“煤矿工程与水文地质学”教学课程体系和工程地质内涵

乔伟 李文平 孙如华 贺虎

摘要：“煤矿工程与水文地质学”课程是一门理论性和实践性很强的专业课程。课程内容的设置涵盖了煤矿矿井工程领域的各个方面，课程教学采用课堂授课、研讨与科技活动相结合的教学模式。课程重点突出煤炭开发中的工程地质和水文地质问题，挖掘煤矿生产过程中各种灾害、地质环境保护等方面的工程地质内涵。

关键词：煤矿;工程地质;水文地质;教学内容

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）10-0150-02

《煤矿工程与水文地质学》课程是地质工程专业主干课程。该课程主要内容围绕煤矿工程建设问题展开。通过本课程的教学，使学生掌握煤矿工程地质学与水文地质学的基本原理、方法，具备初步分析和解决煤矿工程地质与水文地质问题、煤矿灾害问题等的能力，理解煤矿生产与地质环境之间的相互作用、相互制约的规律。为后续课程学习和将来走向工作岗位的自学奠定良好的基础。

一、课程建设改革的思路

“煤矿工程与水文地質学”课程改革的基本思路是构建体现国际现代水文地质工程地质学科发展趋势、符合中国地质特色和煤矿生产实际的课程体系[1]。本课程采用课堂讲授与研讨的教学模式，通过课程的学习，使学生掌握的前期知识能应用到煤矿工程问题中。使学生掌握煤矿工程与水文地质学所涉及的基本概念、基础知识和基本理论，了解解决煤矿工程与水文地质问题的过程和方法;了解煤矿在规划、设计、建井、开采及关闭过程中可能遇到的工程地质与水文地质问题，掌握煤矿工程地质与水文地质的基本要素，并系统掌握煤矿区岩土类型及工程性质、地应力、软岩、露天煤矿边坡、煤矿水害防治、覆岩及底板破坏规律等方面的知识。掌握对煤矿工程地质和水文地质问题的分析方法及对不良地质条件应采取的措施，了解各种地质作用、采动作用的形成机理、影响因素以及对煤炭开采的影响和治理方法，并对煤矿建设和运营中可能遇到的工程地质和水文地质问题做出分析评价。

在具体的教学实践过程中主要从以下几个方面入手开展工作。

1.加强师资队伍建设，提高任课教师的专业科技水平。配置教授、副教授的教学团队。授课教师要主持国家自然科学基金或参与重大重点研发项目等，主持重大工程实践或咨询项目。

2.教学内容注重基础又紧跟科技前沿。夯实基础内容和基本概念的学习和体会的同时，跟踪国际前沿，反映最新科研成果。

3.加强实验室建设，努力创造实践教学条件。利用ESI地球科学学科建设项目、教育部修购专项、“双一流”建设等项目，为学生学习本课程的基础实验和科学实验创造环境。通过本科生参与教授课题讨论，使学生体会工程实践现状和内容，激发专业领域的兴趣和热情。

二、课程内容设置

“煤矿工程与水文地质学”课程主要包括：煤矿软岩工程地质问题、煤矿区地应力测试和分析方法、煤矿覆岩及底板变形和破坏规律、煤矿水害防治理论与技术（煤矿水文地质学）、露天矿边坡稳定性工程地质问题和煤矿环境地质问题。课程内容主要涵盖了煤矿生产过程中的安全问题和灾害问题，应属于专门工程地质学和专门水文地质学的范畴。煤矿水文地质学的内容也是利用现代水文地质学的研究成果与煤矿生产的实际交叉融合而设定。

每一章的内容主要包括相关内容的基础知识、基本原理和解决问题的基本方法，进行前沿科学问题的探究和工程实例的分析[2]。比如煤矿软岩工程地质问题一章要求学生掌握煤矿软岩的定义，了解煤矿软岩的成分、结构及常见的软岩，熟悉煤矿软岩的基本力学特性和工程特性，熟悉软岩的工程分类及软弱围岩破坏规律，了解软岩巷道底鼓的机理及防治方法并了解煤矿井巷工程的其他工程地质及水文地质问题。

三、教学方法

考虑到课程内容的理论性、实践性较强，具有一定的抽象性，课程教学方法以教师教授为主、学生研讨和科技参与相结合的方法模式。教师在课堂上针对基本知识进行精细讲解，然后因为工程问题和科学问题，由学生查阅和思考、课上分小组回答和研讨，在研讨环节教师只做精要点评和引导[2]。

课程采用主讲教师负责制，定期研讨教学改革和教学内容。课程有统一的授课要求和标准;教学档案管理规范，课程成绩管理规范。加强课程的教学过程管理，及时通过问卷收集学员意见，并积极改进教学[3-5]。

