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摘 要：根据采矿工程专业本科生培养目标和矿山特殊开采技术课程特点，首先理清课程脉络，分析课程教学的重难点。其次，结合我国五大区域（即华东、东北、华南、晋陕蒙宁甘和新青区）不同地质资源环境条件差异化、开采技术多样性特点，通过案例分析“三下一上”开采影响及其防治技术；最后，阐述我国煤炭的绿色开采、能源的清洁高效利用和可持续发展方向。在教与学过程中教师除了发挥自身的主导作用，确立学生的主体地位外，在课程教学方面还应注重启发式、案例教学和解剖式教学的综合运用，运用理论与工程实践相结合，着重培养学生解决工程问题的创新意识和创新能力。
关键词：矿山特殊开采技术；课程脉络；教学重难点；教学方法；工程实践；创新能力
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）19-0101-04
Abstract： According to the training objective of mining engineering specialty undergraduate and the course characteristics of special technology for coal mining， this paper firstly makes clear the curriculum context， and analyzes the emphasis and the difficulties of curriculum teaching. Secondly， based on the differentiation of different geological resources environment and diversification of mining technology of five regions in China， it analyzes the influence of "three unders and one above" （under water body， building and rail， and on karst water body） mining and the technology of prevention through cases. Finally， it expounds environmental protection for coal mining， efficient utilization energy resources， and the direction of sustainable development. In the process of teaching and learning， the teacher should play a dominant role and establish the students' subjective position； besides， the teacher should lay emphasis on comprehensive application of the heuristic teaching， case teaching and anatomic teaching， combine theory and practice， and stress the training of students' innovation awareness and ability of solving engineering problems.
Keywords： special mining technology； course structure； teaching difficulties； teaching methods； engineering practice； innovation ability
矿山特殊开采这门课是安徽理工大学采矿工程专业高年级学生开设的专业必修课，安排在第六学期计32学时，它是在修完主要专业课“煤矿地质”和“煤矿开采学”的基础上进行。伴随着经济全球化和我国经济运行的新常态，能源领域也一样面临供给侧改革，“十三五”提出的创新、协调、绿色、开放和共享五大发展理念，高校人才培养的根本目标就是培养具有国际竞争力的创新型复合人才，包含创新意识、创新精神和创新能力的培养。我国从1999年开始的扩招以来，人才培养的批量化产出势必导致毕业生的创新意识和创新能力的下降，难以适应我国新时期供给侧改革对创新型复合人才的需求。为了实现工业4.0中国制造2025，培养创新型复合人才日益成为高校生存和发展的使命。目前，我国高校教育工作者在这方面已进行了一些有益探索，针对我校《矿山特殊开采技术》是一门理论与实践相结合比较强的课程[1]，传统填鸭式的讲授方法不利于培养学生的创新能力。为了扭转这种局面，因而在教学中有意识地运用启发式教学、案例分析式教学、任务驱动式教学、问题情景式教学等教学方法[2，3]，有意识地调动学生思维的主动性，多方面提高学生创新地解决工程问题的能力。本文擬从课程脉络、课程教学的重难点等方面入手，结合我国不同区域地质资源条件、环境与社会发展的差异化、开采技术多样性特点，对“三下一上”开采提出了不同的要求，为此，在讲授矿山特殊开采这门课时要综合运用多种教学方法。
