用率。本文利用固定资产原值和固定资产净值计算煤炭工业的固定资产折旧率[4]。1986-1991年,我国煤炭工业固定资产折旧率的官方数据在4.43%-4.87%间浮动。随着现代化煤矿开采的机械设备、材料的更新换代加快,固定资产的折旧率可浮动至10%。故对2009、2010、2012年的折旧率进行调整。计算结果如表1所示。
二、实证分析
(一)回归分析1.计量检验各时间序列的平稳性检验结果如表2所示,可知lnY、lnK、lnGL、lnT为一阶单整。协整检验结果如表3所示。可知,在置信度为95%的水平上,lnY、lnK、lnGL、lnT存在协整关系,即煤炭工业总产值与煤炭工业的资本存量、一般人力资本、科技人才具有长期的动态均衡关系。该模型的各回归系数的相伴概率均小于0.05。F=1158.689〉F(3,13-3-1)=6.99,通过检验。R-squared=0.9983,AdjustedR-squared=0.9974,说明该模型的拟合性较好且优于原回归方程。D.W.=2.1374说明修正后的回归方程不存在序列相关。
(二)实证结果由上述分析可知,α=1.4815,β=0.4918,γ=0.3518。正规化处理后,α’=0.6372,β’=0.2115,γ’=0.1513。各要素对煤炭工业经济增长的贡献率如表4所示。2000-2012年科技进步对煤炭工业经济增长的贡献率为68.92%,2000-2003、2004-2006、2007-2009、2010-2012,科技进步的贡献率在50%左右波动,说明科技进步是推动煤炭工业发展的重要动力。2000-2012年资本存量对煤炭工业经济增长的贡献率为17.22%,在各计算基期,资本存量的贡献率逐年增加。这是由于各项目的启动需大量资金支撑,煤炭工业发展呈现对资金的依赖性。2000-2012年一般人力资本、科技人才对煤炭工业经济增长的贡献率分别为2.38%、11.48%。2004-2006、2007-2009、2010-2012,科技人才对煤炭工业经济增长的贡献率稳定在20%左右。2010-2012年一般人力资本的贡献率,则由2.6%左右增加到9.69%。原因在于,煤炭“黄金十年”期,煤炭工业的规模急剧扩大,导致就业人数增加,经2004-2006、2007-2009计算基期的累积,集中表现为2010-2012年一般人力资本的贡献率的骤增。这也与计算模型的选取和计算基期划分的局限性有关。
三、结论与建议
(一)结论首先,科技人才的产出弹性系数为0.2115,资本和一般人力资本的产出弹性系数分别为0.6372、0.1513。当科技人才、资本存量、一般人力资本的投入增加1%,煤炭工业总产值将分别增加0.21155%、0.6372%、0.1513%。可知,科技人才对煤炭工业经济增长的驱动性,弱于资本存量对其的驱动性。其次,2000-2012年科技人才对煤炭工业经济增长的贡献率为11.48%,且在各计算基期,科技人才的贡献率在20%左右波动。2000-2012年,科技进步、资本存量、一般人力资本对煤炭工业经济增长的贡献率分别为68.92%、17.22%、2.38%。可知,科技人才是推动煤炭工业进步的重要驱动因素。
(二)建议煤炭企业建立竞争、公平的人才培养体系和有利于人才脱颖而出的人才激励机制。首先,通过与科研院所合作、人才引进等方式,引进紧缺人才;营造人才畅通的上升通道,重点培养使用矿井一线的技术骨干人员和企业优秀管理人员。其次,全面、公平的分类考核开采技术人员、煤炭企业管理人员;对井下艰苦岗位、掌握核心技术和煤炭销售网络的关键岗位,实行分配倾斜政策,保证人员的稳定性和对关键人才的吸引力。
作者:郭佳王立杰汪文生单位:中国矿业大学(北京)管理学院
英文名称:Shandong Coal Science and Technology
主管单位:山东煤矿安全监察局
主办单位:山东省煤碳学会
出版周期:双月刊
出版地址:山东省济南市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1005-2801
国内刊号:37-1236/TD
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1983
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期刊简介
本刊是山东省煤炭行业唯一一份经国家批准发行的刊物,其主要任务是宣传国家有关发展煤炭工业的方针、政策、法规,交流煤炭工业深化改革的经验,报道煤炭行业生产、科研、管理等领域的新技术、新经验,面向从事煤炭及相关行业的科研,生产一线的工程技术人员和管理人员。
英文名称:Shanxi Coking Coal Science & Technology
主管单位:山西省煤炭工业局
主办单位:山西焦煤集团有限责任公司
出版周期:月刊
出版地址:山西省太原市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1672-0652
国内刊号:14-1311/TD
邮发代号:
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1977
期刊收录:
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关键词:锚杆托盘;ANSYS;强度分析
中图分类号:TH122文献标志码:A
锚杆托盘支护是煤矿掘进巷道支护中常用的方法之一,由于受顶板围岩类型及其受力状况、锚杆选型与规格及巷道断面等因素的影响,合理设计托盘结构、选用托盘用材料是支护技术的关键所在,对井下的安全起着举足轻重的作用[1]。随着煤矿深部开采的推进,支护材料面临强度升级,锚杆杆体在其直径不变的情况下材料由原来的MG335升级到MG500。根据MT146.2-2011《树脂锚杆》标准的规定[2],锚杆托盘的承载力不小于与之配套的杆体屈服力标准值的1.3倍,所以锚杆托盘也面临强度升级的问题。因而,提升现有托盘的Q235材质为Q345,其屈服强度有所提高、塑性保持不变。在满足使用要求的前提下,由于强度增加的幅度较大,可以把锚杆托盘的厚度下降。利用ANSYS软件自带的优化分析模块对锚杆托盘进行了优化分析。分析得到在托盘厚度达到8.186 mm时, 托盘圆环处最大应力达到材料屈服强度值为345 MPa。保守估计,托盘屈服强度设定为320 MPa时,托盘厚度将达到8.516 mm。目前国内矿井锚杆托盘最大厚度保持在12 mm,为此论文将通过分析研究,在满足承载强度的条件下,验证厚度降为8 mm的结构的实用性。
1锚杆托盘模型建立
如图1所示的球形螺母托盘的二维结构,利用Solidworks建立其三维模型如图2所示。
5结束语
通过对锚杆托盘的结构设计、强度分析与实验论证可以得到如下结论:在材料强度升级后,可以对锚杆托盘进行改进结构尺寸、降低托盘厚度,即将在用10 mm厚度的锚杆托盘改变为8 mm厚度。经过对上述对锚杆托盘有限元分析,采用Q345材料8 mm厚度的锚杆托盘在压力247 kN下的强度是完全满足,压力实验再次论证了这个结论。因此改变材料,升级材料强度,可以减轻矿用锚杆托盘的质量,从而节约材料,大大降低成本。
参考文献:
[1]李洪占.锚网支护技术在回采巷道中的应用[J].煤炭技术,2003(3):1-2.
[2]中国煤炭工业协会.树脂锚杆第2部分.金属杆体及其附件MT146.2-2011[S].国家安全生产监督管理总局.北京:煤炭工业出版社,2011.