课堂教学过程中，由于煤矿工程地质和水文地质问题的实践性较强，教师应做大量的案例分析，要把实际工程问题的来龙去脉讲清楚，从工程地质和水文地质条件到灾害机理，最后到防治方法和环境保护问题，应做较为详细地讲解;同时应通过学生已有的野外实践教学中举出例子进行启发性引导，此内容为本课程教学的重点内容[6]。通过学校的大学生科研创新计划项目，学生参与到教师的科研课题中，了解科研项目的完成过程，激发他们对科学问题的思考，逐步深入对所学知识的掌握。

四、教学内容的工程地质内涵

“煤矿工程与水文地质学”课程重点在讲授煤田勘探、建设、生产以及关闭过程中的工程地质与水文地质问题，是工程地质学和水文地质学与工程学、采矿学等的交叉融合。众所周知，地质条件在工程建设中有“静态”的特点，煤矿工作面开采为“动态”过程，而且煤层赋存在沉积岩地质体中，开采过程中面临软岩、高地应力、高温、水害、瓦斯和冲击矿压等众多问题，这些问题的发生发展与煤层所赋存的地质环境息息相关。所以研究煤矿工程地质和水文地质，是保证煤矿生产安全、高效和环境保护的先决条件，同时问题的研究和解决也贯穿在整个煤炭开发过程中。

煤矿实际生产和运营中，包括采煤、机电、测量、地质、水文等多个技术领域，但这些领域的工作环境都是地质体介质。所以把握工程地质和水文地质条件就是把握了煤矿井建设和开发的环境。认识地质条件越透彻，解决问题的效率将会越高，解决问题的方法将会越多。所以在“煤矿工程与水文地质学”课程授课中，重点体现煤矿这种特殊工程的地质条件，启发学生在深入了解煤矿生产问题过程中把握地质问题。

比如在煤矿水害防治一章中，要求学生掌握煤田水文地质问题的基本知识、掌握煤矿水害的充水条件及其分析方法、熟悉煤田水文地质勘探方法、掌握煤矿各类水害的评价方法、熟悉煤矿各类水害的基本防治方法和了解煤矿区地表及地下水环境保护问题。这一章节内容中，深入认识工程地质和水文地质问题对煤矿水害的防治具有重要意义。水文地质勘探期间的水文地质试验方法、含水层补径排条件、含水层水质及水—岩相互作用等水文地质问题以及采动岩体裂隙演化、隔水层物理力学特性及阻水性能、断层带工程地质性质等工程地质问题都是煤炭开发中解决灾害问题的重点。所以在“煤矿工程与水文地质学”课程的教学过程中应着重于工程地质与水文地质学与采矿学的交叉和优势互补。

五、结束语

“煤矿工程与水文地质”是一门应用性很强的专业课程，涉及内容复杂，知识面广，信息量大，学生在有限的时间内达到课程教学目标实属不易。在教学过程中，让学生探索知识的发现过程，着重培养学生的学习能力、思维能力和创新意识，使学生学有所获、学有所用，提高了学生的学习成效。通过案例教学、大学生创新训练等方式逐步引导学生了解并掌握课程内容。课程内容强调工程地质与水文地质条件的掌握与煤矿实际生产的结合，突出了本课程的特色。

参考文献：

[1]隋旺华，孙亚军，刘树才，等.“煤矿水文地质与工程地质”课程教学模式和方法改革实践[J].中国地质教育，2013，（1）：40-42.

[2]李建勇，王新建，吴琦，等.论自然历史分析法在工程地质学教学中的作用[J].中國地质教育，2013，（3）：52-54.

[3]孙如华，梁双华.《煤矿工程地质学》课程研讨式教学改革的意义[J].中国科教创新导刊，2011，（1）：65.

[4]辛仁臣，李桂范.试论本科教学中的研讨式教学法[J].中国地质教育，2006，（2）：53-56.

[5]乔伟，孙如华，贺虎.“煤矿水文地质与工程地质”课程研讨式教学方法探讨[J].中国地质教育，2014，（S）：69-70.

[6]乔伟，孙如华.工程地质专业杭州野外实习教学方法思考[J].教育教学论坛，2013，（4）：77-79.

Teaching Course System and Engineering Geological Connotation of the Course of "Coal Mine Engineering Geology and Hydrogeology"

QIAO Wei，LI Wen-ping，SUN Ru-hua，HE Hu

（School of Resources and Earth Science，China University of Mining and Technology，Xuzhou，Jiangsu 221116，China）

Abstract：The course of "Coal Mine Engineering Geology and Hydrogeology" is a professional course with strong theory and practice.The content of the course covers coal mine engineering，and the course teaching adopts classroom teaching，discussing the teaching mode combined with science and technology activities.The course focuses on the problems of engineering geology and hydrogeology in coal development，and explores the engineering geological connotation of various disasters and geological environment protection in the process of coal mine production.

Key words：coal mine;engineering geology;hydrogeology;teaching content