一、课程脉络简述
《矿山特殊开采技术》这门课主要围绕不同地质条件地下开采引起地表移动变形的基本规律，在建筑物和构筑物下、铁路和公路下、水体下和承压水上（简称“三下一上”）开采的地表变形规律、判别方法和应采取的防护技术措施，开采沉陷的预计和地表移动变形的观测；最后，介绍深部开采面临“高应力、高瓦斯和高岩溶水压和开采扰动”影响，及深部开采的巷道布置、开采部署和岩爆等矿压控制对策；高瓦斯条件下的卸压抽放及煤与瓦斯突出的防治及高地温的防治措施；难采煤层开采的途径，以及水力采煤、充填采煤及煤层气开采特色和清洁能源的综合利用。 《矿山特殊开采技术》课程的脉络是以地下开采引起工作面覆岩运动形成的地表下沉盆地规律为主线，通过分析不同倾角下煤层开采引起主断面内地表移动变形的一般规律，对“铁路和公路下、水体下”采煤的特点，如何加强建筑物、构筑物的保护，对水体下采煤探讨导水裂隙带的发育规律，寻求如何在水体下采煤时提高开采上限确保资源最大安全利用。在承压水上采煤时，分析不同地质条件底板覆岩的破坏深度和承压水导升高度，分析隔水层的隔水能力是否满足安全开采要求，确定安全开采下限。
二、结合矿山开采现状，分析课程教学的重难点
根据我国五大区域煤层地质条件和环境的差异性、复杂性和经济社会发展不同程度等特点，在煤炭开采区，一般遵循由近及远、先浅后深、先易后难、先优后劣的开采原则。近年来，随着我国华东、东北进入深部开采将面临诸多技术难题，华东地区由于人口密集、经济发达有更多三下压煤难以采出，华南地区水患严重对开采不利。
目前，我国“三下一上”压煤量多达140亿吨以上，东北和华东地区大部分矿井已进入深部开采，同时可采资源量日益减少，开采成本和环境代价高。晋陕蒙宁甘和新青区资源量丰富，但是环境保护的压力大，需要我们采取绿色开采方法，最大限度地保护生态环境。我国不同地区的各异性，要求我们选择灵活合理采矿方法，在经济、环境和社会发展三者之间取得最佳平衡，这也是我们学习这门课程的意义所在。
这门课程各部分教学重难点如下：
1. 地下开采地表移动盆地的变化规律，涉及到地下开采覆岩的垮落、断裂破坏形式，工作面上下“三带”空间形态及开采岩层移动的影响因素分析为教学重点。而上下“三带”的形成及其空间形态和岩层移动变形影响因素也是教学难点。
2. 描述地表移动与变形的五大指标，地表移动盆地的特征、地表移动盆地在主断面内移动变形规律，地表移动盆地三类边界的确定，工作面推进过程中的超前影响、地表下沉速度及地表移动变形的规律是重点。其中地表移动盆地边界的确定、工作面推进过程中地表移动变形规律也是难点。
在“三下”开采方面，重点是掌握铁路、公路路基移动变形特征，铁路、公路下采矿的技术措施及保护煤柱的合理留设。在水体下采煤要贯彻防水煤（岩）柱合理留设的具体原则，防水防砂安全煤（岩）柱留设，开采近距离煤层群时垮落带和导水裂隙带的高度计算。对协调开采、条带开采、平行长轴开采、对称背向开采、分层开采，房柱法开采，矿山充填体的作用机理，充填法开采地表沉陷控制的影响因素，胶结充填法和非胶结充填法管理顶板，覆岩离层带注浆充填法，开采沉陷地面建（构）筑物的损害及其分级和预防加固措施。难点是水体下工作面开采垮落带高度计算和近距离煤层群开采时垮落带和导水裂隙带的高度计算及矿山充填体的作用机理。
3. 在承压水上开采方面，重点是掌握煤层底板突水的影响因素，承压水上煤炭开采过程中底板下“三带”演化特征及突水的动态机理，底板突水破坏深度的观测与计算、承压水导升带高度的确定、有效隔水带厚度计算及其阻水能力的确定，带压开采方案和带压采煤综合治理技术方案。其中承压水上采煤过程中底板破裂突水的动态機理，底板突水破坏深度的观测与计算，承压水导升带高度和有效保护层带厚度计算及其阻水能力的确定也是教学难点。
4. 在深部开采中，重难点是分析高应力、高瓦斯和高岩溶水压和开采扰动影响，分析岩爆、冲击地压和煤与瓦斯突出机理，加强深部开采的巷道围岩控制和高地温防治是深部开采的技术难题；在构造复杂地带开采重点是分析断层与突水的关系，加强预防断层突水和岩溶陷落柱突水技术措施。
