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关键词：矿用变压器；寿命管理；全寿命周期成本；成本模型
0引言
矿用变压器作为矿井中电力供应的核心设备之一，它的运行的可靠性和经济性是煤矿管理人员关心的焦点。全寿命周期成本理论为解决矿用变压器的可靠和经济运行提供了新的思路。我国自引入变压器全寿命周期成本理论以来，电力工作人员对此进行了大量的研究[1]。文献[2-5]介绍了全寿命周期成本理论在工程规划和设备维护等领域的应用；文献[6,7]提出了基于全寿命周期成本理论的变压器选择的创新方法，但未形成全面的、有效的应用方法。本文首先介绍了矿用变压器寿命管理概念，其次介绍了全寿命周期成本管理理论，最后基于全寿命周期成本构建了矿井变压器的全寿命周期成本模型，为矿用变压器在矿井中的应用提供一定的理论参考。
1矿用变压器寿命管理概念
受矿井中各种环境条件的影响，矿用变压器在正常运行的过程中会受到矿井内各种环境的污染而不断老化。当矿用变压器老化程度达到一定临界程度时，变压器的运行便会出现故障，甚至会彻底损坏。矿用变压器的寿命管理主要是通过适当的检测手段对矿用变压器的运行状态进行评估，根据评估结果进行有针对性地维护、延长矿用变压器的使用寿命，从而在提高矿用变压器的安全可靠运行的同时实现变压器的运行维护成本的最优化。矿用变压器寿命管理的基本条件主要包括：（1）状态评估；（2）矿井变压器的维护。因此，对矿井变压器的主要部件进行诊断并分析诊断结果也是矿井变压器寿命管理的一个重要的先决条件。
2全寿命周期成本管理理论
全寿命周期成本管理是从项目的整个寿命周期出发，全面的对设备或者系统的购置、施工、运行维护，直至报废的全过程进行控制，使全寿命周期成本管理成本最小的一种管理方法。全寿命周期成本管理是一种系统的分析方法，旨在实现电气设备在整个生命周期内所消耗的资源最节省的目的[8]。全寿命周期成本管理具有全过程、全系统、全费用等特点。全过程贯穿项目规划设计到项目最终报销整个生命周期过程；全系统指将整个项目的不同阶段的成本话费考虑在统筹范围内，以整体利益为出发点，寻求最佳的成本管理方案；全费用指将所考虑到的所有会产生的费用考虑到规划当中，从而在可用率和全费用之间寻求新的平衡[2]。全寿命周期成本管理理论的提出不仅可以解决矿井变压器使用寿命周期短的问题，而且还可以实现矿井变压器全寿命周期成本最低的目的。因此，建立矿井变压器全寿命周期成本模型对于矿井变压器全寿命周期成本的研究具有重要的意义。
3矿井变压器全寿命周期成本模型的构建
矿用变压器全寿命周期成本通常可以通过工程估算法来进行估算。根据工程经济学理论可先将矿井变压器在各个生命周期的成本全部折算到矿用变压器投入运行时的限值，然后对矿用变压器等额年回收成本进行计算。矿用变压器的全寿命周期成本可由以下几个部分组成。即：LCC=IC+OC+FC+DC公式中，LCC表示矿用变压器全寿命周期成本；IC表示矿用变压器的初初始投入成本；OC表示矿用变压器的运行维护成本；FC表示矿用变压器故障成本；DC表示矿用变压器报废处理成本。基于全寿命周期成本的矿用变压器检修及退役策略制定流程：基于全寿命周期成本的矿用变压器检修决策方法可分为以下主要步骤：（1）收集矿用变压器各种实验及在线监测等状态量数据；（2）根据矿用变压器的状态量数据进行各种判断；（3）对矿用变压器的绝缘状态进行状态评估；（4）通过建立各种矿用变压器的评估模型来进制定矿用变压器的检修决策方式；（5）根据矿用变压器检修前后的全寿命周期年成本进行变压器检修决策的制定。
4结束语
随着我国煤炭企业的不断完善和先进生产技术的广泛应用，矿井机械化程度有更进一步的提高。矿用变压器在煤矿输配电生产中扮演着重要的作用，为切实做好煤矿企业的降本增效工作，研究矿用变压器全寿命周期成本不仅对于延长变压器的寿命周期和减少煤矿企业的资金浪费和利益最大化具有重要意义，而且对于建设煤炭经济新常态也具有重大意义。
参考文献：
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[4]史京楠，韩红丽，徐涛。全寿命周期成本分析在变电工程规划设计中的应用[J].电网技术，2009,33(09):63-66.
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[6]郎斌。输变电设备全寿命周期成本优化研究[D].保定：华北电力大学工商管理学院，2008.
[7]薛玉兰。基于全寿命周期成本概念的检修成本建立方法[J].华东电力，2008,36(10):87-90.
[8]张媛。基于灰色理论的电力设备全寿命周期成本评估及模型[D].重庆：重庆大学电气工程学院，2008.
关键词：矿产勘查；非传统理论；可持续发展
在人类社会发展的过程中，矿产资源的开发和利用一直是整个社会发展的基础，它不仅有利于人类社会的可持续发展，还使得人们的生活质量在不断的提高。然而随着时代的不断进步，人们对矿产资源的需求量也越来越大，传统的矿产勘查和生产方法和理论已经无法满足现代化矿产生产的相关要求，因此我们在现代矿产勘查工作中，人们就将许多一些非传统的理论和方法应用到其中，从而使得矿产生产的效率和质量得到进一步的提高，进而满足当前人类社会经济发展的相关要求。下面我们就对现代化矿产勘查工作中非传统理论和方法进行介绍。
1、中国矿产勘查的历史概况
1.1中国古代矿产勘查概况
在矿产行业发展的过程中，人们主要是从矿产勘查、开采以及生产这三个方面的内容来进行的。在我国古代，其矿产生产技术一直处于一个领先的水平，他它是我国古代社会、经济、文化发展的基础内容。然而随着时代的变迁，统治者的思想逐渐的僵化，并且制定出来许多不合理的管理制度，这就使得我国固定矿产勘查的生产技术在不断的落后，从而导致当前我国矿产勘查技术一直处于一个滞后阶段。
1.2新中国成立后以来的矿产勘查概况
在新中国成立以后，我国开始引起了许多先进的矿产勘查技术，从而保障我国勘查行业的简称发展。使得我国的矿产勘查水平逐渐和世界水平接轨，这就为我国社会主义经济的发展打下了扎实的基础。而且在我国矿产行业发展的过程中，许多专家学者也在传统地质理论和矿产勘查技术的基础上，来对其进行相应的创新，并且向西方发达国家吸收先进的经验，从而使得我国矿产勘查技术越来越接近国际水平。在上个世纪六七十年代，我们在地质勘查队伍也在不断的壮大，这也为我国矿产行业的发展提供良好的前提条件，然而随着我国矿产勘查基础理论的不断穿线，人们对矿产行业的发展建设也有着一些新的认识，这就有效的保障了我国社会经济的稳定发展，从而使得我国的矿产生产技术得到了进一步的提高。
20世纪80年代，对于大中型矿床而言，已经很难用传统方法在方便的交通、岩石露头良好的地区找到了。令人欣慰的是，配合微量分析技术，我国地质界科学、及时、系统地进行了化探扫面工作，大部分地区的地球化学背景被查明，大量化探异常被圈出，使我国的国土研究程度得以提高，也为化探工作向中大比例尺方面发展和金属矿产勘探提供了靶区。随后一批大型、特大型浅埋藏矿和难辨认矿相继被发现，尤其是一大批肉眼难以辨别的金矿床被发现了。在这一时期，地球化学工作者做出了不可磨灭的贡献。可以说，创新和系统应用地球化学找矿法在地质勘查方面具有里程碑的意义。