课题名称开题报告(宋体,三号,加粗)
简要描述课题概况,主要描述课题要完成的目标。(宋体,小四,150字以内)
一、课题研究背景(宋体,四号,加粗)
(一)工程概况(宋体,小四号)
主要描述工程的具体名称,位置建设单位,规模,技术经济参数等。(宋体,小四,300字左右)
(二)课题研究的意义(宋体,小四号)
主要描述课题研究对工程有何用途,及对本人的知识和技能的获得有何意义。(宋体,小四,200字左右)
二、课题研究内容(宋体,四号,加粗)
(一)研究的主要内容(宋体,小四号)
主要描述课题研究哪些内容,或进行哪些项目的设计或计算。(宋体,小四,300字左右)
(二)课题的研究目标(宋体,小四号)
本项目的研究目标是:(描述具体目标)(宋体,小四,100字左右)
(三)预期成果形式(宋体,小四号)
施工组织设计文本、计算书、设计说明、或图纸等,结合课题自选。
三、研究步骤及使用的关键技术(宋体,四号,加粗)
(一)研究步骤
研究步骤如下:
200×年×月-200×年×月,具体任务1
200×年×月-200×年×月,具体任务2
200×年×月-200×年×月,具体任务3
(二)关键技术
描述完成课题使用的关键技术。(宋体,小四,100字左右)
四、课题研究价值(宋体,四号,加粗)
(一)创新点
描述课题的创新点。(宋体,小四,60字左右)
(二)应用价值
描述课题的应用价值。(宋体,小四,100字左右)
五、研究条件(宋体,四号,加粗)
描述课题的具体研究条件,如基础资料情况,已经掌握了课题研究需要的知识或技能,指导老师的情况等。(宋体,小四,200字左右)
六、参考文献(宋体,四号,加粗)
1、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
2、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
3、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
4、《××××》,作者名称,××出版社,***年第*版
5、《××××》,作者名称,杂志名称,***年第*期
大学论文开题报告格式范例:
题目:煤矿防治水管理及预防措施
一、本课题的研究目的和意义
1、选题目的:
煤矿水害是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一,其危害程度仅次于瓦斯,矿井水害问题历来是制约煤炭资源开发和影响煤炭企业安全的重要因素,一旦发生水害,不但会给生产单位造成巨大的经济损失,也给职工生命安全造成极大的威胁。随着泉上煤矿矿井开采范围的延伸、生产能力的提高及开采深度的增加,其开采地质条件及水文地质条件将变得更为复杂,涌水量进一步增大,水害问题也更为突出,故需要对其地质条件、水文地质条件、防治水措施等重新进行分析研究。同时,通过对理论知识与实际的结合运用提高自己分析问题和解决问题的能力,为以后的学习和工作奠定基础;
2、选题意义:
本论文着眼于矿井持续快速发展与安全生产的现状要求,运用水文地质学、、矿井地质学、构造地质学、岩石学等课程的理论和方法,从充水水源、充水通道,矿井涌水量及其变化、水化学特征等方面对煤层底板灰岩承压水突水危险性进行分析研究。其研究成果,不仅可查明煤层底板水患影响程度,并对矿井制定切实可行的防治水措施,确保安全生产、提升矿井经济与社会效益均具有一定的参考价值。
二、本课题的主要研究内容(提纲)
(1)研究矿井主要地层、地质构造及其构造演化规律,查明影响矿井生产的各种水害地质因素。
(2)只有建立和形成规范的防治水技术管理秩序,才能有效地开展一系列防治水工作。
三、文献综述(国内外研究情况及其发展)
矿井突水严重威胁着矿井生产及工人安全,为此国内外专家对影响矿井突水因素和突水机理作了深入研究。这些研究总的来说,可归纳为两类,
一:以水压为主要因素,主要考虑承压含水层地下水力对隔水层的作用,如斯烈萨列夫理论、突水系数等;
二:以矿压为主要因素,试图通过研究顶底板隔水层和采动作用下的变形、破坏等特征来认识突水规律。
近年来,对于矿井突水通道,专家、学者从损伤力学、断裂力学、矿山压力学、岩体力学及构造地质学等方面做了大量工作,研究结果表明危害最大和难以准确把握的是断裂构造突水通道;对于突水机理,从“下三带”理论、矿压、大中型断层、小断层等方面做了大量工作,得出突水以承压水通过断裂构造进入矿井为主;对于突水预测,专家建立了遗传神经网络模型、GIS模型、尖点突变模型等煤矿突水预测模型但由于不同地区、不同矿区构造、水文地质条件的复杂性和多变性,迄今为止还没有一种放之四海而皆准的研究方法能对矿井突水进行有效的预测和防治。
四、拟解决的关键问题
本课题主要在充分整理研究泉上煤矿区域资料的基础上,采用地质与水文地质调查、水质分析等当今水文地质研究中行之有效的技术手段,对泉上煤矿的水文地质条件及其影响分析进行综合分析和评价,并根据分析的成果和结论提出相应的防治水措施。
五、研究思路和方法
结合历史水文资料,对水文变化、防治水措施存在的不足进行全面总结、根据历史水文资料和实际情况进行对比,进一步优化泉上煤矿防治水措施方案通过专业技术刊物及相关网站查阅相关资料和书籍依据国家现行的有关规范,包括:《煤、泥炭地质规范》、《煤矿安全规程》、《煤矿井地质工作手册》、《矿区水文地质工程地质勘探规范》等,确立相应的标准
六、本课题的进度安排
1、第1~4周现场实习调查阶段(泉上煤矿实习)
2、第5周确定毕业论文题目及提纲
3、第6周进行相关资料查阅与检索
4、第7~8周完成毕业论文开题报告
5、第9~12周完成毕业论文初稿撰写
6、第13~14周交付指导教师审查,修改完善毕业论文
七、参考文献
1、柴登榜等。矿井地质工作手册[M].北京:煤炭工业出版社,1986.
2、郭颖、李智陵等。构造地质学简明教程。中国地质大学出版社,1995.8
3、孙超主编。构造地质学[M].北京:地质出版社,1993.
4、徐星宽。矿井突水机理、水害成因与防治[J],山东科技大学学报,2003.22
5、章至洁等。水文地质学基础[M]:中国矿业大学出版社1995.9
6、国家安全生产监督管理总局。煤矿防治水规定[S].2009.
[关键词] 煤矿设备 耐磨 火焰喷涂 再制造
目前,由于石油的日渐枯竭,也由于地域方面的争端,石油的利用受到了前所未有的限制。而煤炭因为储量巨大,且大多埋藏在本国境内,不会引发争端甚至战争等问题,加之科学技术的飞速发展(如煤炭汽化、煤炭能量集中再释放)等新技术的日趋成熟,煤炭仍是人类生产和生活中无法替代的能源,且占据相当大的主导地位。
煤炭的挖掘离不开设备,由于煤炭的质地较硬,且与许多坚硬的岩石混杂在一起,挖掘时要求所用设备耐磨性高,这样才能保证生产效率和经济效益。煤矿机械零件(如图1所示)的磨损每年给国家造成直接经济损失超亿元,因此,探讨金属材料磨损现象,研究金属表面强化技术,研制新型抗磨材料具有十分重大的理论意义和现实意义。采煤机械中的重要工件是截齿,其在使用过程中由于受到煤层冲击及腐蚀,导致其齿体严重磨损而失效。更换周期长,大大影响生产率,如果全部报废,又会降低了经济效益[1-10]。本文采用火焰喷涂、中频感应重熔技术,在截齿表面制备一层高强度耐磨涂层,从而提高其使用寿命、安全性能和生产效率,为工业生产提供了科学依据。
图1 煤矿机械零件
1.试验方法
1.1试验原理
火焰喷涂的基本原理如图2所示,所用设备如图3所示。
图2 火焰喷涂的基本原理
图3 火焰喷涂设备
1.2试验材料
试验用材料的主要成分如表1所示。
1.3合金粉末
合金粉末的主要成分如表2所示。
1.4工艺参数
火焰喷涂工艺参数如表3所示。
1.5分析方法
利用Olympus BH2-UMA光学显微镜观察分析显微组织,在工况实验机上进行试验验证。
2.试验结果分析
2.1火焰喷涂后的外观形貌
火焰喷涂后的外观形貌如图4所示。
图4 外观形貌
由图可见,火焰喷涂后的耐磨层与基体结合良好,没有明显的分界线。
2.2火焰喷涂后的基体与涂层的显组织
火焰喷涂后的基体与涂层的显组织如图5和图6所示。
图5 基体组织
从图5中可以看出基体组织主要由奥氏体和铁素体组成,这样的组织有很好的韧性和抗拉强度,断后伸长率值也会很高,但耐磨性差。
a)非冶金结合 b)冶金结合
图6 结合层组织
从图6中可以看出基体组织与喷涂上的粉末有时呈分离状态,如图6a所示。在合适的工艺条件下,可以达到理想的冶金结合,如图6b所示,这样大大增强了基体与涂层的结合强度,工况试验表明:呈冶金结合的工件的耐磨性非常好,完全达到了工业生产的需要。
涂层组织如图7所示。
火焰喷涂后防护层内部气孔、未熔融粉末颗粒大量存在,涂层与基材基本无冶金结合,涂层组织如图7 a所示。为了改变这种状况,可进行感应重熔,使其达到致密的冶金结合,如图7b所示。
另外,因为火焰喷涂涂层与基体结合主要靠机械力,其对基体前处理要求较为严格,要求喷涂前基体表面必须无水、无油、清洁干燥,一般应先进行磨光、喷砂、拉毛或车制以得到粗糙度值较大的表面。这样能保证涂层与基体的良好结合。
a)不致密的涂层组织 b)致密的涂层组织
图7 涂层组织
3.结论
1)火焰喷涂可在韧性及强度较高的基体上涂敷一层耐磨性强的金属层,达到增强煤矿设备再制造的目的。
2)火焰喷涂后再进行感应重熔,能使基体与涂层达到致密的冶金结合,满足工业生产的需要。
3)火焰喷涂工艺参数为:工件表面线速度5~15 m/min,喷枪角度55°~85°,送粉量8kg/h,喷涂距离110~180 mm。
参考文献:
[1] Rosochowski A,Matuszak A.Rapid tooling:the state of the art[J].Journal of Materials Processing Technology,2000,106(3):191~197.
[2] 李贵轩,李新国.振兴我国煤矿机械的机遇和挑战[J].中国煤炭,2003,Vol.29(2):8~10.
[3] 徐滨士,刘世参.表面工程[M].北京:机械工业出版社,2000,1~10.
[4] 刘品强.刮板输送机中部槽的强度分析及优化[D].[硕士学位论文].天津:河北工业大学,2007.
[5] 谢敬佩,王文焱,李继文等.耐磨奥氏体锰钢[M].北京:科学出版社,2008.1~50.
[6] 王建青.等离子喷焊超厚耐磨涂层的研究[D].泰安:山东矿业学院,1999.
[7] 钱苗根.材料表面技术及其应用手册[M].北京:机械工业出版社,1998,353~372.
[8] 关绍康,张富巨,黄光杰.材料成形基础[M].长沙:中南大学出版社,2009,214~219.