5. 在开采沉陷和损害监测这部分中，对“三下一上”地下开采引起地表移动变形测站的布置原则、布置方法及建（构）筑物下采煤时的观测工作等是这部分教学的重难点。
6.在煤炭地下气化部分中，重点掌握煤炭的地下气化是能源清洁高效利用的发展方向，但目前尚处于实验阶段。同时，结合我国“十三五”时期煤炭的绿色开采、新能源开发和可持续发展问题进行拓展讲授。使学生总体上对我国能源发展现状和发展方向有更清晰的认识。
三、课程的教学方法与实践
《矿山特殊开采技术》涉及内容较多，不同地质条件下开采引起地表移动变形特征及描述地表移动曲线的变化规律，水力采煤法和充填采煤法已经成熟，条带采煤法、深部开采、承压水上开采与难采复杂煤层开采面临的主要问题，煤炭地下气化仍然是我国科学研究的前沿。根据矿山特殊开采技术这门课程特点，在课程教学方法选择上应注重再现式教学、案例分析启发式教学和任务驱动、解剖式教学，注重增强大学生掌握知识的主动性，同时引领学生自学能力的培养[4]。通过课程理论与实践结合、版书和多媒体相结合多种教学手段，增强学生知识的迁移和开拓创新能力，这门课程在讲授过程中应注重以下几个方面：
（一）理论教学方法的多样化
课程教学的目的应体现在如何提高大学生的实践能力和创新地解决矿山工程实际问题的能力。基于上述教学目的，教学中有意识地设置问题情景，充分调动学生思维的主动性。针对具体工程问题先让学生提出解决方案，然后点评各种方案优缺点，增强“教”与“学”的互动性。对地下开采引起地表移动变形规律是研究建筑物下、铁路下和公路下开采的技术理论基础，在讲授时，通过‘教’使学生掌握不同地质条件下的地下开采对地表建（构）筑物、铁路和公路造成的危害；在水体下采煤盲目提高开采上限而导致的透水事故案例，结合我国不同矿区的开采引起损害的大量图片和视频资料，加深学生对采动损害的直观性认识。通过地下开采引起从开采空间到覆岩的“上三带”和“下三带”，结合PPT图片直观显示上、下“三带”的形成与发育特征。并通过突出“三带”理论实测详细讨论不同条件下垮落带和裂隙带高度的计算公式，激起学生学习兴趣。通过教师有“启发性”创造性地教，搭起知识的阶梯。通过‘学’使教师了解学生学习上述相关知识的能力，通过对教材理论问题和工程实践结合的探讨，增强学生的实践和创新能力；这些能力的提升要求学生主动地“学”、积极地和探知性地“学”。学生主体性体现在‘教’与‘学’过程中的主体地位，既体现在教学内容、教学深度和教学方法上以学生为主体，也体现在学生是教学活动的主角，教师在‘教’与‘学’过程中起主导作用，要求教师能驾驭矿山特殊开采技术这门课程，对本课程教材的知识结构、体系、内容章节加以梳理，厘清课程脉络和主线，培养学生创新地处理复杂工程问题的能力。 （二）再现式、案例式教学，促进学生知识的融会贯通
矿山特殊开采技术是一门实践性很强的课程，其主要内容涉及到开采沉陷的一般理论外，还涉及到协调开采、条带采煤法、充填采煤法、水力采煤和煤的地下气化等特殊开采方法[5，6]。这些开采方法通过视频、案例进一步增强学生对这一部分知识的理解。对于煤层透气性差可采用上行开采顺序，利用卸压抽放保护层瓦斯进行安全回采，实现矿井煤气共采绿色发展；矿区煤炭开采引起的地表塌陷和生态环境恶化，在一定程度上是和垮落开采连在一起的，随着我国“十三五”能源领域绿色开采和可持续发展理念，坚持煤炭的精准开采和煤气共采是煤炭绿色开采的发展方向。在“三下”开采时尽量利用矸石或高水材料充填采煤法和条带采煤法；在深部开采面临的“高应力、高瓦斯和高岩溶水压”和开采扰动诱发冲击地压、煤与瓦斯突出事故以及深部开采面临的高地温，分析其产生的机理，并加以防治。这些内容结合现场大量视频和图片展示，增强学生对采动损害有直观性认识。在教学中辅以动画再现式教学，从而促进学生掌握新知识取得较好的教学效果。综上所述，再现式和案例式教学增强学生对新知识的融会贯通。
（三）以教学任务驱动，进行解剖式教学
在《矿山特殊开采技术》这门课程‘教’与‘学’过程中，考虑到学生群体中存在个体差异性，因而在教学中注重教学内容难与易的选择，讲授进度快与慢的选择，以及采用教学方法的选择。针对教学效果对不同个体存在的差异性，为了减少这种偏差，要求教师在教学过程中及时感知学生的个体差异性，以教学任务为纲， 通过解剖式教学对个体差异性进行有效地感知。在矿山特殊开采技术这门课程的教学中，通过对学生设置一些矿山开采的案例分析和工程阶段性设计任务，使学生在完成这些任务过程中，通过对各知识点的梳理和运用，完成用所学知识解决具体工程问题，从而达到一定的教学目标。首先，通过任务的完成情况检验学生对所学知识的掌握程度，感知学生的个体差异性，从而调整相应的教学方法； 其次，通过学生对案例分析题或阶段性工程设计中发现和提出的问题，为课程‘教’与‘学’提供有效对接的实在之‘物’；最后，通过对学生提交的案例分析报告和具体工程设计说明书中存在的共性问题进行解剖式分析，进一步加深学生对所学知识的理解和巩固，通过对具体工程问题进行思考和设计，使学生不仅掌握了相应的理论知识，而且锻炼其积极思考解决具体工程问题的能力。