20世纪90年代后期，可以说，通过检查了大部分重要的化探异常，我国交通便利的地区，在当时的工业技术可利用的大型地面矿和浅埋藏矿已经很少了。仅仅通过现有的理论分析和图面判读，要想有效地在工作程度较高的地区勘探出新的大中型矿床已经非常困难。而且这一时期我国也没有能够全面实施需要高投入的深部探矿工程。更加令人遗憾的是，在这10年里，地矿行业在全球范围内呈现萎缩状态。在我国，因为地质勘查行业进行体制改革，这种萎缩局面就更加的突出。由于打破了传统的地勘队伍建制，而且地质勘查技术人员逐渐退休或流失，再加之经费严重不足，致使基层地质勘查科研队伍严重涣散，不再坚守“实践―认识―再实践―再认识”的科学原则，相反则是漫延着严重的功利主义思想，后继乏人是这一时期一线地质科研力量的真实写照，事实上地质矿产勘查行业是最需要言传身教的。
2、目前矿产勘查面临的形势
在日趋减少的地表矿的严峻形势下，矿产业急切地盼望着产生新的矿产勘查手段和方法。地质矿产勘察人期望着通过物探仪器探寻地下蕴藏的矿产资源，这也是矿产勘察行业今后的一个发展的方向。但是令人遗憾的是，利用“穿山镜”式的金属物探仪器探查众多的有色金属矿床和贵金属矿床，仍然没有成为现实，以目前的科技水平，还难以产生既经济又便捷有效的物探仪器和技术方法，而且很多的失败例证出现在了地球物理探矿的试验中。令人欣喜的是，在进入新世纪以来，改革开放取得的社会的总体发展和西部大开发战略的实施，使边远地区和浅海大陆架的地质勘查得到了极大的促进，在这些地域的地质矿产勘查工作还是取得了显著的成绩。
3、目前国内外矿产勘查理论与方法研究现状
在矿产资源勘查的过程中，最为重要的是要利用先进科学的方法。在应用传统的地质、地球化学，地球物理、遥感、工程技术等技术方法之外，还必须要重视非传统的途径，积极采用高新技术的矿产勘查方法，例如：非线性理论、超常条件下多元相体系反应及物质分离技术，GIS、GPS、RS 技术（“3S”技术）、“三联式”矿产预测与定量评价数字找矿理论与方法等，相对于传统的矿产勘查而言，这些新模型、方法和思路，可以极大地提高找矿的效率和质量。面对高速发展的经济社会对矿产资源的巨大需求，以及越来越多的难以识别、发现、勘探、开发的找矿资源，为了确保为经济社会发展可持续性地供给矿产资源，积极探索、采用非传统理论和方法进行矿产资源勘查具有非常重要的现实意义和作用。
4、非传统矿产资源概述
所谓的非传统矿产资源指的是，受限于经济和科学技术、环境等因素，目前还没有被勘查出，或者还没有得到开发利用的矿产资源，以及某些潜在的矿产资源，即尚还没有被看作矿产和其用途还没有被发现的。
5、基于非传统矿产资源研究的若干思考
地球的一所有气体、液体、固体物质都可以称之为资源，这是新的地球物质资源观的核心内容，其分别主要在于已经得到认知或发现，及已经得到利用的资源和还没有得到认知或发现，以及还没有得到利用的资源之分。也就是说，资源是一个相对的概念，而且也不仅仅涵盖地球上的所有物质；另外，资源又是一个动态的概念，它随着时间和空间的变化而变化，所以说，“非传统”资源与“传统”资源这两个概念也是随着时间的变化而变化的。
6、结束语
由此可见，在当前我国矿产行业发展的过程中，传统的矿产勘查技术和理论已经无法满足现代化矿产生产的相关要求，这不仅阻碍了我国社会经济发展，还对人们的日常生活有着一定的影响，因此我们在现代化矿产资源生产当中，就要将一些先进的理论实现和方法，应用到其中，从而使得我国的矿产勘查技术水平得到进一步的提高。■
参考文献
关键词： 煤矿；设计阶段；造价控制
中图分类号：TU723文献标识码： A
一、当前煤矿建设项目在设计阶段造价控制存在的问题及表现形式
从2000前后开始，中国煤炭工业进入有史以来开发力度最大的时期，但无论是神华、中煤、兖矿、中电投等国有大型企业集团，还是私人煤窑主， 煤矿竣工结算时其总投资均远远超过设计概算投资。例如：中电投下属的贵州黔西桂箐煤矿，矿井为煤与瓦斯突出矿井，设计生产能力120万吨/年，2004年第一次概算投资为2.4亿元，2007年底因实际投资已接近概算而工程量尚未完成一半，就按实际将概算调整为5.1亿元，但是到了2010年发现这5.1亿投资也不够，于是又调整为7.8亿元，后来也是同样的原因调至10.8亿才勉强进合试运转。又如：贵州织金私人窑主杨志学的杨柳煤矿，为高瓦斯矿井，设计产能15万吨/年，第一次概算为3000万元，现已投入了1亿元以上但仍未进合试运转。
二、建设总投资超过设计概算投资的原因分析
煤矿建设实际投资远超概算投资的原因，很大程度上是因为业主们在项目决策后，把煤矿建设项目造价控制的重点放在实施阶段，重视施工期间的工程排队、施工方法或者招投标阶段的工程价款结算方法、价差等等造价控制，而忽视对设计阶段的造价控制，没有从根本上解决影响工程造价的问题。
实际上，煤矿建设项目作出决策后，控制造价的重点不在实施阶段，而在设计阶段。这是因为：在建设工程的不同阶段，投资控制的重点和效果是不同的，它们对整个项目造价的影响大体上分别为设计阶段35%～75%，施工阶段59%～35%，竣工决算阶段0～5%，所以，设计阶段是矿井建设工程造价控制的最佳切入点在设计阶段。
矿井建设项目设计阶段包含若干个进程，从方案到初步设计，又从初步设计到施工图，建设项目的模型逐步细化，再通过施工使项目以具体的实物展现出来，因此，这一阶段控制造价比较具体、直观，似乎有看得见、摸得着的感觉。在设计过程中，可以利用价值工程原理对多个设计方案进行经济比较，对不合理的设计提出意见，从而达到控制造价，节约投资的目的。
在矿井建设项目设计阶段，有许多不确定因素必须考虑周到且留有余地。一是政策性不确定因素。国内煤炭产业大发展的黄金十年，也是煤炭产业政策不断推出的十年，尤其近几年的关闭整合政策和安全投入政策，如果设计人员未能提前考虑到，则会在实施时增加投资。例如紧急避险系统和人员定位系统是近年来才提到的新课题，需要设计人员在设计时具有超前意识，熟悉国家的政策出台倾向并积极考虑到设计中去。还有就是政策性停工的影响也必须考虑，中国的安全政策，往往是一个地方发生安全事故，则整个地区均要停工整顿，但是停工了该运转的设备还要继续运转，该付的人工工资还要继续维持，这就增加了投资，需要设计人员在工期设计时对煤矿所处地区的安全形势等比较熟悉。二是矿井自然条件的不确定因素。煤矿建设是在地下与自然作斗争，许多地质情况无法预测，尤其是南方高瓦斯地区，煤矿五大自然灾害均具备，要充分考虑矿井建设过程中受地质条件影响发生设计变更增加的投资。
矿井设计阶段控制造价是实实在在的事前控制。由于设计阶段毕竟是纸上谈兵，建设项目还没有开始施工，需要调整或改动都比较容易。为了避免施工阶段不必要的修改，减少设计变更造成的工程造价的增加，应该把设计做得越细越好，尤其是施工图设计。因为设计的每一设想都是需要投资来实现，所以在没有开工之前，把好设计关尤为重要。工程造价是设计出来的而不是计算出来的，一旦设计阶段造价失控，就必将给施工阶段的造价控制带来很大的负面影响。
但是，在现行的造价管理模式中，矿井设计阶段的事前造价控制没有被摆到应有的高度上，因而造成了设计单位对造价控制工作的漠视，结果出现设计粗糙，初步设计深度不够甚至和无法对现场施工起到指导作用，设计概算质量不高。这种现象造成了社会智力资源的浪费，没有充分发挥出设计单位在造价控制方面的人才优势和技术优势，更造成了工程造价控制的先天不足。
