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沙盘虚拟 矿山安全虚拟仿真实验室

发布时间:2020-06-25 10:15人气:

教学资源:矿山安全虚拟仿真实验室有“智能型瓦斯爆炸实验演示装置”、“FLUENT”、“Solidworks simulation”、“FLAC”、“模仿巷道”、“工程安全爆破演示与震动测量装置”、“矿山灾害模仿演示系统”、“工程地质灾害模仿演示系统”等大型虚拟仿真设备、软件30余套,面向安全工程、采矿工程、土木工程等专业的通风安全、井巷工程、煤矿开采、非煤矿床开采、矿井安全工程等实验课程,开设瓦斯爆炸模仿仿真、管道风流场分布规律仿真、锚杆支护效果仿真、采矿方法、开辟方式等实验项目。典型实验教学资源列表(不限于所列,下同;★表示典型实验项目,下同)见表1所示。

表1 矿山安全虚拟仿真实验室典型教学资源列表

平台(仿真设备)

实验课程

实验项目

功能及效果

智能型瓦斯爆炸实验演示装置

燃烧与爆炸学(安全工程)、矿井综合自动化(电气工程)、矿井安全工程(采矿工程)

瓦斯爆炸模仿仿真实验★

通过仿真实验,促进学生了解瓦斯气体爆炸条件及认识其危害性。

FLUENT软件

矿井通风学(采矿工程)、工业通风与除尘(安全工程)

管道风压、风速、流量变化规律实验

基于通风管路建模虚拟驾驶,通过仿真软件,掌握风压、风速、流量变化规律。

管道漏风渗流场分布规律实验

基于通风管路建模,通过仿真软件,了解速度梯度云图概念,掌握漏风渗流场分布规律。

管道风流场分布规律实验★

基于通风管路建模,通过仿真软件,了解沿程风流数据云图、局部风流数据云图,掌握管道风流场分布规律。

Solidworks simulation软件

矿山压力与岩层控制(安全工程)

开采过程中的岩体变形、破坏实验

通过仿真了解开采岩体破坏和顶板来压情况。

锚杆支护效果仿真实验★

建立锚杆支护巷道围岩数值模型,通过仿真模仿锚杆支护作用原理和效果,使学生了解锚杆的力学质量和支护作用机理。

FLAC软件

土力学与地基工程(安全工程、采矿工程、土木工程)、岩石力学(安全工程、采矿工程、土木工程)

地基变形实验

通过建立地层几何模型,赋予岩土层力学数据以及边界荷载虚拟培训,了解地层应力分布情况及变形情况。

边坡稳定性实验

通过建立边坡几何模型,赋予岩土层力学数据与边界荷载,求出边坡内部塑性区域,以及评估边坡安全系数。

孔群渗流仿真实验★

通过建立边坡几何模型,赋予岩土层力学数据与渗流初始条件,求出渗流扩散外形,以及流体压力分布、饱和度分布规律等。

模仿巷道

井巷工程(采矿工程、土木工程)

巷道综合仿真实验

以真实矿井为基础,按照一定比例关系,建立模仿巷道仿真模型,并配合声光电技术,展示现代化矿井巷道布置、安全配套设备等。

巷道施工作业实验

使学生具有应用所学理论知识处理一般矿建工程实际问题的能力;增强到生产一线工作的顺应能力。

煤矿开采(采矿工程)

采煤方法实验

学生掌握机械化、综合机械化、爆破等采煤各种回采工艺,破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等工序的操作顺序和相互配合的过程。

工程安全爆破演示与震动测量装置

井巷工程(采矿工程、土木工程)、爆破工程(安全工程)

炸药破岩原理仿真实验

通过仿真平台,促进学生了解炸药的破岩过程

爆破工艺虚拟仿真实验

通过仿真平台,促进学生了解爆破工艺的作业工序和安全技术标准。

功能及效果:该实验室能够避免传统现场实训实践所面临的高危环境问题,也能克服能够提供现场实训实践场所的社会组织缺乏的问题,实验室将煤矿生产、培训中面临的高危环境,地下不可见的复杂地质体、断层、煤层等通过仿真设备及数字软件等手段实现可视化。模仿巷道、工程安全爆破演示与震动测量装置、综采三机配套、提升设备等设备能够真实模仿现场井下生产环境、规划合理、系统完善、功能齐全、符合规范、实习内容丰富,能够满足矿山“采、掘、机、运、通”等各环节的校内实验。该实验室将具有一定危险性、不可逆或者过程过慢的实验项目,通过仿真技术得以实现,促使学生通过仿真实验,掌握矿井通风的基本理论和实际操作知识以及矿井瓦斯、水、火、煤尘等灾害的发生、发展规律,并运用科学技术手段,防止各类事故的发生,达到安全生产的目的。该实验室实现了课堂教学与实践教学的有效结合汽车仿真实验室,处理了实习经费困难、完全依赖煤矿现场的实习模式;同时通过真假结合的虚拟仿真系统,学生能够直观掌握复杂、抽象、实践性非常强的专业知识汽车仿真实验室,极大提高了学生的参与度和积极性,在实验教学和学生实践活动中发挥了巨大作用。

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