（四）通过课程教学，引领与拓展学生解决实际工程问题的创新能力
《矿山特殊开采技术》这门课所涉及都是煤矿企业在生产中遇到的工程问题[7]，因此，在讲授这门课基本原理时，注重联系煤矿企业生产作业现场的工程实际。
在矿山协调开采、条带采煤法、保水开采、深部开采和煤炭地下气化这部分章节内容的讲授过程中，结合两淮地区煤炭开采中遇到的实际工程问题以及国内其他矿区的工程实际，把矿山开采中的工程问题作为课题的研究背景、分析课题的技术路线、需解决的关键技术和取得相关的实测结果，作为这门课程教学过程中的素材传授给学生，并根据矿山开采的实际条件和课程教学内容布置一定数量的课后作业，比如让学生设计工厂的保护煤柱、水体下采煤合理开采上限的确定及在特殊与困难条件下的开采方法选择等等。这些内容也是与学生毕业设计是紧密的相关的，介绍它们的原理、原则和可能的方法，通过完成相应的课后作业，使学生在课程学习过程中就对毕业设计有了一些大体认识，通过课程的“教”与“学”，引领和提升采矿专业学生在解决具体工程问题时的实践创新能力。
（五）把学生领向深部复杂条件下开采和我国能源绿色开采、可持续发展的前沿
随着我国煤矿主体已进入深部开采，深部开采面临更加复杂的地质构造和“三高一扰动”影响，出现岩爆、高地温热害和煤与瓦斯的动力灾害，同时，承压水上开采有很多需要解决的技术难题——这些问题都是科研的前沿。在讲授特殊开采技术这门课时，既讲授其基本原理，让学生掌握分析具体问题的方法和思路，对深部开采和复杂条件下开采面临的难题，指明应解决的关键技术，有意识地把学生引向深部开采、复杂條件和煤炭地下气化技术问题研究的前沿。
面对煤矿地下开采对矿山及其周围环境造成严重的破坏，首先要实行水资源保护——形成“保水开采”；其次，是“煤与瓦斯共采”技术，它是我国矿山绿色开采的发展之路；再次，就是利用歼石充填有效控制和减轻地下开采形成的地面塌陷问题[8，9]。根据煤矿矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，土地与建筑物保护，采用条带开采技术和对开采形成的离层注浆[10]，减小地表变形破坏程度。
在我国进入十三五时期，我国能源领域的供给侧改革，要求矿山企业走煤气共采的绿色发展之路，促进能源的高效清洁利用[11]。同时，还要积极开发新能源和可再生能源，更加注重经济效益与环境保护并重的发展之路，实现能源的可持续发展。
四、结束语
《矿山特殊开采技术》这门课程的‘教’与‘学’，都是以对方互为存在的条件，是一对相互依存的对立统一体。通过对矿山特殊开采技术课程的“脉络”内容、教学重难点、教学方法和工程实际，教学过程中讲授我国能源发展的现状和前沿，使学生了解我国能源发展中存在的问题和发展战略，从课程教学实践中得到了如下结论：
1. 首先是在明确教学目标的基础上，厘清课程脉络、明确课程各部分重难点是教好矿山特殊开采技术这门课程的基础，把握课程内容的理论与工程实际相结合是教好矿山特殊开采技术这门课程的保证，领会课程教学目的是教好矿山特殊开采技术的关键。
2. 在矿山特殊开采技术这门课程的整个教学过程中，应始终坚持一个教学目标，即引导学生掌握矿山特殊开采技术中的理论知识，以及应用这些知识去解决具体工程问题。为了达到上述教学目的，要求教师在教学方法上采取多种教学方法相结合，增强教学的互动性、学生主体性和知识建构性等教学理念运用，而且还要求在教学内容、教学目标上加强与工程实践相结合，通过案例和具体工程问题的设计，提高大学生的解决具体工程问题的能力。
3. 矿山特殊开采这门课程内容主要涉及地下开采引起地表移动与变形的规律，以及“三下一上”特殊开采技术、深部开采和煤炭地下气化技术，结合我国五大区域差异化的开采现状和特点，以及特殊开采技术与学生毕业设计具有紧密的联系性，因而，在教学过程中要注重培养学生学会综合运用所学知识处理复杂工程问题的创新能力。
4. 结合矿山特殊开采技术这门课程的特点，在课程教学方法的选择上应注重采用案例再现式教学、启发式教学和任务驱动、 解剖式教学方法的综合运用，对个体差异的学生注重因材施教。同时，结合我国五大区域煤炭开采差异化的现状，探讨我国煤炭开采的绿色发展方向、能源领域的清洁高效利用和可持续发展问题，拓展学生的知识视野，适应社会发展对高层次、复合型人才的需要。
参考文献：
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[2]李鹏云.高校教学方法的探讨[J].教育教学论坛，2013（6）.
[3]吴功海.现代教学理念下的高校教学方法探究[J].芜湖职业技术学院学报，2010，12（3）.