三、如何有效解决矿井建设在设计阶段的造价控制
1、设计招标
对于同一个井田，如何进行开采设计，只要从事过煤矿开发管理的人思路是各有千秋，工程造价问题繁琐而又复杂，公说公有理婆说婆有理，但是，只要遵循市场经济规律，抓住竞争这个决窍，动用设计招标这一有效手段，就能化解许多矛盾，在造价控制工作中占尽先机。从这个角度来说，设计竞争是个纲，造价管理是目，纲举目张。
一方面，设计单位要想在竞争中获胜，其参选方案就得技术先进，创意独到，造价合理；另一方面，业主可以在诸多相对优秀的参选方案中，精挑细选，邀集专家评委，充分斟酌比较，选择科学合理的设计方案。在这一过程中，应该积极推行限额设计，按照限定投资额度进行设计，使施工图设计阶段的投资控制得到有效控制，要防止被大量的功能要求、技术措施等细节问题冲淡了对造价控制的要求，要有清醒的成本意识，抓住有利时机，切实做好工程造价的龙头控制工作。
在设计招标文件中，除按有关规定提出各种要求外，设置一个合理的造价控制目标并要求设计单位围绕该目标展开方案讨论是造价控制的根本。要鼓励各参赛单位应用价值工程的原理和方法进行方案优化，提出至少一组方案参与投标。
2、过程控制
在初步设计和扩大初步设计阶段，要侧重技术功能要求，另外设计人员在设计阶段应积极吸收造价人员参与全过程设计及参加图纸会审，使设计一开始就建立在健全的经济基础上，达到在技术先进条件下的经济合理，在经济合理的基础上技术先进，把技术与经济相结合的观念渗透到设计管理和建设项目管理之中，使设计人员真正设计出高质量的图纸，减少或杜绝设计变更，彻底根除三边工程（边设计、边准备、边施工），减少由于涉及漏洞大、深度不够给建设项目带来的投资浪费，真正做到技术与经济相结合，使有限的造价指标发挥出最大的作用。其重要特征是：以提高价值目标和建设单位要求为重点，技术分析与经济分析相结合，设计方案在经济合理的前提下达到建设单位期望的功能要求。
在施工图设计阶段，则要侧重于造价控制，推行限额设计，按照批准的初步设计(或扩大初步设计)的总概算严格控制施工图设计。同时各专业在保证达到使用功能的前提下，按分配的投资限额控制设计，严格控制技术设计和施工图设计的不合理变更，保证总投资限额不被突破。
限额设计是在实事求是，精心设计并保证设计科学性的前提下，运用投资分解和工程量控制等方法，实现对投资限额的控制与管理，同时也实现了对设计规模、设计标准、工程数量与概预算指标等各个方面的控制。此外，应严格遵守设计标准规范，推行标准化设计也是降低设计成本和工程成本，提高设计的正确性和科学性，缩短建设周期的重要手段。
3、按要求编制设计概算
要详尽准确地编制设计概算。工料机单价分别参照造价管理部门的有关计价依据和市场信息执行，以便增强概算造价的可操作性，使清单项目的异同和方案经济性的优劣可以较容易地比选出来。此时的概算文件应是投标文件的一个不可缺少的重要组成部分，被视为是一种承诺。一经决标(或中选)，就具有了国家对概算管理所赋予的全部职能，并且作为扩大初步设计阶段和施工图阶段限额设计的依据，所以，建设单位应高度重视。
4、合理确定设计费用
合理确定设计费用是一个值得探讨的问题。设计单位一般会采用缩短设计周期和降低设计费用来增加中标的吸引力，但这是在一种不对等的情况下作出的承诺，不利于设计单位的技术进步和持续发展。应在招标文件上约定鼓励性的费用支付方式，如降低工程造价、提高设计功能和缩短设计周期均应按一定比例给予奖励。反之，要相应处罚直至追究法律责任。这些约定在决标后的规定时间内，用合同方式进一步确定下来以便双方共同遵守。 这种费用处置方式，可以充分考虑创造性设计的价值，对于激发设计单位和设计人员的积极性、创造性，明确各方利益关系，有重要的意义。我国现行的设计取费标准是按投资额的百分比计算，使得造价越高，收费也越多。这种取费办法，难以调动设计者主动考虑降低造价、节约投资，更不利于工程造价的控制。
5、尽可能采取一次性总体招标的方式
将初步设计和矿、土、安三类工程的施工图设计一起招标，有利于勘察设计的质量，因为分阶段性招标，前阶段中标人和后阶段中标人，各专业设计人员的设计思路不同，必然出现设计产品前后衔接问题；后阶段中标人对工程的前期工作了解不够，相应设计周期增长；各阶段中标人之间协调不便，以致在施工实施阶段变更设计多，对整个工程的造价影响较大。
四、设计阶段造价控制的推广范围和借签意义
同样是贵州高瓦斯煤矿，永贵能源下属的五凤煤矿，一期设计产能为90万吨/年，概算投资为3.6亿元，建设工期为30个月，但是，由于项目班子成员均受过良好的建设项目管理培训和实践，对矿井建设管理轻车路熟，该矿一期工程的建设投资没有超过概算投资，建设工期则仅为18个月。该矿的建设管理之所以取得如此优秀的业绩，是因为在项目实施时，建设方就从设计源头把关，优选设计单位，对设计方案也进行了认真优化，大到矿井开拓系统布置，小到每台开关选型，在设计院提出设计意见后建设方均组织专业技术人员进行认真验算，使设计更符合现场需要，做到了方案最优、投资最省、工期最短。
作为国电贵州煤业投资有限公司下属的煤矿，都属于高瓦斯矿井甚至是突出矿井，其造价控制在设计阶段也有重要意义。如洒志煤矿，因业主变更、矿建工程在确定设计院时已实施了一部分、设计院现场服务力度不够等原因，造价控制难度较大。但如严格按照项目管理的程序，先大致确定井型和投资规模，再优选熟悉贵州地质情况、熟悉贵州省各级煤炭行业管理部门管理思路、在贵州地区设计业务开展较多的设计院，严密论证设计方案、施工图纸和对建设过程中可能出现的各种不可控因素进行合理预测，则造价控制就不会如此被动，概算投资至少能控制在一个比较合理的范围。
因此，凡是煤矿建设项目，在项目决策确定后，只有搞好设计阶段的造价控制后，实施阶段、竣工结算阶段的造价控制才有意义；同时，只要搞好了设计期间的造价控制管理，整个建设项目的造价控制就抓住了源头，抓住了大头，否则就是丢了西瓜捡了绿豆。
五、结语
造价控制贯穿于煤矿建设的各个阶段。要有效地控制煤矿建设造价，不仅要把造价控制转移到建设前期的投资决策和设计阶段，尤其应抓住设计这个关键阶段，以取得事半功倍的效果；同时要对工程造价的估算、概算、预算等实行“一体化”管理，改变过去分段管理的状况。加强对工程造价的主动控制，强化全过程的动态管理和监督，对进一步提高建设工程项目投资效益具有很重要的意义。
参考文献：
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关键词：教材建设；采矿学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）07-0081-02
一、采矿学教材建设的必要性与意义
教材作为传授知识的主要载体，是对课程内容体系的集中反映，同时也是学生获取知识的重要来源。《采矿学》（第2版）就是在近10多年中不断的教学实践、研究以及改革中逐渐形成的，对采矿工程专业课教学质量和人才培养质量的提高都具有十分重要的意义。