关键词:全日制专业硕士;培养模式;安全工程;课程体系
中图类分号:G643.0 文献标识码:A
0 引言
2009 年硕士培养模式从以学术型为主向以应用型为主转变,开始将应届本科生纳入应用型硕士的招生范围。[1-2]。2010 年 4 月 26 日教育部下发了《关于开展研究生专业学位教育综合改革试点工作的通知,教研函[2010]1 号》,提出了引导不同类型研究生合理定位,支持部分高校先行试点,选择部属高校和地方高校各 30 所左右确定为综合改革试点单位。国内各工科院校开始增加全日制专业型硕士,减少学术型硕士,在五年内使全日制硕士专业学位研究生和学术型研究生的比例要达到 1∶1[3-5]。2011 年,针对国家有关行业领域特殊需求的高层次专门人才的迫切所需,根据“择需、择优、择急、择重”的原则,安排少数办学水平较高、特色鲜明、能够服务国家战略发展需要且在人才培养方面具有不可替代性的地方高等学校,开展了“服务国家特殊需求人才培养项目”试点工作[6]。这一系列对硕士研究生培养模式的改革对于应用型人才的有效供给意义深远。然而,在改革的具体实施方式上,由于全日制硕士专业学位研究生的教育和培养处于探索阶段,没有成熟经验,需进一步探讨和完善。在明确各专业领域培养目标的前提下,结合自身特点和存在的问题,制定与之相适应的创新培养模式是十分必要的。
1全日制专业硕士培养模式的不足
1.1培养定位不明确[7]
教育部对专业硕士和学术硕士制定的培养目标不同,培养模式也应该不同。高校在制定专业硕士培养模式上,相对于学术硕士的培养,也进行了一些改革,如:实行校内校外双导师制;强调理论与实践相结合,提倡案例教学;加强专业实践教学环节等。这些思路是好的,但是在实际执行过程中很难做到。比如校内校外双导师制,有些院校聘请企业专家做校外导师,但是种校外导师的聘请多流于形式,没有起到实质性作用。再如课程设置强调理论与实践相结合,提倡案例教学。学校制定新的专业硕士培养方案并不难,难的是具体执行,在时间安排、培养成本上都存在问题。还有在校外实践基地的建设过程中,同样存在着严重的形式化,有的学校仅是在某些企事业单位门口挂牌了事,学校跟企事业单位之间并未建立有效的联系机制。目前,全日制专业硕士和学术硕士培养模式的不同仅仅局限于学校制定培养方案的不同,在实际执行过程中,全日制专业硕士和学术硕士培养模式差不多。
1.2准入制度不完善[8]
目前许多专业学位研究生的培养院校招生定位不明确,混淆学术性学位与专业性学位,专业学位研究生的培养过多的借鉴学术性研究生的培养经验,过分强调笔试而对实际能力的考核不重视,没有体现出专业性的特点。另外,许多培养单位盲目追求招生数量,不认真进行审核,不重视复试的作用,复试流于形式,不符合要求的人挤占名额,导致生源质量不高。
1.3学位论文质量不高[8-9]
大部分学校的课程体系基本上都是沿用学术型研究生教育课程体系,以传授理论知识为主,缺乏研讨、案例、实践观摩等和实践结合的教学方法,使专业学位研究生出现了“学术化”的不良倾向。专业学位研究生缺少具有针对性的教材,教师在教学中使用学术性研究生使用的教材,而这部分教材理论知识强但实践性较差,缺乏来自一线的实例,不利于其学习。造成了专业学位研究生的理论知识与专业技能普遍不高。专业学位研究生学位论文还存在着较大问题,突出表现在选题缺乏针对性,偏向于学术性而缺乏实践性,创新力不够,不能联系实际等。据统计,近半数以上的专业学位研究生的学位论文不符合培养目标规定的要求。
2 专业硕士与学科硕士的区别
学术学位硕士研究生偏重于培养学术型高层次科技人才,对基础理论要求比较高,学生的研究项目侧重于理论研究,要求学生在理论上有所创新。在三年的研究过程中,要求学生不仅要掌握宽厚的基础理论知识,而且要求学生在深入实践的同时加强实验室实验研究,工科学术型硕士研究生多数要求运用数值模拟、相似模拟实验,探索研究对象的内在机理和内在规律,建立理论性较强的数学模型和理论体系,从而达到项目的研究目的[10]。改革开放以来,这种培养模式几乎没有大的改变。培养模式与国家经济建设及社会发展需要大量工程人才的环境不相适应,由于办学定位脱离实际需求,一些企业或行业急需的高层次工程应用型人才严重匮乏,同时一些硕士毕业生又很难找到理想的工作,难以发挥作用。主要问题在于学术型研究生缺乏工程实践能力和工程创新意识、专业面狭窄、动手能力差、综合素质低下、所学知识陈旧,在激烈的人才市场中缺乏竞争力。
专业学位型硕士研究生强调培养具有“工程策划、工程设计、工程组织、工程管理”的应用型高层次工程技术人才。要求学生基础理论有较强的针对性,尽可能缩短理论学习时间,更多的投入工程实践,在实践中求创新,培养其在工程建设中的协调能力,毕业后可直接服务于工程实践、服务于国家经济建设。由于我国经济建设处在高速发展期,对专业硕士需求量很大,培养具有综合实践能力、适应特定行业需求的专业硕士是摆在工科院校面前的紧迫任务。
3 全日制安全工程专业硕士培养模式构建
河南工程学院是以煤矿类专业为主的高校,结合我国煤炭工业和河南省煤炭工业发展的实际需要和人才需求状况,安全工程专业硕士以服务煤炭行业为主,其培养目标就必须突出煤炭特色。要求学生在理论基础、专业技能、实践能力、创新能力等方面必须适应煤矿安全生产的特点,因此,在生源组织、主干课程设置、实践环节设置、论文设计要求、教学方法改革、导师配备形式等方面也必须适应煤炭特色[11]。
3.1 安全工程专业硕士办学定位原则
3.1.1注重特色原则
煤炭行业是一个环境特殊的高危行业,存在大量的危险有害因素,安全事故频发。灾害的预防与控制需要有专门的知识、技能、方法和手段,需要特殊技术装备、采取的安全技术措施又不同于其它行业,以煤矿安全为主的安全工程专业硕士必须坚持安全科学,突出煤炭特色,学生所掌握的知识和技能必须具备煤矿安全生产和灾害治理能力。
3.1.2产学研结合原则
学生要掌握煤矿安全生产知识,管理好煤矿企业,保证煤矿安全高效生产,尽可能减少事故发生或把事故控制在萌芽状态,防患于未然,就必须深入煤矿生产实践,结合煤矿实际需要,走产学研结合之路,开展工程项目研究,解决工程实际问题,在生产实践中获取“工程策划、工程设计、工程组织、工程管理”的综合能力。
3.1.3工程创新原则
我国煤矿开采条件差,基础装备水平低,灾害事故多发,许多自然灾害的发生机理和内在规律还没有完全揭示,有待于在工程实践中去探索,煤矿开采的综合技术水平与发达国家相比还存在较大差距,要使我国煤炭工业得到快速发展,缩小与发达国家差距,就必须培养学生的工程创新能力。
3.2 课程设置
在生源组织方面强调以现场具有一定工程实践经验、具备本科或同等学历的现场工程技术人员为主,以矿业类主体专业应届本科或同等学历者为辅,主干课程根据煤矿生产实际需要设置,以基础理论和专业技能培养为主,强化工程过程训练。学生从实践中来,经过短期理论学习(8个月左右),直接参与煤矿建设工程、技改工程和安全工程实践(16个月左右),通过工程实践,强化学生的工程实践、工程组织、工程管理的能力,培养其专业技能和创新能力,通过毕业答辩,毕业后再回到煤矿生产实践中去,充分体现“实践-理论-实践-再实践”的产学研发展之路。
安全工程专业硕士的培养必须强调工程创新,这种创新是通过理论与实践相结合的形式,让学生在理论学习和工程实践中磨练得来的,因此,培养方案中每一个环节都必须重视工程创新能力的培养。
安全工程专业硕士主干课程的设置采用动态化管理,根据煤矿工业技术发展水平和煤矿安全生产实际需要及时进行增减调整。
3.3 强化企业导师、推进双重导师
为加强学生创新能力培养,建立专职导师和兼职导师“双重导师制”,专职导师从具有高级职称的专职教师中遴选,兼职导师由学生实践矿井单位的兼职教授中遴选。学生在校期间以专职教师授课为主,根据需要聘请知名技术专家到校讲学,强调讲授内容的科学性、前瞻性和实用性[12]。学生在校期间学院就开始为学生选择煤矿安全工程项目和实践单位,学生也可以提前与项目接触。学生深入实践之后直接参与实际安全工程项目的“策划、设计、组织、管理和施工”,通过一个工程循环的实践,达到培养目标要求。
3.4 论文选题
学生的论文选题必须紧密结合煤矿生产实践,与煤矿安全工程项目配套进行。走产学研结合之路,以工程创新和解决煤矿面临的技术难题为目的,重点培养学生的综合创新能力。根据目前煤矿开采技术条件和技术发展要求,学生选题有以下几个方向:
3.4.1矿井通风与瓦斯防治