[4]杜计平，汪理全.特殊开采方法课程的内容改革与教学实践[J].煤炭高等教育，2001，69（2）：82-83.
[5]许凯.煤矿开采深陷分析及其防治措施研究[J].中国科技信息，2011，18：62.
[6]韩芳.开采沉陷对地表构筑物的影响分析[D].太原理工大学，2015.
[7]郭广礼，王悦汉，马占国.煤矿开采沉陷有效控制的新途径[J].中国矿业大学学报，2004，33（2）：150-153.
[8]何国清，杨伦，凌赓娣，等.矿山开采沉陷学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1991.
[9]郭广礼，何国清，邓喀中，等.采动破裂岩体地基注浆加固及其检测技术[J].中国矿业大学学报，2000，29（3）：293-296.
[10]郭广礼.老采空区上方建筑地基变形机理及其控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.
[11]刘宏磊.煤炭资源开采沉陷地质环境响应研究[D].中国地质大学，2015.
关键词：矿山特殊开采技术；课程脉络；教学重难点；教学方法；工程实践；创新能力
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）19-0101-04
Abstract： According to the training objective of mining engineering specialty undergraduate and the course characteristics of special technology for coal mining， this paper firstly makes clear the curriculum context， and analyzes the emphasis and the difficulties of curriculum teaching. Secondly， based on the differentiation of different geological resources environment and diversification of mining technology of five regions in China， it analyzes the influence of "three unders and one above" （under water body， building and rail， and on karst water body） mining and the technology of prevention through cases. Finally， it expounds environmental protection for coal mining， efficient utilization energy resources， and the direction of sustainable development. In the process of teaching and learning， the teacher should play a dominant role and establish the students' subjective position； besides， the teacher should lay emphasis on comprehensive application of the heuristic teaching， case teaching and anatomic teaching， combine theory and practice， and stress the training of students' innovation awareness and ability of solving engineering problems.
Keywords： special mining technology； course structure； teaching difficulties； teaching methods； engineering practice； innovation ability