随着全球采矿行业的蓬勃发展，采矿技术不断更新，逐渐从之前的以机械化和大型化为主向数字化、信息化、自动化转变。目前，国外普遍将为环境设计理念为基本出发点，把生态化开采作为矿山设计的主要内容，矿山环境得到有效的改善和保护。因此，传统的采矿方法和设计理念也随之发生了深刻的变化[1，2]。
新的采矿技术和设计思想，对从事采矿工作的人才无论是在知识结构上还是思维方式上都提出了更高的要求。《采矿学》就是为了适应这一发展趋势对采矿专业人才的知识结构提出的新要求，凝结了15年的教学实践经验和众多业内人士的反馈意见，系统研究分析了欧美和我国典型大学采矿工程专业教学内容及其教材的特点和优点后，形成的教学成果[3，4]。
二、教材改革与建设目标
《采矿学》教材改革的总体建设目标：以教材为载体，推动教学内容体系的改革和完善，不断提高采矿专业人才的培养质量，使之适应采矿科学技术的发展要求。
针对内容设计，《采矿学》（第2版）融入了目前世界上最新的环保、节能、高效采矿方法和理论。鉴于目前政府鼓励海外矿产资源投资建设以及越来越多的矿业人才走出国门，参与到世界的采矿潮流中，所以以往的采矿教学内容必须改变，既要满足国内矿山技术人才的需要，又要与世界国际性人才接轨。《采矿学》再版就是着力解决21世纪采矿专业知识结构与数字化、信息化、国际化和生态化之间相适应的问题，实现工艺技术、采矿方法等传统“硬技术”与技术经济决策、数值模型以及生态化开采、开采方案优化等“软科学”并重，同时兼顾国内、国际相关理念和方法，并充分显示国内外在矿业领域应用较成熟的最新研究成果。在实践上，《采矿学》以解决采矿工程专业课教学有的矿山三维空间概念（矿体模型以及回采空间布置）和工艺时序（采矿方法和回采时空顺序等）概念难以建立以及实践性强的难点问题为目标，在教学中，运用与教材配套发行的采矿工艺三维模型、实际矿山的数值模型数据库以及专门为教学研发的优化设计软件，使学生尽量快速牢固地掌握采矿工程空间布置结构、回采过程的时空先后顺序以及相互关系。同时学生通过使用提供的软件可以进行近于实战的优化设计，在很大程度上提高了学生应用课堂知识的能力。
三、教材建设特色
《采矿学》教材建设在内容设计以及理论研究上具有显著的时代创新特色。随着环境问题的日益突出，人类对环境保护意识逐渐增强，为环境设计理念逐渐走进公众视野。造成当今环境问题日趋严重的一个非常重要的因素就是矿山开采，在整个资源开采过程中，大量的地表被剥离、地下水位下降以及地下水严重污染、尾矿库和排土场的沙尘飞扬、土地重金属污染等，为了控制矿山环境问题的恶化，国外政府对矿山开采进行了严格的限制以保障环境，但大多都还停留在先污染后治理的末端环境保护，本教材中提出的为环境设计理念思想中一个关键点就是实现源头减量，即在矿山设计初期就将环境问题考虑进去，同时把技术经济评价、决策和优化等“软科学”作为与矿山开采同等重要的环节融入到新教材中，形成了一个适应时代特色的、新的采矿专业知识结构体系。在体系结构上，《采矿学》形成了一个较为完整的系统，不再是对新技术、新思想的简单组合，而是从整个采矿工业和采矿方法出发，将理论知识、技术方法等进行融会贯通，使之形成一个完整体系。比如在矿山生产设计优化中，首先以矿山开采的基本特点为基础，结合已经成型的且较为成熟的理论算法，进行矿山优化设计；在设计过程中将经济决策作为矿山优化的目标，量化生态压力，将生态环境保护作为约束条件；同时，以整个矿山生产工业为线索，在不同工业环节进行展开论述，包括设计思想、运输工具调度配置、炸药型号选择等。在实践上，从软件的开发到三维模型的应用都让学生参加进来，首先在思维形式上树立起全面观，在教学过程中，将实际矿山建立成数字模型，通过软件教学对矿山生产的每一个工艺环节都进行现场模拟，让学生如亲临现场，有效解决了学生建立三维立体感的困难，不仅提高了教学质量，更培养了学生的动手能力以及应用所学知识解决实际问题的能力
四、教材建设成效
《采矿学》（第2版）从教材结构安排以及内容设计上，都凝结了东北大学采矿工作者们过去十多年里中在教学研究、实践和改革方面的心血。东北大学《采矿学》教材自出版以来，获得各种教学类成果奖：《采矿学》第一版被批为教育部普通高等教育“九五”部级规划教材；2004年由该教材编著者王青教授主讲的采矿学课程获“东北大学校级精品课程”；经过不断的探索、研究和总结，该课程2008年被评为“国家精品课程”，得到学校和教育部的大力支持；2009年申报“课程建设成果及其教学和课程体系改革成果”，获得辽宁省教学成果一等奖的佳绩。在上述课程建设项目建设的支撑下，以及多年的教材建设和课堂讲学经验，结合在校生课堂反馈和毕业生的工作经历反馈，对《采矿学》教材在内容和结构体系上进行重新改进和编著，《采矿学》再版并列入普通高等教育“十一五”部级规划教材，并于2011年4月再次出版发行。2012年，以《采矿学》教材建设申报的教学成果――“《采矿学》教材建设”，同时获东北大学教学成果一等奖，辽宁省教学成果（教材类）一等奖的好成绩。2012年，我专业同时被教育部评为采矿工程“国家卓越工程师教育培养计划实施高校”重点建设专业，配套“专业综合改革试点”项目。2012年底，综合教改项目再次获得东北大学教学成果特等奖、辽宁省教学成果一等奖；2014年5月，《采矿学》第二版被列入高等教育“十二五”部级规划教材；2014年6月和9月，“采矿工程专业课程体系改革与卓越人才培养模式研究”分别获东北大学本科教项目立项以及辽宁省教改项目立项；2014年7月，“《采矿学》教材建设”教学成果被评为部级教材成果二等奖，根据教材内容建设的网络平台获得东北大学优秀网络课程二等奖；2014年9月，采矿学网络精品课程获“辽宁省教育软件大赛二等奖”。
五、成果应用
《采矿学》第一版作为教育部普通高等教育“九五”规划教材，在2001年由冶金工业出版社出版统一发行，首次面世，其内容和结构上的显著创新逐渐得到我国采矿教育界和工业界的认可，发行量不断增加，成为许多大专院校教学、公司培训的教学用书以及广大采矿工程技术人员的参考用书。截止2011年，《采矿学》第一版先后印刷九次，印数高达25000余册，其发行量之高在同类专业教材中实属少见。应广大采矿同行要求，根据近些年的教学实践以及相关反馈意见，同时针对该书出版以来采矿科学技术的发展，对原教材进行了重新整理和编著，融入新的时代特色。由于新教材的独特构思，《采矿学》第二版被列入教育部普通高等教育“十一五”规划教材，于2011年出版发行。由于第一版已经得到业界的广泛认可，加上第二版具有的显著时代特色，其发行量剧增，截止2013年，已印刷了五次，总印数高达23000册，成为冶金工业出版社近两年年度出版的所有书籍中发行量最大的教材。据出版社不完全统计，订购《采矿学》教材的有东北大学、中南大学、北京科技大学、中国矿业大学、昆明理工大学、重庆大学、辽宁工程技术大学、西安建筑科技大学、山东理工大学等高等院校，包括福建、贵州、重庆、甘肃和浙江等地的学校和企业。《采矿学》已经成为一部在全国具有重大影响力的专业教材，在现代采矿专业人才培养中发挥着重要作用。
参考文献：
[1]王青，顾晓薇，邱景平，孙晓刚。《采矿学》本科专业教材建设改革与实践[J].教育教学论坛，2014，（10）：31-33.
[2]顾晓薇，邱景平，王青，孙晓刚。采矿工程专业卓越人才培养模式建设与实践[J].教育教学论坛，2014，（15）：205-206.