随着开采深度的增加,煤矿受煤与瓦斯突出威胁越来越严重,高突矿井所占比例越来越大,瓦斯含量和瓦斯压力越来越高,瓦斯综合治理技术是煤矿安全生产中的重大技术难题。瓦斯综合治理工程主要包括瓦斯赋存与涌出规律勘察工程、瓦斯区域预测及瓦斯地质勘察工程、煤与瓦斯突出防治工程、瓦斯监测监控工程、瓦斯抽采技术工程、矿井通风控制与调节工程等。
3.4.2矿井水灾防治
水灾是威胁煤矿安全生产的自然灾害之一,随着煤矿开采深度的加大,水文地质条件越来越复杂,水害威胁越来越严重,煤矿高压突水、老空区积水、断层溶洞突水等是煤矿防治水工作重大技术难题。防治水工程主要包括矿井水害动态监测与管理工程、水文地质规律探索工程、水文地质条件的物探与钻探工程、华北型井田底板水注浆加固工程、各种类型突水的快速注浆封堵工程、重大突发性水灾事故的抢险救援等。
3.4.3矿山压力与岩层控制
随着开采强度、深度的增加,井下巷道、采场和硐室所承受的矿山压力越来越大,巷道支护越来越困难,一些深部开采的矿井冲击地压现象越来越明显,这就给矿山压力分析与控制带来了新的技术问题。部分矿区软岩巷道变形和冲击地压危害已经成为煤矿安全生产的重大制约因素,探索深部矿压分布规律、冲击地压发生机理等是目前需要亟待解决的重大技术难题。
3.5 培养基地的建设
为了保证学生产学研工程的顺利实施,河南工程学院将依托河南煤化工集团、中平能化集团、郑煤集团三个大型煤炭企业集团建立三个安全工程专业硕士生联合培养基地,为学生走产学研发展之路创造条件,同时为学生就业、学以致用提供机会。
4 结语
以培养高级应用型人才为宗旨的全日制专业学位研究生正在快速发展。目前的培养模式不能完全适应专业型硕士的培养,专业硕士人才培养模式需要多年的积累不断完善,需要几届学生的培养才能逐步形成,也需要随着经济社会的发展不断更新和提高。因此,专业硕士人才培养模式的探讨也是工科院校一项重要的长期工作。
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论文摘要:国际化战略要求企业的生产经营面向国际市场。从国内外综合性能源跨国集团近年来的发展看,各大公司都在努力加强核心业务优势、优化全球资源配置、降低成本、提高对市场需求变化的应变速度以扩大市场占有率,并保持竞争优势,以求占据领先地位。面对国内外能源发展的方向及国际化竞争环境,本文以我国神华集团为例,对大型国有能源企业的国际化竞争战略进行探讨。
国际化战略已成为当今企业经营的主导趋势之一。国际化可以帮助企业了解国际市场信息,寻求到更大的市场空间和更好的资源供给,缓解国内企业过度竞争的矛盾。中国神华上市后国际化发展的战略需要及神华产业远景发展的要求是,即到2020年,神华集团将发展成为一个以煤炭为基础,以煤、电、油为主要产品,以金融为支撑,以铁路、港口为纽带,向国内外提供优质能源产品,具有国际竞争力的跨地区、跨行业的大型能源企业集团,本文就其国际化战略进行探讨。
能源综合性跨国集团国际化战略的特点
国际化战略要求企业的生产经营面向国际市场。通过向国外出口产品和到国外投资建厂等活动,使企业在国际市场上能够占有一席之地并不断得到发展。从国内外能源综合性跨国集团近年来的发展看,在经营方面,特别是全球化经营方面已经发生了巨大的变化。各大公司都在努力加强核心业务优势、优化全球资源配置、降低成本、提高对市场需求变化的应变速度、扩大市场占有率,力争保持竞争优势,占据领先地位。
综合来看,主要有以下特点:优势核心业务更加突出,国际竞争力进一步加强。近几年,全球经济和国际能源市场不断发生变化,世界跨国跨地区的能源公司为了保持其竞争优势,并进一步增强其对市场的影响力,纷纷进行了及时有效的战略重组,积极调整经营策略,通过强强联合、优势互补,使公司的整体实力得到改善,表现为以下几个方面:资产规模进一步扩大;在核心的产品生产领域的世界排名明显提高,市场占有率显著提高;跨国经营的布局得到合理的调整和组合,合并效益初步显现。从资产及资本支出的构成看,勘探开发力度加大,能源产品销售保持适度投入,以能源为原料的下游产业链有了大的发展。大力拓展国际市场份额,进一步加强国际化经营。国外主要能源大型公司经过多年的发展逐渐走向成熟,国内市场消费趋于饱和。一方面各大公司不断推出新产品,提高对市场需求变化的快速反应能力,保持在原有市场的占有率。另一方面,将重点转向国外,拓展国外市场,尤其是新兴的发展潜力巨大的市场,增加投资,加强国际化经营,谋求新的发展出路。更加重视科技创新,技术优势进一步加强。较高的科技投入使大跨国公司产品的差别化、精细化、系列化和功能化方面取得了很大的进步,形成了专有优势技术,在不同的专业领域占有领先地位,有的技术甚至占据垄断地位。并且有的跨国公司经过兼并联合,这种技术优势更得到了明显加强。
能源国际化竞争环境及我国的发展方向
目前世界上能源供应主要以石油、煤炭、天然气化石能源为主。但是由于它们是不可再生的,并且以化石燃料为主体的能源系统还造成了严重环境问题,因而这种能源系统不可能长久维持下去。全球日益高涨的环保浪潮,技术革命促成新兴工业(如电子工业、信息产业,生物工程等)蓬勃发展,将形成新的生产体系,要求采用可再生的、分散的和多样化的能源。世界能源结构将转向以太阳能、地热能、水能等可再生能源为基础的持续发展的能源系统。
美国、德国、英国和日本是世界主要的能源消费国家,2004年,美国、德国、英国和日本四国的能源消费量占世界能源消费量的33.12%。近些年,虽然这四个国家的能源消费量和石油消费量在世界能源总消费量和世界石油总消费总量中所占的份额都在逐渐降低,但对世界能源形势和未来的影响仍是举足轻重的。多年来这四个国家在控制石油在能源消费增长方面取得明显收效,同时在能源多元化、加强能源技术开发、可再生能源利用、提高能源效率、节能等方面也取得成效。尽管这四个国家在能源发展方面采取了不尽相同的途径,但殊途同归,低碳高效是发展方向,目标是既要满足能源需求,也要保证人类的生存环境。
我国目前能源结构以煤为主,而核能及太阳能﹑风能﹑生物质能等新能源和可再生能源,在能源结构中所占比重还微乎其微。根据我国未来发展的需要,我国能源发展的方向可归结为,从战略高度发展新型能源,处理好发展常规能源与大力开发新能源的关系,改善我国能源结构,实现能源可持续发展。具体为,搞好煤炭行业发展规划与管理,确保煤炭能源基础地位;采用先进适用技术,加大核电开发力度,从中长期看,解决能源短缺问题关键在于调整能源结构,积极发展新能源,采用先进适用技术,加大核电开发利用是一个比较现实的选择;从战略高度扶持新能源和可再生能源发展,我国太阳能﹑风能等可再生能源资源十分丰富,潜力巨大。
神华集团的国际化发展战略
企业所创造的价值包括两部分,一部分是为企业自身创造的价值,即企业利润,另一部分是为客户创造的价值,称之为客户利润。企业利润就是销售价格与生产成本之差,而客户利润就是客户可感知收益与销售价格之差。客户之所以购买产品就是因为购买价格低于其所可能获得的收益,从而客户能够获得一定的额外收益,这个额外收益就是客户利润。客户可感知收益的大小不仅取决于对产品特性的理性评价,还受到对生产企业以及产品特性以外的因素如品牌等的感性评价。根据神华集团产品经营的特点,本文认为,神华集团国际化战略定位分析如下:
(一)低成本战略定位
煤炭如同金属产品和农副产品等一样,都具有较高的同质性,只有较少的产品特性影响到潜在的购买者。因此,煤炭的价格弹性较大,即购买者对价格很敏感。由于煤炭价格受产品市场的约束,煤炭企业在现实中更多的是价格接受者而不是价格制订者。另外煤炭产品质量也受到当地地理条件的限制,企业的主动空间较小。在某种程度上,如果企业在行业内具有比其竞争对手较低的成本,那么它就取得一定的竞争优势,从而具有较强的竞争能力。因此低成本一直是煤炭企业所追求的战略定位。在低成本战略中,依靠科技进步和技术创新成为低成本战略的有力支撑。煤炭工业产品使用价值的不可转移性、形成的自然性和煤炭的不可再生性决定了行业技术创新的重点应是以矿井技术改造,选煤技术改造,煤炭综合利用改造及矿区机电系统改造和工艺创新为主。
(二)差异化战略定位
在技术含量和附加值偏低的煤炭企业里,低成本战略定位为企业的发展提供了有益的思路,但是在科学技术日益发展和市场竞争激烈的今天,一些诸如不具有综采规模优势的企业,取得低成本目标逐渐成为较为困难的事情,差异化战略定位就成为其必然选择。