矿山特殊开采这门课是安徽理工大学采矿工程专业高年级学生开设的专业必修课，安排在第六学期计32学时，它是在修完主要专业课“煤矿地质”和“煤矿开采学”的基础上进行。伴随着经济全球化和我国经济运行的新常态，能源领域也一样面临供给侧改革，“十三五”提出的创新、协调、绿色、开放和共享五大发展理念，高校人才培养的根本目标就是培养具有国际竞争力的创新型复合人才，包含创新意识、创新精神和创新能力的培养。我国从1999年开始的扩招以来，人才培养的批量化产出势必导致毕业生的创新意识和创新能力的下降，难以适应我国新时期供给侧改革对创新型复合人才的需求。为了实现工业4.0中国制造2025，培养创新型复合人才日益成为高校生存和发展的使命。目前，我国高校教育工作者在这方面已进行了一些有益探索，针对我校《矿山特殊开采技术》是一门理论与实践相结合比较强的课程[1]，传统填鸭式的讲授方法不利于培养学生的创新能力。为了扭转这种局面，因而在教学中有意识地运用启发式教学、案例分析式教学、任务驱动式教学、问题情景式教学等教学方法[2，3]，有意识地调动学生思维的主动性，多方面提高学生创新地解决工程问题的能力。本文擬从课程脉络、课程教学的重难点等方面入手，结合我国不同区域地质资源条件、环境与社会发展的差异化、开采技术多样性特点，对“三下一上”开采提出了不同的要求，为此，在讲授矿山特殊开采这门课时要综合运用多种教学方法。
一、课程脉络简述
《矿山特殊开采技术》这门课主要围绕不同地质条件地下开采引起地表移动变形的基本规律，在建筑物和构筑物下、铁路和公路下、水体下和承压水上（简称“三下一上”）开采的地表变形规律、判别方法和应采取的防护技术措施，开采沉陷的预计和地表移动变形的观测；最后，介绍深部开采面临“高应力、高瓦斯和高岩溶水压和开采扰动”影响，及深部开采的巷道布置、开采部署和岩爆等矿压控制对策；高瓦斯条件下的卸压抽放及煤与瓦斯突出的防治及高地温的防治措施；难采煤层开采的途径，以及水力采煤、充填采煤及煤层气开采特色和清洁能源的综合利用。 《矿山特殊开采技术》课程的脉络是以地下开采引起工作面覆岩运动形成的地表下沉盆地规律为主线，通过分析不同倾角下煤层开采引起主断面内地表移动变形的一般规律，对“铁路和公路下、水体下”采煤的特点，如何加强建筑物、构筑物的保护，对水体下采煤探讨导水裂隙带的发育规律，寻求如何在水体下采煤时提高开采上限确保资源最大安全利用。在承压水上采煤时，分析不同地质条件底板覆岩的破坏深度和承压水导升高度，分析隔水层的隔水能力是否满足安全开采要求，确定安全开采下限。
二、结合矿山开采现状，分析课程教学的重难点
根据我国五大区域煤层地质条件和环境的差异性、复杂性和经济社会发展不同程度等特点，在煤炭开采区，一般遵循由近及远、先浅后深、先易后难、先优后劣的开采原则。近年来，随着我国华东、东北进入深部开采将面临诸多技术难题，华东地区由于人口密集、经济发达有更多三下压煤难以采出，华南地区水患严重对开采不利。
目前，我国“三下一上”压煤量多达140亿吨以上，东北和华东地区大部分矿井已进入深部开采，同时可采资源量日益减少，开采成本和环境代价高。晋陕蒙宁甘和新青区资源量丰富，但是环境保护的压力大，需要我们采取绿色开采方法，最大限度地保护生态环境。我国不同地区的各异性，要求我们选择灵活合理采矿方法，在经济、环境和社会发展三者之间取得最佳平衡，这也是我们学习这门课程的意义所在。
这门课程各部分教学重难点如下：
1. 地下开采地表移动盆地的变化规律，涉及到地下开采覆岩的垮落、断裂破坏形式，工作面上下“三带”空间形态及开采岩层移动的影响因素分析为教学重点。而上下“三带”的形成及其空间形态和岩层移动变形影响因素也是教学难点。
2. 描述地表移动与变形的五大指标，地表移动盆地的特征、地表移动盆地在主断面内移动变形规律，地表移动盆地三类边界的确定，工作面推进过程中的超前影响、地表下沉速度及地表移动变形的规律是重点。其中地表移动盆地边界的确定、工作面推进过程中地表移动变形规律也是难点。
在“三下”开采方面，重点是掌握铁路、公路路基移动变形特征，铁路、公路下采矿的技术措施及保护煤柱的合理留设。在水体下采煤要贯彻防水煤（岩）柱合理留设的具体原则，防水防砂安全煤（岩）柱留设，开采近距离煤层群时垮落带和导水裂隙带的高度计算。对协调开采、条带开采、平行长轴开采、对称背向开采、分层开采，房柱法开采，矿山充填体的作用机理，充填法开采地表沉陷控制的影响因素，胶结充填法和非胶结充填法管理顶板，覆岩离层带注浆充填法，开采沉陷地面建（构）筑物的损害及其分级和预防加固措施。难点是水体下工作面开采垮落带高度计算和近距离煤层群开采时垮落带和导水裂隙带的高度计算及矿山充填体的作用机理。
3. 在承压水上开采方面，重点是掌握煤层底板突水的影响因素，承压水上煤炭开采过程中底板下“三带”演化特征及突水的动态机理，底板突水破坏深度的观测与计算、承压水导升带高度的确定、有效隔水带厚度计算及其阻水能力的确定，带压开采方案和带压采煤综合治理技术方案。其中承压水上采煤过程中底板破裂突水的动态機理，底板突水破坏深度的观测与计算，承压水导升带高度和有效保护层带厚度计算及其阻水能力的确定也是教学难点。