报考报考专业名称类别考试科目及时间备注专业6 月 9 日编号上 午下 午 8:30-11:002:00-4:005:00-7:001法学非师范法理学、民法、刑法英语大学语文 2采矿工程非师范煤矿地质学、煤矿开采技术英语大学数学 （工程类）3安全工程非师范矿井通风与安全、矿山地质英语大学数学 （工程类）4工程管理非师范工程项目管理、工程合同管理英语大学数学 （工程类）5土木工程非师范建筑力学、建筑结构英语大学数学 （工程类）6测绘工程非师范测量学、测量平差英语大学数学 （工程类）7电气工程及其自动化非师范电路分析、电机学英语大学数学 （工程类）8电子信息科学与技术非师范电路分析、数字电子技术英语大学数学 （工程类）9机械设计制造及其自动化非师范机械设计基础、机械制造技术英语大学数学 （工程类）10计算机科学与技术非师范C程序设计、数据结构(C语言版)英语大学数学 （工程类）11能源与动力工程非师范工程热力学、传热学英语大学数学 （工程类）12化学工程与工艺非师范物理化学、化工原理英语大学数学 （工程类）13食品科学与工程非师范食品应用化学、食品微生物英语大学数学 （工程类）14会计学非师范基础会计、财务会计英语大学数学 （经贸类）15金融学非师范货币银行学、商业银行经营管理英语大学数学 （经贸类）16财务管理非师范基础会计、财务会计英语大学语文 17市场营销非师范经济学原理、市场营销学英语大学数学 （经贸类）18国际经济与贸易非师范经济学原理、国际贸易理论与实务英语大学语文 19园林非师范植物学、园林树木栽培英语大学数学 （经贸类）20旅游管理非师范旅游学概论、导游基础英语大学语文 21工商管理非师范经济学原理、管理学原理英语大学语文 22物流管理非师范物流管理、管理学原理英语大学数学 （工程类）23汉语言文学（文秘方向）非师范公文写作、秘书实务英语大学语文 24播音与主持艺术非师范主持概论英语大学语文专业测试25新闻学非师范新闻学概论、采访与写作英语大学语文 26广播电视编导非师范广播电视概论、影视作品分析英语大学语文 27音乐学非师范艺术概论英语大学语文专业测试28音乐表演非师范艺术概论英语大学语文专业测试29舞蹈学非师范艺术概论英语大学语文专业测试30舞蹈编导非师范艺术概论英语大学语文专业测试31视觉传达设计非师范色彩英语大学语文 32体育教育非师范运动生理学
2015年7月4日（星期六）
2015年7月5日（星期日）
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关键词：矿产勘查；非传统找矿；3S；三联式；可持续发展
在当前社会发展过程中，矿产资源成为当前社会发展的主要前提和关键，是保证社会正常发展的有效手段和措施。随着当前社会的飞速发展，人们对矿产资源的需求也在不断的增加，这就使得当前的矿产资源勘查工作不断地扩大，为其发展带来了难题。矿产勘察是结合当前地质学，地球化学和地理为一体的综合性技术手段，其在勘察的过程中要利用各种先进手段进行分析，重视非传统途径，突出高新技术的找矿方法。矿产预测和定量作为当前矿产勘察中的主要手段和方法，是为矿产勘察提供思路和追求目标的主要方法。
1、矿产勘查的现状
随着地质科学、计算机技术和信息科学的发展，各种先进的技术手段和技术理论的不断应用为当前勘察概念带来了发展的机遇，更是为其发展奠定了前提和手段。随着信息技术与自动化技术的飞速发展，勘察技术的发展也是客观的，是从各种传统观念朝着现代化转变的主要手段和措施。新理论、新技术的应用，尤其是近年来多“3S”技术的引入，尤其是GIS的广泛应用。矿产资源预测评价经历了由简单到复杂，由粗略到精细，从抽象到具体的演变过程。具体表现为：从单纯的定性预测到与定量预测相结合，再到定量预测；由单一信息预测转变到综合信息预测；由经验式类比发展到模式类比和多元统计预测，以及今天的科学化、系统化、动态化和可视化预测。
2、非传统矿产资源
受到当前经济和科学技术的影响，当前环境制约和生态保护因素为矿产资源的勘察带来了阻碍和制约，是其发展的主要手段和控制因素。以及尚未被看作矿产和未发现其用途的潜在矿产资源。它是一个包括非传统矿产——矿产勘查的非传统理论及方法——非传统矿业——非传统矿业经济等的完整体。
3、“三联式”矿产预测与定量评价数字找矿理论与方法
“三联式”矿产预测与定量评价数字找矿理论与方法是非传统矿产勘查理论与方法的基础。“三联式”成矿预测将地质异常、成矿多样性及矿床谱系三项研究工作紧密结合形成矿产预测及定量评价的切入点。“三联式”定量成矿预测以地质异常分析为基础，实现成矿及找矿信息的数字化及定量化；成矿多样性分析是矿化特征的数字化及定量化；而矿床谱系分析则是成矿规律的数字化及定量化。可见，“三联式”成矿预测及资源评价涉及到成矿和找矿各方面的基本问题，因而是实现全面数字找矿的必由之路，也是矿产勘查评价领域应用信息技术的基础和前提。
3.1 地质异常具有一定的空间范围和时间界限，其表现形式不仅在物质成分、结构构造和成因序次上与周围环境不同，而且还经常表现在地球物理场、地球化学场及遥感影像异常等的不同。因此，地质异常往往都是综合异常。而地球物理异常(如重磁)是基于地球物理的场论，建立了确定性模型而确定的，是完全定量化的；地球化学异常是在确定元素统计分布模型基础上而确定的，具有统计意义，也是完全定量化的。而地质异常实际是定性地质因素的综合，与前二者相比，定量化程度低而更抽象。
3.2 成矿多样性 多样性是复杂系统中客观事物外在表现的基本特征，它是系统内部各种因素自身演化与外部环境影响相结合的结果。美国学者J.C格里菲思（1978，1980，1984)在进行矿产资源单位区域价值估计研究中提出了“矿产多样性”和“地质多样性”的概念，而且认为两者之间存在着相关联系。成矿多样性是成矿事件的根本表现，它不仅表现为一个矿床在成因、形态、尺度、矿石类型、矿石组合、有利及不利组分上的多样性，还表现在矿床、矿田、矿带、成矿省、成矿区域及成矿时期上的多样性。成矿多样性在成矿物质基础上受矿源地质异常控制，在成矿物质运移上受运矿地质异常控制，在聚矿作用上受赋存环境地质异常控制，在成矿后的变化上受保矿与毁矿地质异常控制。因此，可以通过地质异常背景的研究来揭示成矿多样性的具体特征。成矿多样性问题不仅要从目前已知的或已被利用的矿种和矿床类型出发，而且还要考虑到目前尚未被发现或尚未被利用的“非传统矿产资源”。
4、对非传统矿产资源研究的思考
“新的地球物质资源观”认为地球的一切固、液、气体物质均为资源，只有已认知、已发现及已利用资源和尚未被认知、尚未被发现和尚未被利用资源之分，资源也不是一个绝对的概念，甚至资源已不仅局限于地球物质；其次地球物质资源是随时间、空间而变化的技术、经济、环境、市场、人文等因素的函数，资源是一个随时间推移和空间不同而变化的动态概念，“传统”和“非传统”资源也是随时间而变化的概念。
“就矿找矿”理论是长期以来行之有效的矿产堪查理论。尤其是近年来为解决危机矿山而更加倍受关注，它包括矿山周边找矿和深部找矿。危机矿山矿中找矿的主要目标是同类型矿床和已知矿床中未综合勘查评价与未综合利用的共伴生矿产、传统矿产资源观中的“非矿”类和尾矿资源。其主要思想是运用现代矿产堪查理论、积极开拓选冶新工艺，加强对低品位矿石和共伴生组分的综合利用研究，提高有用组分的综合回收率，不但可使已勘查矿山中被视为“表外矿”、“低品位矿”甚至是“矿化岩石”的资源得以充分开发，而且可以缓解尾矿量骤增之矛盾；更直接地，面对当前世界各国现有矿山堆存的数量巨大的尾矿资源，开展新工艺研究和尾矿资源的再评价与开发利用，其资源、经济、环境效益均十分可观的。“‘三联式’成矿预测”理论中强调了两个很重要的观点：“必须重视发现新类型矿床；不可忽视已进行过较多勘查工作的老区”。
关键词：东北大学；《采矿学》；本科专业；教材建设