煤炭企业追求差异化以取得竞争优势可采用的策略为:
煤炭产品特性的改善是差异化战略的主线。加快煤炭产品的升级,使煤炭成为可待续利用的能源。改进生产工艺、加快产品深加工进程、实现煤炭产品的升级换代。
实施品牌经营是煤炭企业的必由之路。以品牌经营实现差异化,在提高产品的附加值,增加企业盈利能力的同时,也能增加客户利润。煤炭企业组织转型势在必行。根据煤炭工业实施大集团和综合经营战略的要求,煤炭企业组织结构应改造成为适应多元化经营的母子(分)公司式的集团组织结构,并在企业内部搭建人力资源流、资金流、产品和物资流、信息流四大平台,建立健全企业内部市场运行机制和制度,形成以煤为主多元化经营的组织结构模式。神华集团实施国际化战略的机制选择
根据神化集团的规模﹑现存的集团管理模式,以及国内外大型能源跨国集团的经营模式,笔者认为,神华集团在其实施国际化的战略中应当采取的有效组织形式是由神华(集团)公司和其投资控股的作业公司构成的两级法人现代H型组织。这种有效的组织运行机制能够保证神华集团良好的经营绩效:神华集团处于各种产权相互独立、产权所有者拥有资源配置自主决策、产权交易自由的市场制度中;神华(集团)公司与作业公司在经营权责上的合理划分,集团公司是战略投资和煤炭等能源核心业务的经营者,作业公司是项目投资和运营经营者;集团内部法人公司间交易的市场化,神华(集团)公司作为集团整体的经营者和作业公司的经营方,其经营产权收益也采取向作业公司收费的方式实现。
神华集团作为现代H型(控股结构)企业组织,是由若干个U型(二元结构)或M型(多元结构)公司制企业在产权交易基础上形成的介于市场与单个生产者(或U型、M型组织)之间的中间性组织。在神华(集团)公司与作业公司之间虽然有控制与被控制的关系,但它不是U型或M型企业那样内部活动完全由行政机制协调的层级制组织。在集团公司与其他投资者共同组建作业公司时,便形成了由作业公司章程所确定的集团公司与作业公司间的产权关联关系。很明显,集团公司与作业公司有着不同的产权结构,若集团公司与作业公司间产品或服务的交流受集团公司的行政指令支配,则作业公司内其他产权所有者的权益会受到集团公司的侵害,这是作业公司内其他产权所有者不可能答应的。因此,集团公司与作业公司间的交易具有市场交易性质,是受到作业公司其他产权所有者(或其代表)监督制约的交易,交易的价格基本上是参照市场价格而定。
神华(集团)公司是神华集团的核心公司,是作业公司的母公司。显然,它是主要在煤炭工业领域进行投资经营的投资控股公司,作为独立法人拥有资产和投资经营权能。此外,神华(集团)公司在其投资的核心业务领域即煤炭产业拥有较强的经营管理能力和生产作业技术支持能力。这种能力是一种重要的专用性资产,神华(集团)公司正是凭借其核心业务经营性专用资产的产权,成为其所投资控股的作业公司的经营方法,进而成为集团核心业务的经营者。所以,神华(集团)公司与一般的投资控股公司不同,是集资本投资和核心业务经营为一体的混合型投资控股公司。
神华集团投资控股的作业公司,尤其是在煤炭勘探生产业务方面的作业公司,大多是与其他投资者、资源所有者(或资源国政府)和其他产权所有者以各种方式组建的股份公司或合资公司,是围绕具体的(煤田开发)投资项目而组建的在法律意义上独立的项目经营法人。因此,尽管神华(集团)公司是作业公司的经营方,但产权主体和(或)投资主体多元化的作业公司本身也拥有项目投资运营决策机构,或为董事会,或为管理委员会。神华(集团)公司在作业公司的代表是作业公司董事会根据公司章程授权的作业公司经营管理者,其在集团总部的支持下对作业公司进行经营管理。
综上所述,作业公司拥有项目投资、运营决策和管理的全部权能。但对整个集团而言,神华(集团)公司是作业公司的经营方,作业公司的投资和经营管理决策也必然在相当程度上要体现神华集团的整体投资经营战略。所以,作为项目经营法人的作业公司,实际又是神华集团这个组织的操作层。
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论文摘要:由于煤矿生产条件和生产环节的复杂性,这对机电设备的安全运行提出了更高、更严格的要求。据统计:在我国煤矿的固定资产总额当中,有55%-65%是机电设备和设施,所花费的工资、能耗、油脂、配件、维修费用等的总和要占煤炭生产成本的40%以上。文章介绍了煤矿机电故障的类型及维修方式,并提出控制机电设备故障的预防措施。
近年来,随着中国经济的高速增长,导致了能源消耗大幅上升。也使我国煤炭需求继续保持旺盛增长势头,一大批新建的大型煤矿项目纷纷立项建设。我国矿井的生产特别是大中型矿井的生产基本实现了机械化、自动化,出现了百人千万吨级的煤矿。机电设备是构成施工生产的重要因素,机械设备在使用过程中,由于材料、工艺、环境条件和人为因素的影响,其零部件会逐渐地被磨损、变形、断裂、蚀损等,随着零部件磨损程度的逐渐增大,设备的技术状态将会产生劣化,不可避免地将出现各种各样的故障,设备的功能和精度降低,甚至整机丧失使用价值。
1 机电设备使用中出现故障的种类
(1)损坏型故障:如断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等。(2)退化型故障:老化、变质、剥落、异常磨损等。(3)松脱型故障:松动、脱落等。(4)失调型故障:压力过高或过低、行程失调、间隙过大或过小、干涉等。(5)堵塞与渗漏型故障:堵塞、漏水、漏气、渗油等。(6)性能衰退或功能失效型故障模式:功能失效、性能衰退、过热等。
2 故障原因分析及其步骤
2.1 故障分析的目的不仅在于判别故障的性质、查找故障原因,更重要的在于将故障机理识别清楚,提出有效的改进措施,以预防故障重复发生。通过故障分析,找到造成故障的真正原因,从设计、材料选择、加工制造、装配调整、使用与保养等方面采取措施,提高机械产品的可靠性。
2.2 在分析故障时,一般是从故障的现象入手,通过故障现象找出原因和故障机理。由于受现场条件的限制,观察到或测量到的故障现象可能是系统的,如离心泵不吸水;也可能是某一部件的,如离心泵的填料过热;也可能是某一零件的,如轴或轴套表面损坏等。因此,针对产品结构的不同层次,其故障模式有互为因果的关系。
2.3 故障原因分析是一门综合性学科,涉及系统分析、结构分析、测试分析,以及有关疲劳、断裂、磨损、腐蚀等各种学科的知识。对故障分析主要包括以下步骤:
2.3.1 现场调查主要包括收集发生故障的时间、环境、顺序等背景数据和使用条件;故障现场摄像或照相;收集和整理故障件的主要历史资料如设计图样、操作规范、验收报告、故障情况记录和维修报告等;对故障件进行初步检查、鉴别、保存和清洗等。
2.3.2 分析并确定故障原因和故障机理。主要包括对故障件的无损检验、性能试验、断口的宏观与微观检查等检查与分析;必要的理论分析和计算如强度、疲劳、断裂力学分析及计算等;初步确定故障原因和机理。
2.3.3 分析结论。当每一件故障分析工作做到一定阶段或试验工作结束时,都要对所获得的全部资料、调查记录、证词和测试数据,按设计、材料、制造、使用几个方面是否有问题来进行集中归纳、综合分析和判断处理,提出一个结论明确、建议中肯的报告。一方面是为了改进工作、积累资料、交流经验;另一方面也是为索赔和法律仲裁提供依据。
3 煤矿机电设备的一般维修
3.1 设备维护与维修的要点
3.1.1 正确处理预防为主计划检修关系。预防为主就是通过机电设备使用中的观察检测,掌握设备运转磨损情况,注意日常维护保养和维修.及时消除机电设备的故障隐患。当磨损达到一定程度就要定期或及时检修,不能拖延,因此要把预防与计划检修结合起来。
3.1.2 正确处理生产与检修的关系。设备检修需要一定的人力、物力和时间,一些煤矿在生产任务重的情况下,常常忽视检修工作,出现机电设备带病作业,致使事故发生。严重影响生产、安全和进度。
3.1.3 正确处理日常保养和定期专业维修的关系。日常保养工作一般由机电设备使用中一位的职工进行,要通过岗位责任制落实到人头,专业维修由专业修理矾构负责,有计划地检查和维修,要把一者有效地结合起来,避免“断层”砚象发生。
3.2 关注机电设备维修的具体工作要根据设备的结构、性能和特点从制定出日检内容、要求和注意事项,对机电设备的检查可分为日检和定期检查。检查方法可分为感觉、经验性检查和用仪器等科学手段进行检测,机电设备大修、中修、小修要根据机电设备的具体情况分步骤进行。