4. 在深部开采中，重难点是分析高应力、高瓦斯和高岩溶水压和开采扰动影响，分析岩爆、冲击地压和煤与瓦斯突出机理，加强深部开采的巷道围岩控制和高地温防治是深部开采的技术难题；在构造复杂地带开采重点是分析断层与突水的关系，加强预防断层突水和岩溶陷落柱突水技术措施。
5. 在开采沉陷和损害监测这部分中，对“三下一上”地下开采引起地表移动变形测站的布置原则、布置方法及建（构）筑物下采煤时的观测工作等是这部分教学的重难点。
6.在煤炭地下气化部分中，重点掌握煤炭的地下气化是能源清洁高效利用的发展方向，但目前尚处于实验阶段。同时，结合我国“十三五”时期煤炭的绿色开采、新能源开发和可持续发展问题进行拓展讲授。使学生总体上对我国能源发展现状和发展方向有更清晰的认识。
三、课程的教学方法与实践
《矿山特殊开采技术》涉及内容较多，不同地质条件下开采引起地表移动变形特征及描述地表移动曲线的变化规律，水力采煤法和充填采煤法已经成熟，条带采煤法、深部开采、承压水上开采与难采复杂煤层开采面临的主要问题，煤炭地下气化仍然是我国科学研究的前沿。根据矿山特殊开采技术这门课程特点，在课程教学方法选择上应注重再现式教学、案例分析启发式教学和任务驱动、解剖式教学，注重增强大学生掌握知识的主动性，同时引领学生自学能力的培养[4]。通过课程理论与实践结合、版书和多媒体相结合多种教学手段，增强学生知识的迁移和开拓创新能力，这门课程在讲授过程中应注重以下几个方面：
（一）理论教学方法的多样化
课程教学的目的应体现在如何提高大学生的实践能力和创新地解决矿山工程实际问题的能力。基于上述教学目的，教学中有意识地设置问题情景，充分调动学生思维的主动性。针对具体工程问题先让学生提出解决方案，然后点评各种方案优缺点，增强“教”与“学”的互动性。对地下开采引起地表移动变形规律是研究建筑物下、铁路下和公路下开采的技术理论基础，在讲授时，通过‘教’使学生掌握不同地质条件下的地下开采对地表建（构）筑物、铁路和公路造成的危害；在水体下采煤盲目提高开采上限而导致的透水事故案例，结合我国不同矿区的开采引起损害的大量图片和视频资料，加深学生对采动损害的直观性认识。通过地下开采引起从开采空间到覆岩的“上三带”和“下三带”，结合PPT图片直观显示上、下“三带”的形成与发育特征。并通过突出“三带”理论实测详细讨论不同条件下垮落带和裂隙带高度的计算公式，激起学生学习兴趣。通过教师有“启发性”创造性地教，搭起知识的阶梯。通过‘学’使教师了解学生学习上述相关知识的能力，通过对教材理论问题和工程实践结合的探讨，增强学生的实践和创新能力；这些能力的提升要求学生主动地“学”、积极地和探知性地“学”。学生主体性体现在‘教’与‘学’过程中的主体地位，既体现在教学内容、教学深度和教学方法上以学生为主体，也体现在学生是教学活动的主角，教师在‘教’与‘学’过程中起主导作用，要求教师能驾驭矿山特殊开采技术这门课程，对本课程教材的知识结构、体系、内容章节加以梳理，厘清课程脉络和主线，培养学生创新地处理复杂工程问题的能力。 （二）再现式、案例式教学，促进学生知识的融会贯通
矿山特殊开采技术是一门实践性很强的课程，其主要内容涉及到开采沉陷的一般理论外，还涉及到协调开采、条带采煤法、充填采煤法、水力采煤和煤的地下气化等特殊开采方法[5，6]。这些开采方法通过视频、案例进一步增强学生对这一部分知识的理解。对于煤层透气性差可采用上行开采顺序，利用卸压抽放保护层瓦斯进行安全回采，实现矿井煤气共采绿色发展；矿区煤炭开采引起的地表塌陷和生态环境恶化，在一定程度上是和垮落开采连在一起的，随着我国“十三五”能源领域绿色开采和可持续发展理念，坚持煤炭的精准开采和煤气共采是煤炭绿色开采的发展方向。在“三下”开采时尽量利用矸石或高水材料充填采煤法和条带采煤法；在深部开采面临的“高应力、高瓦斯和高岩溶水压”和开采扰动诱发冲击地压、煤与瓦斯突出事故以及深部开采面临的高地温，分析其产生的机理，并加以防治。这些内容结合现场大量视频和图片展示，增强学生对采动损害有直观性认识。在教学中辅以动画再现式教学，从而促进学生掌握新知识取得较好的教学效果。综上所述，再现式和案例式教学增强学生对新知识的融会贯通。
（三）以教学任务驱动，进行解剖式教学
在《矿山特殊开采技术》这门课程‘教’与‘学’过程中，考虑到学生群体中存在个体差异性，因而在教学中注重教学内容难与易的选择，讲授进度快与慢的选择，以及采用教学方法的选择。针对教学效果对不同个体存在的差异性，为了减少这种偏差，要求教师在教学过程中及时感知学生的个体差异性，以教学任务为纲， 通过解剖式教学对个体差异性进行有效地感知。在矿山特殊开采技术这门课程的教学中，通过对学生设置一些矿山开采的案例分析和工程阶段性设计任务，使学生在完成这些任务过程中，通过对各知识点的梳理和运用，完成用所学知识解决具体工程问题，从而达到一定的教学目标。首先，通过任务的完成情况检验学生对所学知识的掌握程度，感知学生的个体差异性，从而调整相应的教学方法； 其次，通过学生对案例分析题或阶段性工程设计中发现和提出的问题，为课程‘教’与‘学’提供有效对接的实在之‘物’；最后，通过对学生提交的案例分析报告和具体工程设计说明书中存在的共性问题进行解剖式分析，进一步加深学生对所学知识的理解和巩固，通过对具体工程问题进行思考和设计，使学生不仅掌握了相应的理论知识，而且锻炼其积极思考解决具体工程问题的能力。