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）10-0031-04
一、概述
当今世界综合国力的竞争，说到底就是人才的竞争，只有拥有了一流的人才，才有可能拥有未来。对于高等教育，培养造就富有创新精神和创新能力的卓越工程人才，既是历史赋予高校的重任，也是我国应对新一轮科学技术革命和知识经济挑战的必然选择。东北大学作为我国设立矿业工程学科最早的地矿类高校，在总结以往人才培养实践经验的基础上，围绕如何为社会培养具有全面创造性、技术性卓越工程人才这一问题，在开展教学体系改革的同时，积极开展《采矿学》教材建设与改革工作，努力探索和实践新的人才培养模式。本文根据采矿工程学科专业培养情况，就《采矿学》本科专业教材改革与实践进行探讨与总结。
进入二十一世纪，采矿技术发展十分迅速，发展主趋势从之前的以机械化和大型化为主，转向全面信息化、数字化、自动化，与采矿直接相关的理论和方法也随之发生了深刻的变化。在发达国家，地下铲运、凿岩等设备的自动导航和遥控操作、露天设备的无人驾驶和自动调度、全数字化优化设计等，已经在采矿实践中得到较广泛地应用。近年来出现的一个最新趋势，是高度重视采矿与生态环境的协调，尽量降低采矿对生态环境的冲击，尽快恢复采矿损毁区域的生态功能。我国大型矿山实现了机械化开采，也实现了一定程度地信息化和自动化，如露天矿运输系统自动调度、选矿流程自动监测和控制、采矿方案的CAD设计等。
上述采矿科学技术的发展，对采矿专业人才的知识结构提出了新的要求，对采矿专业课程的内容体系提出了新的要求，对相应教材的内容体系也提出了新的要求。采矿专业课程的教材不仅需要涵盖基本采矿方法和工艺，而且需要涵盖现代采矿科技要求的新理论和新方法，如矿山计算机建模理论和方法、开采方案和各种参数的优化理论和方法、矿山项目的经济评价方法、采矿对生态冲击的量化理论和方法以及生态恢复等。
采矿科学技术发展对相关专业知识的系统性也提出了更高的要求，采矿专业人才应是具有系统性专业技术知识的综合人才。过去以采矿工艺过程划分的课程与教材体系结构，难以实现各工艺环节知识的系统贯通。例如：爆破只讲述爆破相关知识，没有把什么样的爆破参数设计应用于什么采矿方式方法和工艺环节进行有机联系；巷道支护只讲述支护方式及其在给定载荷下的设计计算，没有把不同支护方式与它们所适用的那些采矿方法的具体巷道工程进行有机地联系等等。因此，采矿工程的专业教材在内容体系上，必须把相关专业知识以采矿方式方法和工艺过程为主线融会贯通，实现高度地知识系统性。
我国经济高速发展对矿产的巨大需求，需要利用越来越多的国外矿产资源。越来越多的矿业公司和采矿技术与管理人员走出国门，在国外从事矿产开采。而我国矿业在项目评价、设计、管理理念、方法和手段上与国外有较大的差别。这就需要采矿专业的知识结构能够兼顾国内的实用性和与国际的接轨，以便我国的采矿工程技术和管理人员在国外从事采矿时，能很快适应国际技术经济环境，促进国外资源的开发利用。因此，采矿工程的专业教材在内容体系上必须兼顾国内现实和与国际接轨。
东北大学《采矿学》教材针对上述需求并基于多年教学经验、多方反馈和大量调查研究编写而成，其内容体系在培养满足现代采矿科学技术要求的综合技术型和国际化专业人才中，正在发挥重要的作用。
二、教材改革与建设目标
《采矿学》教材总体建设目标：以教材为载体，推动教学内容体系的改革和完善，不断提高采矿专业人才的培养质量，使之适应采矿科学技术的发展要求。
在内容上，《采矿学》融入了过去教材中没有的、在国内外采矿实践中应用较成熟并在高效采矿上（高经济效益、高生产率、低生态冲击）发挥重要作用的理论和方法，如矿床数值模型的建立、边界品位的确定与优化、露天开采最终境界优化设计、生产计划整体优化、地下开采“三律”（矿岩移动规律、地压显现规律、岩体冒落规律）、露天矿GPS调度、技术经济评价、采矿生态压力和生态成本等。针对我国矿业公司越来越多地走出国门开发利用国外矿产资源的需要，在知识内容上兼顾国内应用和与国际的接轨。
在体系结构上，以采矿方式方法和工艺过程为主线，把相关知识和技术融会贯通，形成一个完整地体系。例如：在论述某一地下采矿方法的结构、采准工程布置以及爆破、落矿、出矿等工艺中，有机融合相关工程的参数设计、爆破设计、支护方式和适用设备选型等的相关理论和计算方法；在论述露天开采工艺中，有机融合各工艺的参数设计、设备选型配置、自动化调度等，并讲述相关的优化理论、模型和算法。
针对采矿工程机构和开采过程的时空性强、靠平面三视图难以建立完整的时空概念这一教学难点，《采矿学》教材配发了一套采矿工艺环节的三维动画短片，有效解决时空概念的建立问题。针对采矿工程教学有很强地实践性的特点，《采矿学》教材配发了“露天矿优化设计软件系统（教育版）”及实例数据库，学生可以用来巩固所学知识、提高知识运用能力，并可用于课程和毕业设计。
三、教材建设主要研究范围与实践内容
《采矿学》的编著者们长期从事采矿工程专业的教学工作，注重总结教学经验、收集反馈信息；注重掌握和跟踪国际、国内采矿领域的科学技术现状和发展趋势以及教学方法、课程设置和教学手段；注重研究总结采矿工程专业课程的教学难点和解决办法。
在采矿工程专业的课程内容体系方面，系统收集了美国、欧洲和我国一些大学的采矿工程专业课程所用教材，认真研究其知识体系结构设计。把所有课程依据内容归纳为几个知识板块，分析了这些学校采矿工程专业知识体系和教材的特点、优点。与美国南伊利诺大学采矿系教授、工程学院院长合作完成了论文“A REVIEW OF THE EVOLUTION OF MINING ENGINEERING CURRICULUM（采矿工程课程设置演化的回顾与评述）”，在2011年土耳其伊斯坦布尔召开的第22届世界采矿大会（22nd World Mining Congress）上发表，引起国际采矿界不小的反响。基于上述研究并针对我国采矿工业的特点和对人才的需求，形成了改革完善采矿工程专业课程体系的指导思想和结构框架：采矿方法、工艺技术等“硬技术”与经济技术评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”并重；强化应用数学和力学基础；国内实用与轨迹接轨兼顾。这一体系适应了现时和今后一个时期信息化、数字化、自动化、生态化采矿技术的发展对具有系统性现代专业技术知识的综合采矿专业人才的需求。
作为采矿工程专业课的主导教材，《采矿学》在内容体系设计上充分体现了上述指导思想和体系框架，做到采矿方法、工艺技术等“硬技术”与经济技术评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”并重。在硬技术方面系统全面地更新完善了典型采矿方法、工艺和技术、设备，充分体现国内外在相关领域应用较成熟的最新研发成果。在软科学方面，系统论述了为高效采矿服务的经济技术评价与决策、数字建模、参数和方案优化等理论、方法、模型和算法。在具体的设计和计划程序与方法方面，既论述我国矿山设计和生产中广泛应用的程序和方法，又介绍国际（主要是发达国家）广泛应用的与我国有明显区别的程序和方法。这样，使用该教材教学，培养的人才不仅具有满足我国现时和将来一个时期采矿业发展的需要，而且满足走出国门开发利用国外矿产资源的需要。
在教学方法和手段方面，《采矿学》的编著者们经过深入研究总结出采矿工程专业课的教学难点：
1.三维空间概念的建立。采矿中各种工程有很强的空间性，各种工程、巷道的布置及其相互之间的衔接，相关几何参数的设计计算，都要求学生能够建立起一个完整的空间三维概念。过去只能借助平面三视图凭想象来形成空间结构，教学时费时且效果不佳。
2.时序概念的建立。采矿不同于一般工厂的生产，后者的作业场地是固定的，而采矿中作业场所和对象是随时间以一定的顺序移动的。这就需要学生掌握采矿过程的时空发展程序，靠静态图解很难达到好的教学效果。