4 控制机电设备故障的预防措施
4.1 加强职工安全技术培训,提高职工安全技术素质。对各类机电操作人员上岗前要经过技术培训,考试(包括现场操作)合格,颁发合格证,人人持证上岗,按章操作,严禁无证上岗。要做到“三懂”“四会”,即:懂设备原理,设备构造,设备性能;会使用,会维修保养,会检查,会排除故障。使用设备切忌超负荷运转。工作环境要清洁卫生,温度、湿度合适,有适当场地和空间。特别对采、掘工作面流动设备认真落实包机责任制。
4.2 加强设备的日常维修保养,确保设备的正常运转。安装设备必须按照技术说明书(或规程)规定的程序、方法和要求进行,安装的全过程所有数据都要有详细的记录,安装完毕要严格验收,验收合格后方能移交使用。机电设备维修人员要树立强烈的事业心、责任感,做到眼勤、嘴勤、手勤,即:勤观察、勤说话、勤维修,发现问题,及时处理解决。同时,必须对设备进行经常性的维护保养。实行日常与定期维护保养相结合,对设备进行彻底的清洗、注油、干燥、防锈等技术处理,掌握设备的运行状况和磨损程度,针对发现的问题及时采取措施。对大型固定设备,执行班、日、周(旬)、月检查制度;对采、掘、开拓等移动设备,执行两班生产,一班检修。综采工作面要实行班、日、旬检查制,并坚持三班生产、一班检修、班班维护制度。
4.3 对各类机电事故认真分析,使职工受到教育。对于发生的机电事故,无论时间长短、性质轻重、责任大小,都要认真组织技术人员和当事人按照“事故责任倒查法”详细分析事故原因和找出责任者,严格考核,奖罚兑现。对于事故当事人要进行思想教育,使其心服口服,吸取教训受到教育,制定并落实切实可行的防范措施,杜绝类似的事故发生。
4.4 保证必要的设备资金投入,以较为先进和节电节能新型现代化机械设备来代替原来的陈旧设备。组织技术人员对设备进行改造,降低环境噪声污染和耗电较多的设备,来提高设备的性能和效率。利用集体学习和自主学习等方式提高全员综合素质,利用经济奖励和绩效考核机制带动职工的学习积极性,利用技术比武、师带徒、星级评定等措施检验学习成效,为机电设备事故率的降低和企业“以人为本、安全发展”的目标实现奠定坚实的基础。
5 结语
总之,随着我国大型煤炭基地的建设和老矿区的技术改造,如今的煤矿生产告别了过去粗放型和劳动力密集型的生产方式,大型的机电液一体化装备大量的应用于煤矿生产的各个环节,改变传统单一简单的设备维修管理模式,将先进的维修思想和技术应用到设备维护中,可以将设备的故障率和额外折旧率及设备维修成本降至最低,而将整个生命周期中设备的可用性和可靠性增至最高。
参考文献
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1.1建设和管理“超大型”矿井已有成功先例
神华布尔台煤矿设计生产能力2000万t/a,是2011年通过验收,正式投入生产[5]。纵观布尔台矿井设计、建设、生产历程,可以说是煤炭行业特大型矿井设计的突破,综合体现国内外煤矿最先进的装备、管理水平,具有一定的引领作用。2012年世界上首个“一井两面年产2000万t”的井工煤矿———神东补连塔改扩建煤矿又登上了“超大型”矿井舞台[6]。如果说布尔台煤矿是设计和建设出来的,那么补连塔煤矿就是管理和生产出来的。可见,我国的煤炭技术进步日新月异,建设和管理“超大型”矿井是完全现实的、成功的。
1.2相似条件的矿区可以规划建设“超大型”矿井
提到规划建设“超大型”矿井,目前国内只有新疆、内蒙古等少数矿区具备条件,本文以新疆A矿区和内蒙古B矿区为例,探讨规划建设“超大型”矿井的可行性。
1.2.1新疆A矿区
新疆A矿区二号矿井,设计生产能力3000万t/a,创目前国内规划生产能力之最,2010年国家发改委对矿区总体规划予以批复。在总体规划阶段,根据优良的煤层和开采技术条件,矿区总体规划确定了生产高度集中化、大型化的原则,经多方案论证,矿区井田划分采用了大尺寸、大储量、大面积,其中二号矿井面积155.8km2,地质资源量104.7亿t,可采储量49.6亿t,采用1.4的储量备用系数,建设3000万t/a的矿井可服务118a,展望将来发展到4000万t/a,还可以服务88a。矿区总体规划大胆规划了“超大型”矿井和千万吨矿井群,在井田划分及能力确定方面具有科学性、前瞻性,是值得借鉴和推广的。针对“超大型”矿井建设规模的限制,规划矿井采用分期模式,一期生产能力1500万t/a,满足安全核准要求;二期根据技术进步和市场条件,生产能力增加至3000万t/a,并留有4000万t/a以上的发展空间。由于井田面积较大,设计采用分区开拓方式,矿井开拓方式如图1所示。分区开拓、分区通风,既确保了开阔的采场布局,又保证了通风安全,对“超大型”矿井分区开拓是成功的应用。为保证矿井煤炭运输,矿井采用2条主斜井,一期工程建设1条,即主斜井1,装备一条宽2000mm强力大运量带式输送机,主斜井2有机协调,互为备用,既可靠又灵活。辅助运输采用无轨胶轮车。综上可看出,该“超大型”矿井从规划至设计,均具有科学性和前瞻性。若其成功建成生产后,无疑又会使我国煤炭设计和生产水平跃上一个新台阶。
1.2.2内蒙古B矿区
内蒙古B矿区属尚未开发的整装煤田,可采煤层12层,属厚~中厚煤层,低瓦斯,水文地质条件简单,矿区资源量140亿t以上,计算可采储量约100亿t。根据资源与开采条件,经多方案比选,矿区总体规划建设1500万t/a矿井4对,500~1000万t/a矿井3对。应该说,该矿区总体规划对矿区煤炭资源与开采条件分析透彻,井田划分及生产能力方案确定合理,地面集中布置工业场地可节省占地、减少压煤,是创新性的,项目实施后可将矿区建设成为千万吨级现代化矿井群,该矿区总体规划是科学和成功的。论文仅利用该矿区条件,从以下几个方面探讨其可行性。
1)资源条件。综合分析矿区煤层条件,支持矿井产能的主力煤层为厚度大于4m的各煤层。按照煤层等厚线图分析,煤层厚度大于4m分布区域并不均匀,只是成片状分布:2-1煤层集中在一、三井田;2-2煤层集中在四、六井田;6-1煤层集中在四、六井田;6-2煤层集中在一、三井田边界和一井田南部。根据厚度大于4m的煤层分布,若要最大限度发挥设备效能,加大工作面推进长度无疑是首选。若一、三井田合并,四、六井田合并,厚度大于4m的煤层将集中分布于一个矿井,工作面推进长度可大幅度加长。若维持原划分,两个井田都难以布置长工作面。
2)生产能力。井田合并后,矿井生产能力会相应变化。一、三井田可合并为2500~3000万t/a“超大型”矿井,四、六井田可合并为2000~2500万t/a“超大型”矿井。如果可能的话,还可合并其它井田。“超大型”矿井安全核准可通过借鉴新疆“超大型”矿井建设经验,目前条件下可采用分期模式,一期规划能力1500万t/a,满足安全核准的限制要求;随着煤矿科技水平和安全水平的提高,安全核准的界限也会与时俱进,二期时根据生产开采技术条件和安全核准条件进一步论证,如果对安全生产确无大的影响,相信有关监察部门会研究通过二期安全核准的。
3)开拓条件。根据目前总体规划,一~四号井田面积均在120km2以上,最大二号井田150km2,六号井田90km2,作为单井来说面积较为适宜,可布置平均长度10km左右的双翼盘区,单翼长度5~6km。两个矿井合并后,面积成倍增加。相比新疆A矿区二号井的开采条件(单层煤层厚度平均53m,全区稳定可采),由于本区煤层厚度总体偏薄,厚煤层赋存不均,井田面积200km2以上并不算过大。从开拓上,可采用分区开拓、集中出煤的模式,加之本矿区无地温热害,适当加大井田尺寸是可行的,如英国塞尔比煤矿,设计生产能力1000万t/a,井田范围达到18km×14km,井田面积达到300km2,采用分区开拓,集中出煤。
4)运输与提升系统。大功率、大运量的带式输送机为“超大型”矿井煤炭运输提供了运输条件,因此“超大型”矿井的煤炭运输是没有问题的。布尔台煤矿主斜井装备一条带宽2200mm带式输送机,运量7000t/h;新疆A矿区二号井一号主斜井装备带宽2000mm带式输送机,运量达到3900t/h,2个主斜井满足矿井提升能力要求。相比之下,矿井辅助运输除无轨胶轮车外,尚无其它可靠的运输设备。无轨胶轮车在一定距离范围的大中型矿井应用是合适的,在神东矿区也成功应用。但井田尺寸加大后,无轨胶轮车运行的成本明显提高,环境污染加大,相应引起通风系统、运输系统的不适应,因此“超大型”矿井(特别是井田尺寸较大)应用无轨胶轮车(特别是柴油动力)值得商榷。对比地面铁路发展状况,特别是高铁技术的迅猛发展和成熟应用,煤矿井下辅助运输却始终停留在无轨胶轮车单一的连续运输方式上,那么,高铁技术能否走向煤矿,能否走到井下,是可以想象的。能够运行无轨胶轮车的井下条件,完全可以实现有轨车辆的通行。随着科技进步,大运量、大爬坡、高速度(其实井下不需要太高速)有轨电动机车一定可以实现从地面直达井下工作面的连续运输。
