矿井开拓方式主要揭示的是煤矿开拓巷道布置及联系方式,难点在于煤矿巷道空间关系及其复杂,采用口述和平面教学手段,学生很难建立空间概念,难以达到应有的教学效果。中心采用物理仿真和数字化仿真两种手段开发实验教学系统,物理仿真是按照一定的几何比例关系,建立沙盘模型,并通过声光电等多媒体技术,实现对矿井开拓巷道的布置、矿井开拓过程等进行逼真再现;数字化仿真是采用虚拟现实、网络通讯、三维动画等技术,建立数字化模型,并实现了网络化和共享化,教学内容更加丰富,技术更新更加容易,主要实验模块如下:
表2-2 矿井开拓方式仿真实验系统支撑的实验课程及项目
课程 |
实验项目 |
实验类别 |
实验功能及效果 |
煤矿开采学 采矿学 采煤概论 |
井田划分方式仿真实验 |
基础型 |
井田划分过程和方式仿真模拟,人机交互式仿真平台,实现对近水平煤层、缓倾斜煤层、急倾斜煤层三种煤田类型的划分,使学生了解井田划分的内容和方法。 |
矿井开拓方式仿真实验 (物理仿真和网络数字化仿真两类) |
基础型 |
立井开拓、斜井开拓、平硐开拓等开拓方式三维展示,包含物理仿真模型和网络数字化仿真两种方式,是学生认识各种开拓方式,理解各种开拓方式的技术要点和差别。 |
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矿井开拓过程仿真实验 |
综合型 |
人机交互式仿真平台,以真实三维煤层赋存为基础,对整个井田进行开拓,使学生了解井筒、大巷、井底车场等开拓的布置方式,掌握井田的划分过程。 |
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井底车场结构及调车方式仿真实验 |
基础型 |
人机交互式仿真实验平台,使学生了解井底车场的形式、结构组成,以及调车方式。 |
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斜坡道开拓仿真实验 |
创新型 |
物理仿真模型和网络数字化仿真两种方式,展示非煤矿山的开拓方式,重点是金属矿山开拓方式,使学生了解金属矿山开拓方式的特点,及其与煤矿开拓方式的差别。 |
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国外煤矿井田开拓仿真实验 |
创新型 |
物理仿真模型和网络数字化仿真两种方式,展示国外煤矿开拓方式。 |