3.实践性强。课堂上讲采矿方法、工艺时，为了具有普遍性，用的大都是典型方案。而采矿的一大特点是地质条件千差万别，实践中的方案与典型方案有较大地差别。把学到的一般知识应用到实践能力必须通过亲自动手来培养，而这是难以在课堂上实现的。
针对头两个教学难点，《采矿学》的编著者们花费大量时间研发了一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片，作为教学辅助手段与《采矿学》教材一起发行。应用这些动画短片，可以在很短时间内使学生建立起三维空间概念和时序概念，而且学生需要时在课余可以反复演放。这些教学辅助手段大大拉近了教学与实践的距离，提高了教学效果。
针对第三个教学难点，《采矿学》的编著者们专门研发了“露天矿优化设计软件系统（教育版）”，配以真实矿山的实际地质数据库和使用说明书，与《采矿学》教材一起发行。使用这一软件，学生可以自己动手，应用课堂学到的知识，对露天矿山进行优化设计，做出设计、计划方案，既深化了对所学知识的理解，巩固了知识的掌握，又培养了应用所学知识解决实际问题的能力和独自确定参数、方案的技术决策能力。这一软件还可用于课程设计和毕业设计，在很有限的时间里提高设计水平，锻炼设计能力。
四、教材改革建设创新与特色
1.教材改革建设创新。
（1）理论与内容创新。《采矿学》在内容上实现了重大突破，体现了采矿工程专业的专业课教学理念和模式的创新。我国一直到上世纪末，采矿工程专业的专业课教学一直沿用以工艺技术为主导的模式，只注重把矿石采出来所需要的工艺技术知识。这一模式在计划经济以及向市场经济转变的过渡时期，发挥了重要作用，培养了国家急需的采矿技术人才。当市场经济占主导地位后，矿山企业面临的不仅仅是按照给定产量把矿石采出来的问题，生产经营的几乎所有方面都需要企业在国家和地方法律、法规下自主决策。是否投资于一个矿山项目、应规划多大的开采规模、什么样的生产计划能带来最大的经济效益等等，都需要工程技术和管理人员具有经济、技术决策和优化的知识。而且，进入二十一世纪，矿山企业不但需要关注经济效益和技术效率，同时需要关注生态效益和社会效益。《采矿学》在内容体系上实现了这一重要转变，创新了教学理念和模式，不仅更新完善了采矿方法和工艺技术等“硬技术”，而且把技术经济评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”放在同样重要的位置，并与硬技术有机融合，形成了一个适应时代需求的、新的采矿专业知识体系。
（2）结构创新。《采矿学》在上述知识体系的结构方面，以采矿方式方法和工艺过程为主线，把相关基础知识、技术和优化决策融会贯通。例如，在论述某一地下采矿方法的结构、采准工程布置以及爆破、落矿、出矿等工艺中，有机融合相关工程的结构参数设计、爆破设计、支护方式和适用设备选型等的相关理论和计算方法；在论述露天境界设计和采剥计划编制中，从传统的过程与方法逐步过渡到优化理论、模型和算法，在露天开采工序中有机融合各工序的参数设计与优化、设备选型配置、自动化调度等。这样，硬技术与软科学之间、仍然发挥作用的传统方法与应用较成熟的新成果之间、国内实用方法与国际的接轨之间，实现了融会贯通，形成了一个新的、完整的体系结构。
（3）实践创新。《采矿学》注重教学实践的创新。针对前述采矿工程专业课教学实践中的难点（即，三维空间概念和时序概念难以建立、实践性强），《采矿学》的编著者们研发了一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片，研发了“露天矿优化设计软件系统（教育版）”，并配有真实矿山的实际地质数据库。这些研发成果有效解决了采矿教学三大难点问题，大大提高了教学效率和效果，培养了学生应用所学知识解决实际问题的能力。
2.教材改革建设特色。《采矿学》在促进采矿工程专业课教育教学改革方面，尤其是内容体系的改革上，发挥了重要作用。其特色主要有以下三个方面：
（1）内容新，具有显著的时代特色。作为专业知识载体的教材，《采矿学》充分体现了采矿科技和社会发展对采矿专业人才的知识结构提出的时代性要求。如今的矿山企业不能单纯追求经济效益和技术效率的最大化，同时需要关注生态效益和社会效益。《采矿学》在内容体系上体现了这些时代性需求，把技术经济评价、决策和优化、生态化开采等“软科学”放在同样重要的位置，并与硬技术相辅相成。
（2）系统性强，具有完整的体系特色。《采矿学》不是在过去教材的基础上加入新东西的简单堆砌，它是以采矿方式方法和工艺过程为主线，把相关知识、技术和方法融会贯通，形成一个完整的知识体系。例如，就爆破技术而言，除具有共性的基础知识外，在每一采矿工序中都阐述了针对该工序具体需要的爆破参数的设计计算、器材选择等。巷道掘进技术、地压控制技术、落矿出矿、优化与决策方法等也类似编排。这样，学生学习每一项单体技术和方法模型时，就掌握了其在采矿中的应用位置；在学到每一工艺、工序时，就掌握了需要用到的合适技术和理论方法。这一体系上的特色，大大提高了知识的连贯性和学生应用知识的能力。
（3）教学针对性强，具有很强的实践性特色。《采矿学》十分注重采矿工程专业课教学不同于其他课程的特点和难点，有针对性地研发了一系列采矿工程结构和工艺过程的三维动画短片，有效解决学生在建立三维空间和时序概念中的困难；开发了“露天矿优化设计软件系统（教育版）”并建立了真实矿山的实际地质数据库，用于培养学生的实际动手能力和知识运用能力。这些动画短片和软件系统是提高教学质量和人才培养质量的有力支撑。
五、教材改革建设综合水平与成效
1.教材综合水平。在知识结构体系上，《采矿学》不仅凝结了大量的教学实践经验和反馈意见，而且纳入了国内外采矿工程的专业课教材及相关课程的优点。在《采矿学》的形成过程中，系统收集了美国、欧洲和我国十多所在采矿专业领域典型大学的采矿工程专业课程设置和所用教材，认真研究其课程知识体系结构和教材的特点、优点，博采众长，形成了改革完善采矿工程专业课程知识体系的指导思想和结构框架。在此基础上，深入研究了国内外广泛应用的采矿技术的现状和发展趋势，抓住信息化、数字化、自动化、生态化开采这一采矿科学技术的时展主旋律，提出了一个完整的知识体系。《采矿学》的知识结构体系充分体现了采矿科技的新成果、新发展，实现了相关知识板块的融会贯通，既具中国特色又与国际接轨，达到了世界先进水平。
《采矿学》不仅仅是一本书，它所承载的是具有时代性、实践性和方向性的采矿工程专业科技的知识体系。《采矿学》的十几次的印刷、在全国的大量使用，本身就是这一教学成果水平的证明。
2.教材改革建设成效。
（1）与教材建设相对应的教学改革及课程建设成效。《采矿学》教材及其承载的采矿课程内容体系，是在过去约15年中不断地教学研究、实践和改革中形成的。《采矿学》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”规划教材，得到学校的资助。2004年由该教材编著者主讲的采矿学课程被评为校级精品课程，在学校的资助下经过四年的建设，2008年该课程被评为国家精品课程，获得教育部和学校的资助，课程建设成果及其教学和课程体系改革成果于2009年获得辽宁省教学成果一等奖。在上述课程建设项目的支撑下，针对教学和课程体系改革需求以及教学实践与反馈，对《采矿学》实施再版，并列入教育部普通高等教育“十一五”规划教材，于2011年4月完成改版工作，出版发行。
（2）教材应用及推广成效。作为采矿工程专业课的主导教材，《采矿学》在内容结构体系上的时代性和系统系已经得到业界的广泛认可。这一教学成果在全国范围得到广泛应用。据冶金工业出版社不完全统计，使用《采矿学》教材的有东北大学、北京科技大学、中南大学、重庆大学、昆明理工大学、西安建筑科技大学、内蒙古科技大学、辽宁科技大学、河北理工大学、山东理工大学等高等院校，以及贵州、甘肃、福建、重庆、浙江等地的学校和企业。《采矿学》在方法和理念上注重与国际采矿实践接轨的特点，也适应了越来越多的矿业公司走出国门开发利用国外矿产资源需要，受到许多矿山企业管理者的青睐，把《采矿学》作为培训教材和参考书使用。