5)通风安全。“超大型”矿井一般实行分区开拓,分区通风。分区开拓,可以增加采场,实现多分区出煤,保证矿井生产能力;分区通风,风流线路短、负压小,有利于解决矿井长距离通风问题,改善工作环境,有利于矿井安全生产。井田尺寸较大、高温热害严重、高瓦斯及煤与瓦斯突出等情况的矿井,均应采用分区通风方式。应该说,分区通风方式对“超大型”矿井也是合适的,不存在安全上的隐患。
6)市场适应性。两个大型矿井是否可合并为一个“超大型”矿井,还要看市场因素。当煤炭市场供不应求且未来供应缺口较大时,可分开建设,早出煤早见效;反之,则需要综合和长远考虑。我国目前煤炭市场供求失衡,煤炭产能过剩。根据预测,考虑我国大气污染防治、高耗能产业限制、清洁能源的鼓励使用等因素,且考虑疆煤东运、在建产能的释放,未来相当长的一段时间,煤炭可能会处于供大于求的状况。因此,对于业主来说,矿井合并为“超大型”矿井,分期建设,既可规避市场风险,又可保证可持续发展,为未来建设“超大型”矿井留足空间。
1.3国家煤炭政策鼓励规划建设“超大型”矿井
以上事例可以看出,我国具备建设和管理1500万t/a以上的“超大型”瓦斯矿井的能力。由于“超大型”矿井的成功生产,对于我国煤矿设计、施工、机械装备水平无疑是前所未有的提升,对企业的经济效益、社会的科技进步也是极大推动,因此应支持和鼓励有条件的矿区建设安全高效的“超大型”矿井。我国《煤炭工业发展“十二五”规划》提出,有序建设大型现代化煤矿,重点建设一批世界一流的千万吨级矿井群;新建矿井优先建设露天煤矿、特大型矿井和煤电一体化项目。可见,我国对特大型或“超大型”矿井的建设也是支持的。“超大型”矿井本身与矿井安全并无直接联系,同样大型矿井、中型矿井照样存在安全问题,是安全设施和管理方面的问题。相反,“超大型”矿井由于机械化、自动化水平更高,其安全装备水平更高。《煤矿建设项目安全核准基本要求》(AQ1049-2008)于2008年出台,笔者不知道该规定为何约束到1500万t/a,但那时超过1500万t/a的生产矿井是没有的,只有塔山(1500万t/a)、布尔台(2000万t/a)在建,我国尚无设计、建设和管理生产能力1500万t/a以上矿井的经验,出于安全考虑,限制“超大型”矿井通过安全核准是可以理解的。随着我国多个“超大型”矿井的生产运营,设计、建设、生产经验逐步丰富,安全管理经验和水平逐步提高,安全核准的限制界限也一定会与时俱进,进行相应的修订,为“超大型”矿井规划和建设放行是大势所趋。
2结语
【关键词】局部冒顶 木垛刹顶 架棚
一、引言
随着社会的进步与发展,科学技术得到了广泛的应用。在煤矿生产管理中,采掘从手工挖掘发展到了现在机械化采掘,顶板支护也由裸巷支柱法演变到现在的木梁支护、金属支护、砌碹支护、锚喷支护、联合支护等多种形式。生产技术发生了深刻变化,保证了煤矿安全生产工作顺利开展,也提高了经济效益和社会效益。但是,井下采掘工作毕竟受大自然条件的约束与影响,某些工程质量的缺陷、安全管理上的漏洞,人的“三违”行为等诸多因素,造成煤矿安全生产工作中仍有不安全的隐患,仍发生大大小小的事故。其中顶板事故是常见常发生难预防的事故,而局部冒顶(掉顶)是顶板事故发生的主要原因。
二、井下局部冒顶发生的原因
按煤矿现在的生产技术条件和科学技术管理水平,采掘工作面和架棚巷道出现大面积、高冒(漏)顶现象已很少,相对而言,面积小,冒顶高度低的局部冒顶现象仍时有发生。发生局部冒顶的原因主要有如下几个方面:
(一)历史旧巷。在老矿井或已破产的矿井中,历史旧巷存在较多。这类旧巷由于支护较少,年久失修,甚至有裸巷,就易造成局部冒顶;
(二)复合层顶板。复合层顶板岩层软硬不一,管理难度大,若支护管理不善或工程质量有缺陷,加上人为因素,也易造成局部冒顶;
(三)改造巷道。一些原断面小的巷道,在不适应机械化采煤时,常被扩大断面,由于顶板压力大,支护强度改变,也易造成局部冒顶;
(四)断层破碎带。在采掘过程中常遇到断层破碎带,地质条件的复杂,帮顶压力大,加上支护不力,也易造成局部冒顶;
(五)周边压力大的巷道。由于有采空区,旧巷或交叉巷道给邻近的巷道带来较大的压力,而原支护强度已不适应变化了的压力,支架开始变形,最终造成局部冒顶现象的发生。
三、井下局部冒顶的类型和特征
井下局部冒顶有多种类型。按区域分,可分六类:煤帮附近的局部冒顶;上下两口的局部冒顶;放顶线附近的局部冒顶;采掘过程中的局部冒顶;交叉点处的局部冒顶;维修过程中的局部冒顶。按受力方向可分两类:压垮型局部冒顶;推垮型局部冒顶。局部冒顶的特征是冒落后顶板呈空穹隆,帮顶均呈裸型,且冒落的高度、面积不等。
四、处理局部冒顶的方法
这里抛开回采工作面的局部冒顶不谈,因其特殊性处理方法也不同,我们以处理架棚巷道局部冒顶来讲,一般有撞楔法、锚喷支护法、木垛刹顶法三种方法。撞楔法,它适应于冒顶范围较小及围岩破碎地段,因其施工工序复杂,一般不采用此方法:锚喷支护法,适用于冒顶范围小,帮顶岩石较为坚硬,因其局限性,一般也不采用;木垛刹顶法,它适用于冒顶高度不超过5米,长度10米左右,冒落空洞以上顶板岩石基本稳定。通常条件下,处理架棚巷道中局部冒顶,一般都用木垛刹顶法。
(一)木垛刹顶法施工方法及注意事项:
我们以处理本矿S4大巷2小川局部冒顶为例。S4大巷2小川是梯形铁棚支护,发生局部冒顶,冒顶高度3米,长度为7米,巷道未冒严,采用木垛刹顶法处理局部冒顶。其施工方法是:①备齐所使用的材料和使用工具,加强通风与瓦斯检查,确保有毒有害气体浓度不超限;②加固冒顶处两侧各5米内的支架,并打上了点柱。在进行敲帮问顶后,用圆木在塌冒物上打上点柱,并加上顶帽,防止二次冒顶;③用两根直径不小于200mm圆木的一头搭在塌冒侧经过加固后并支架完好的顶梁刹拌上,另一头搭在塌冒物上,以此做基础搭“井”字型木垛;搭④完木垛后,迅速清理塌冒处两帮的塌冒物,清理到够一架棚的空间后,再挖柱窝,其深度不超过原棚腿的柱窝深度;⑤给新棚,并用刹拌将帮背严用刹拌将梁与木垛接实;⑥第一个木垛过后,再打第二个木垛,给棚方法与前相同,以此法通过塌冒区。
(二)施工的注意事项
处理局部冒顶时除按《煤矿安全规程》和《作业规程》的要求进行施工外,应注意以下事项:①要加强敲帮问顶工作,设专人观察帮顶,发现问题及时处理;②要加强高顶处瓦斯检查,确保浓度不超限;③在搭木垛和打临时顶子时,必须要有经验丰富、胆大心细的老工人操作,跟班干部必需现场指挥,掌握好施工进度与施工质量;④搭木垛时,圆木与圆木搭接时,用扒钉钉牢,严防滚动,圆木排列要整齐有序;⑤给新棚时,要确保质量,并清理施工现场,确保安全退路畅通;⑥在搭圆木和给新棚时,施工人员要精神集中,按章操作,设好警戒工作;⑦交班时要将本班的安全情况、施工进度等注意事项告诉下一个班,不留死角。
五、木垛刹顶法处理局部冒顶运用效果:
我矿维修队用木垛刹顶法,多次处理了架棚巷道中发生的局部冒顶。如:处理了S3E1皮带道、N24上盘2小川等局部冒顶,都圆满的完成了矿里交给的抢险任务。可见,用木垛刹顶法来处理架棚巷道中的局部冒顶,是一种可行的办法。木垛刹顶法处理局部冒顶不是唯一的办法。我们要根据实际情况,科学合理的制定出顶板管理方法,采取正确的支护形式和方法。减少和杜绝局部冒顶现象的发生,为矿安全生产工作深入开展多作贡献。
六、结束语
防止局部冒顶事故的发生,要求我们在采掘工作和维修巷道时,作业人员要严格按照“三大规程”去作业,按标准施工,确保施工质量;要按照施工现场的地质条件围岩应力和巷道的用途等情况,选择合理的支护形式,提高支护能力;加大对采掘工作面和架棚巷道的安全巡查工作,掌握工作面和巷道的安全情况和支护情况,发现问题及时安排处理,防患于未然;干部和工人要严格执行局、矿和上级部门的安全指示精神和文件内容,严格执行《顶板管理规定》,加强顶板管理,提高责任心和使命感,减少和杜绝局部冒顶现象的发生。
参考文献:
《掘进支护工》煤炭工业出版社 1998年
毕华照等《煤矿顶板事故的预防》煤炭工业出版社1991年