（四）通过课程教学，引领与拓展学生解决实际工程问题的创新能力
《矿山特殊开采技术》这门课所涉及都是煤矿企业在生产中遇到的工程问题[7]，因此，在讲授这门课基本原理时，注重联系煤矿企业生产作业现场的工程实际。
在矿山协调开采、条带采煤法、保水开采、深部开采和煤炭地下气化这部分章节内容的讲授过程中，结合两淮地区煤炭开采中遇到的实际工程问题以及国内其他矿区的工程实际，把矿山开采中的工程问题作为课题的研究背景、分析课题的技术路线、需解决的关键技术和取得相关的实测结果，作为这门课程教学过程中的素材传授给学生，并根据矿山开采的实际条件和课程教学内容布置一定数量的课后作业，比如让学生设计工厂的保护煤柱、水体下采煤合理开采上限的确定及在特殊与困难条件下的开采方法选择等等。这些内容也是与学生毕业设计是紧密的相关的，介绍它们的原理、原则和可能的方法，通过完成相应的课后作业，使学生在课程学习过程中就对毕业设计有了一些大体认识，通过课程的“教”与“学”，引领和提升采矿专业学生在解决具体工程问题时的实践创新能力。
（五）把学生领向深部复杂条件下开采和我国能源绿色开采、可持续发展的前沿
随着我国煤矿主体已进入深部开采，深部开采面临更加复杂的地质构造和“三高一扰动”影响，出现岩爆、高地温热害和煤与瓦斯的动力灾害，同时，承压水上开采有很多需要解决的技术难题——这些问题都是科研的前沿。在讲授特殊开采技术这门课时，既讲授其基本原理，让学生掌握分析具体问题的方法和思路，对深部开采和复杂条件下开采面临的难题，指明应解决的关键技术，有意识地把学生引向深部开采、复杂條件和煤炭地下气化技术问题研究的前沿。
面对煤矿地下开采对矿山及其周围环境造成严重的破坏，首先要实行水资源保护——形成“保水开采”；其次，是“煤与瓦斯共采”技术，它是我国矿山绿色开采的发展之路；再次，就是利用歼石充填有效控制和减轻地下开采形成的地面塌陷问题[8，9]。根据煤矿矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，土地与建筑物保护，采用条带开采技术和对开采形成的离层注浆[10]，减小地表变形破坏程度。
在我国进入十三五时期，我国能源领域的供给侧改革，要求矿山企业走煤气共采的绿色发展之路，促进能源的高效清洁利用[11]。同时，还要积极开发新能源和可再生能源，更加注重经济效益与环境保护并重的发展之路，实现能源的可持续发展。
四、结束语
《矿山特殊开采技术》这门课程的‘教’与‘学’，都是以对方互为存在的条件，是一对相互依存的对立统一体。通过对矿山特殊开采技术课程的“脉络”内容、教学重难点、教学方法和工程实际，教学过程中讲授我国能源发展的现状和前沿，使学生了解我国能源发展中存在的问题和发展战略，从课程教学实践中得到了如下结论：
1. 首先是在明确教学目标的基础上，厘清课程脉络、明确课程各部分重难点是教好矿山特殊开采技术这门课程的基础，把握课程内容的理论与工程实际相结合是教好矿山特殊开采技术这门课程的保证，领会课程教学目的是教好矿山特殊开采技术的关键。
2. 在矿山特殊开采技术这门课程的整个教学过程中，应始终坚持一个教学目标，即引导学生掌握矿山特殊开采技术中的理论知识，以及应用这些知识去解决具体工程问题。为了达到上述教学目的，要求教师在教学方法上采取多种教学方法相结合，增强教学的互动性、学生主体性和知识建构性等教学理念运用，而且还要求在教学内容、教学目标上加强与工程实践相结合，通过案例和具体工程问题的设计，提高大学生的解决具体工程问题的能力。
3. 矿山特殊开采这门课程内容主要涉及地下开采引起地表移动与变形的规律，以及“三下一上”特殊开采技术、深部开采和煤炭地下气化技术，结合我国五大区域差异化的开采现状和特点，以及特殊开采技术与学生毕业设计具有紧密的联系性，因而，在教学过程中要注重培养学生学会综合运用所学知识处理复杂工程问题的创新能力。
4. 结合矿山特殊开采技术这门课程的特点，在课程教学方法的选择上应注重采用案例再现式教学、启发式教学和任务驱动、 解剖式教学方法的综合运用，对个体差异的学生注重因材施教。同时，结合我国五大区域煤炭开采差异化的现状，探讨我国煤炭开采的绿色发展方向、能源领域的清洁高效利用和可持续发展问题，拓展学生的知识视野，适应社会发展对高层次、复合型人才的需要。
参考文献：
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