《采矿学》第一版被列入教育部普通高等教育“九五”规划教材，于2001年1月由冶金工业出版社出版发行，先后九次印刷，印数25000册，发行量之高在这一时期冶金类专业教材中是少见的。基于多年的教学实践和来自各方的反馈意见，并针对该书出版以来采矿技术的发展现状与趋势，2005年着手再版工作和相关教学辅助手段的研发，《采矿学》第二版被列入教育部普通高等教育“十一五”规划教材，于2011年4月出版发行。第二版的发行速度比第一版大大增加，在短短的一年半时间内，印刷了三次，总印数达12000册，已发行10430册，在冶金工业出版社2011和2012年度出版的所有书籍中发行量排名第一。这充分证明了《采矿学》的应用范围和应用程度。
在实施效果上，《采矿学》首先是更新完善了在信息时代、矿业全球化和可持续发展背景下需要的采矿工程专业知识体系，为培养符合时代要求的采矿工程专业人才提供了知识载体。其次，《采矿学》充分注意到采矿工程专业课教学的难点对教学效果的影响。一系列采矿工程结构、工艺环节的三维动画短片在教学中的应用，可以在很短时间内使学生建立起三维空间概念和时序概念，并大大拉近了教学与实践的距离，提高了教学效果。使用“露天矿优化设计软件系统（教育版）”及其真实矿山的实际地质数据库，学生可以自己动手，应用课堂学到的知识进行优化设计，做出设计、计划方案，既深化了对所学知识的理解，巩固了知识的掌握，又培养了应用所学知识解决实际问题的能力和独自确定参数、方案的技术经济决策能力，提高了教学效果和人才培养质量。
我国是矿业大国，在多种矿产的产量和需求量上都位居世界第一，但我国尚不是矿业强国。走向矿业强国需要掌握信息化、数字化、国际化、生态化矿产开发知识的大批专业人才。《采矿学》为适应这一需求而生，已经在全国范围的采矿专业人才培养中发挥重要作用，必将在走向矿业强国的道路上继续发挥作用。这一教学成果具有非常广泛的应用前景。
参考文献：
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【关键词】函数理论；概率积分；压覆界线。
[Abstract] Application function theory， use the probability integration method to calculate the irregular protection traces overlapping boundaries， to determine - overlaid mineral resources lines.
[Keywords] function theory；probability integral；overlapping boundary
1.概述
煤炭是我国的主要能源和工业原料，是国家所有的非再生资源。合理开采和优化利用煤炭资源，保护受开采影响区域的主要井巷、建（构）筑物、水体、铁路和地面生态环境，保护矿井开采不受水体的威胁，使煤炭工业健康持续发展，适应可持续发展战略模式，是我国煤炭工业的主要技术政策。因此国家专门编制了《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，对保护煤柱的留设列举了多种计算方法，如：垂直剖面法、垂线法、数字标高投影法等，本文针对不规则保护迹线压覆界限――也就是保护煤柱的留设采用概率积分法，供大家探讨。
2.“开采沉陷”影响函数理论――概率积分法
概率积分法是针对不规则保护迹线（圈定围护带后），采用函数理论，求算所选各断面在相应的地质、采矿条件下的主要影响半径r（下沉盆地边缘―r端）来确定移动主断面上下沉值为0点的连线（零线）即为保护煤柱――压覆矿产资源范围线。
主要计算公式：
围护带至受护边界距离：D=r-s=r-0.1Hi ；
r=Hi/tgβ。
式中：r为主要影响半径；β为主要影响角，即采动后地表下沉值为0点与煤壁垮落后偏移点（拐点偏移距）连线与水平线间所夹锐角，其正切，tgβ称主要影响正切，是概率积分法中重要参数；s为拐点偏移距；Hr为计算点煤层埋藏深度。
该方法是建立煤层座标系，S>0指向采空区，r为正；S
利用该法，计算整体采空区各种移动变形等值线。在开采边界选定数个剖面，建立以煤层底板深度Hi为参数建立移动变形分布剖面函数r=。在-r～+r区间以=（0、±0.1、±0.2、±0.3。…………±1.5）为引数查各点分布函数值乘以相应移动变形最大值，求得各点移动变形值，连接同名点即可绘出各种移动变形等值线。
插图1 开采沉陷”影响函数理论――概率积分法
3.关于影响函数理论――概率积分法主要影响角正切经验值确定的说明
规范和教科书给定的主要影响正切值经验值（按覆岩性质区分）：
坚硬（硬砂岩、硬石灰岩、辉绿岩）tgβ=1.2～1.6；
中硬（中硬砂岩、石灰岩、砂质页岩）tgβ=1.4～2.2；
软弱（砂质页岩、页岩、泥灰岩及粘土）tgβ=1.8～2.6。
沈煤集团根据多年各岩移观测站综和分析成果，给出了具体经验值：沈北矿区tgβ=2.0（属软岩类）；沈南矿区西马四矿tgβ=1.85（中硬类）；沈南矿区林盛矿tgβ=1.89（中硬类）。
4.影响函数理论――概率积分法在《沈阳市沈北新区核心起步区压覆煤炭资源储量评估报告》的应用
沈阳市沈北新区核心起步区基本建设项目建设用地范围由蒲河及其支流水系的内边界线和矿井边界线环绕而成，其形状近于一不规则的椭圆型，长轴近东西延伸，长约6.31公里，短轴近南北走向，宽近2.42公里，其地理坐标：东经123°28′04.57″～123°34′15.25″，北纬41°03′13.57″～41°05′05″，整个建设用地占地约15.28平方公里。
该项目区形状为一不规则的椭圆形，通过对几种压覆界限的确定方法的比较，借鉴矿山生产过程中确定村庄沉陷区范围和公路、铁路保护煤柱的实际采用方法，认为采用影响函数理论――概率积分法更为合理可靠。
根据影响函数理论――概率积分法的计算公式：
围护带至受护边界距离：D=r-s=r-0.1Hi ；
r=Hi/tgβ。
（1）围护带宽度的确定
203国道属一级公路、沈阳市沈北新区核心起步区经济开发带为重要城市规划商务区，河南村、增产村、吴三家、小望、大望、大蔡台子、小蔡台子皆为规模较大的村庄，根据规范，建（构）筑物保护等级划分为Ⅱ级，围护带宽度定为15米。
（2）围护带至受护边界距离
根据上述公式D= Hi/tgβ-0.1Hi ；
将项目区界限绘制到煤层底板等高线及储量估算图上，根据不规则迹线，选择不同的特征点在底板等高线的底板标高（这里需注意的是：本方法是采用的煤层底板深度，因此一定要将底板标高换算成底板深度），若底板标高为负值，可采用底板标高加上该特征点的地表标高（如果该区地形变化不大，可采用附近地表标高的平均值），tgβ值在沈北矿区取2。
将该点围护带宽度值加上受护边界距离展到底板等高线图上，并将所有的扩展点也就是移动主断面上下沉值为0点的连线（零线）即为保护煤柱---压覆矿产资源范围线。
在此基础上进行压覆储量估算。
5.影响函数理论――概率积分法实际应用效果
该法是辽工大开采沉陷科研所与沈煤集团合作，在比较各种方法后最后选优确定的，相关参数通过20余年实际工作总结出来，并得到了很好的验证。该法对于不规则边界建筑物留设保安煤柱较垂线法、垂直剖面法精度高，与实际偏差小。在我们许多压覆报告评估中，要根据建筑物（构筑物）的特点，仔细分析研究比较，结合实际情况，选择合理的评估方法，进行压覆矿产资源评估，这对煤矿煤柱的保留，煤矿的开采，城市规划及政府决策都具有非常重要意义。