煤炭是我国的基础能源,煤炭地质勘查则是资源开发利用的先导性和基础性工作。20世纪90年代以来,我国教育体制改革,煤炭部属院校归属地方,归属地方的煤炭高等院校已更名、合并或升格;原煤田油气地质与勘探专业归并为地质工程专业。20世纪90年代后期至2003年前后,煤炭工业低潮,煤炭地质勘查队伍缩减。由上述因素导致煤田地质勘查类课程停开,部分院校仍开设矿产地质勘查类课程,但内容转为一般性矿产地质勘查,对于煤炭地质勘查而言没有针对性。因此,进入21世纪以后,随着国民经济高速发展对能源的强劲需求,煤炭工业进入新一轮发展,煤炭地质勘查工作蓬勃发展,对煤炭资源勘查与评价方面的专业人才需求越来越旺盛,在大学本科阶段开设煤炭资源勘查类课程的重要性日益显著。近年来,各原矿业类高校地质类专业相继不同程度地对专业方向和课程设置进行调整,加强了煤田地质和资源勘查方面的比重,以适应人才市场的发展变化,同时也使矿业类高校的传统优势得以充分发挥。
2课程目标定位
煤炭地质勘查是一项复杂的系统工程,它以基础地质学、煤田地质学等当代地质学基础理论为指导,以钻探、物探等先进技术手段为核心,同时还涉及矿产资源评价和矿产资源管理等学科知识。20世纪90年代以来,我国矿产地质勘查体制发生了显著的变化,地质勘查理论和技术方法的发展,资源/储量分类国家标准和矿产地质勘查规范的实施以及矿业权市场的建立,对从事煤炭地质勘查的工程技术人员和工程管理人员提出新的要求。当前,矿产勘查工作的最大特点是呈现多样化和逐步走向市场化,煤炭地质勘查人员不仅需要坚实的地质理论和勘查技术知识,还需要具备一定的技术经济评价和矿产资源管理的知识,从而必然促使煤炭地质勘查学科内容的调整和拓宽。当前,矿产地质勘查工作的基本特征是从技术型发展为技术-经济型,“煤炭地质勘查”课程的培养目标也从原有的纯地质技术人才拓宽到以地质技术为基础、掌握一定的技术经济评价和矿产资源管理的综合性应用型人才。
3课程内容体系
煤炭地质勘查与评价作为一门专业主干课程,涵盖内容较广泛,主要涉及煤田地质学、煤田普查与勘探、矿床技术经济评价和矿产资源管理四门学科,它们各有独立的科学体系,而又是密切联系的一个整体。煤田地质学是研究煤、煤层以及含煤岩系成因、性质和其分布规律的一门科学,是煤炭地质勘查的理论基础。煤炭地质勘查是一门来自生产而又直接为生产服务的学科,其目的是为煤矿设计与建设提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理而顺利的开发。其主要任务是运用煤田地质理论及其相关地质理论,选择相应的技术手段和工作方法,经过一定阶段的工作,寻找和探明煤矿床,对煤田的地质与开采技术条件进行研究;并结合当前我国技术经济政策的有关规定,对煤矿床做出正确的工业评价。可行性研究属于工业技术经济学的范畴,是煤炭资源评价的重要内容之一。可行性研究的核心是煤矿床技术经济评价,其任务是应用经济学的原理,根据煤矿床地质勘查工作所获得的资料,选取合理的技术经济参数,预估煤矿床未来开发利用的经济价值和经济、社会效益,为煤矿床地质勘查项目取舍和矿山开发投资决策提供科学依据。矿产资源管理属于管理学范畴。矿产资源管理是矿产资源主管部门以矿产资源所有权者和国家行政管理者身份,依据有关法律、法规,对矿产资源进行的综合管理,包括矿产资源的储量管理、矿产资源勘查开发的监督管理和矿业权管理等。煤田地质学是煤炭地质勘查与评价工作的理论依据。煤炭地质勘查不仅是一项地质工作,而且又是一项经济活动,勘查工程的实施要符合经济原则,以最小投入获取最大地质成果勘查成果和最佳经济效益,技术经济评价是煤炭地质勘查的重要主要任务之一。矿产资源管理的目的和任务,是体现国家的意志、维护矿产资源所有者权益,保障矿产资源勘查、开发活动依法有序地进行,取得最佳经济效益、社会效益、资源效益和环境效益。因此,在矿产勘查体制改革不断深化的今天,煤田地质学、煤田勘查、煤矿床技术经济评价和矿产资源管理四门学科之间的联系日趋密切,逐步形成与走向市场化进程相适应的煤炭地质勘查与评价的新学科框架体系。
4教学实施
煤炭地质勘查与评价课程是一门综合性和应用性课程,其内容较广泛,所涉及的煤田地质学、煤田普查与勘探、矿床技术经济评价和矿产资源管理等四门学科,在以前都是独立的课程。为了适应专业改革和复合型人才的培养,将它们综合为一门课程。为了保持各分支学科内容的完整性,又突出重点、加强各部分之间的联系,构成统一的学科框架,在本课程的教学中注重突出以下三方面特点:(1)系统性:由基础地质理论、勘查技术手段、可行性研究和矿产资源管理构成的完整工作框架体系;(2)规范性:由相关标准、规范构成的煤炭地质勘查标准体系;(3)实用性:由理论、方法、规范、实例构成煤炭地质勘查教学体系。煤炭地质勘查与评价课程针对其综合性和实践性强的特点,其教学环节包括课堂教学、实验教学、课程设计、毕业生产实习等环节。
4.1课堂教学
课堂教学是课程教学的基础。在课堂教学中,主要对地质勘查相关的基本理论、技术和方法进行讲解。针对煤炭地质勘查与评价课程具有内容广泛、实践性强的特点,课堂教学全部采用多媒体教学手段。以《煤炭地质勘查与评价》教材为基础,以收集的大量地质勘查报告、图件和表格为素材,采用案例教学、互动式和讨论式教学方法。案例教学是一种采用“案例—理论和概念”模式的教学方法。在课堂教学中,一方面采用案例教学方法,通过大量勘查实例分析讲解地质勘查的基本理论;另一方面,实施互动式和讨论式教学,尽可能调动学生主动学习的积极性。每章开始均有本章要点提示,结束时有本章思考题,通过课堂讨论和布置课外作业形式,促使学生积极参与和自我学习。本课程第一章“煤田地质学基础”在前面的课程中已经学过,本门课程安排一次学生以寝室为单位,自己收集资料、制作多媒体课件,上讲台讲授。几年的实践表明,这一安排极大地调动了学生积极性,同时也使同学们在课程学习前对已学知识的巩固,为后续章节的学习奠定了基础。
4.2实验教学
实验教学是课堂教学效果的主要实践环节,也是课程设计和生产实习的基础和前提。在煤炭地质勘查与评价课程的实验教学中,以具体的地质勘查为例,设置了读报告、读图和岩心编录实验,使课程的理论学习和实验的具体实例分析相结合。通过煤炭地质勘查报告和煤炭地质勘查设计报告的阅读,使学生了解勘查设计和地质报告的作用和基本内容,了解矿产资源勘查地质成果的使用,地质勘查报告的组成和煤层综合成果表的基本内容等。通过地层综合柱状图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、勘探线剖面图、煤层底板等高线图及储量估算图的阅读,使学生了解煤炭地质勘查工作中有哪些主要地质图件以及这些图件的相互关系,掌握各种主要地质图件的内容和读图方法,以及它们的用途,培养学生对各种主要地质图件的综合分析能力。通过岩心编录实验,使学生熟悉煤炭地质勘查钻孔岩心描述和地质编录的内容,掌握钻探工程地质编录和岩心描述的方法,培养学生钻探工程原始地质编录的能力。
4.3课程设计
课程设计是对课堂教学的综合训练,也是生产实习的基础和前提。课程设计采用手工编图和计算机绘图相结合的教学方式,充分体现了课程设计的基础性和先进性的结合。通过课程设计,培养学生理论联系实际,独立分析问题和解决问题的实践能力,在课程设计中,设置了煤炭地质勘查设计的编制、勘查图件的绘制和资源储量估算,通过煤炭地质勘查设计的编制,使学生掌握煤炭地质勘查设计的主要内容和具体方法。通过地质图件的编制和资源储量估算,使学生掌握地质图件编制的一般步骤与具体方法和资源/储量估算的基本方法,培养了学生从地质角度分析问题和解决问题的思路和方法。
4.4毕业生产实习
毕业生产实习是课程教学和课程设计的实践应用。为了把地质理论学习和生产实践相结合,要充分利用校外资源,积极与煤炭行业的相关单位建立人才联合培养计划,建立实践教学基地。我院已与中国煤炭地质总局、河北煤炭地质局等煤炭行业建立地质工程本科生实践教学基地。在生产实习中,为学生提供了煤炭地质勘查现场实习的平台。在本科毕业设计中,根据学生意愿并结合单位用人需求,直接将学生送到煤炭地质勘查单位进行生产实践学习,为地质工程本科生的生产实习、毕业论文实习提供了条件,同时也为毕业生去煤炭地质部门就业搭建了通畅的桥梁。这些措施一方面有利于学生将理论知识向实践转化,同时也给用人单位提供了新鲜动力及选拔优秀人才的机会,达到了双方共赢的目的。
5结束语