实验简介：
智能掘进工作面虚拟仿真系统通过理论与实践、课内与课外、现实与虚拟相结合，为培养学生综合实践能力和科研创新能力发挥着重要作用。近年来，随着煤炭技术的突飞猛进，普通实验室条件已经难以满足课程的实验教学要求。同时，因为煤矿安全生产责任重大，学生难以到达现场参观学习，制约了学生对相关内容的学习和实践。为此，学院遵循“能实不虚，虚实结合”的原则开发智能掘进工作面虚拟仿真系统，让学生在虚拟环境下学习掌握真实煤矿智能掘进工作面工作环境、设备、配套方式、安全操作流程、关键结构组成及功能等。增强学生综合知识能力和实践创新能力。
设计原则：
智能掘进工作面虚拟仿真系统通过理论与实践、课内与课外、现实与虚拟相结合，在培养学生综合实践能力和科研创新能力方面发挥着重要作用。近年来，随着煤炭技术的突飞猛进，普通实验室条件已经难以满足课程的实验教学要求。同时，由于煤矿安全生产责任重大，学生难以到达现场参观学习，制约了学生对相关内容的学习和实践。为此，学院遵循“能实不虚，虚实结合”的原则开发智能掘进工作面虚拟仿真系统，让学生在虚拟环境下学习，掌握真实煤矿掘进工作面的工作环境、掘进设备及配套方式、安全操作流程、关键结构组成和功能等。增强学生综合知识能力和实践创新能力。
1、虚拟仿真实验教学项目以促进自主式、交互式、开放式教学方法的应用为原则。在实验教学过程中，坚持以学生为中心，将理论与实际相结合，努力培养学生自主学习与自主创新能力。传统的掘进工作面工艺实验采用模型实验和现场实验方式，不仅时间滞后，而且难以保证学生随时参与学习；虚拟仿真实验教学实现网络共享，利于学生自主学习。三维虚拟仿真可以真实地反映智能化掘进工作面的工作场景，使学生真实地沉浸于虚拟环境中，体验现场操作以及设备认知等内容；通过人机交互的方法不仅增加了教学的趣味性，而且让学生对有关设备的启动与操作有了更加感性的认识与理解。开放式的教学平台，使学生随时都能根据自己的意愿进行相关实验，极大地提高了学生的学习积极性。在虚拟平台上介绍的一些学科最新科研成果也弥补了现场教学的许多空白，有效地提高了学生的学习与创新能力。
2、以引入课程思政方法为原则，强化实验教学效果。把课程思政作为课程建设与教学的重要方法之一，引入学科在智能采矿与智能岩层控制等方面的最新成果，用虚拟仿真形式展示出来，向学生介绍最先进的巷道掘进技术，消除学生对煤矿的不准确认知，鼓励学生学煤爱煤，让学生认识到我国矿业在世界的地位及对国家能源安全的保障作用，培养学生的爱国情怀和历史使命感。
3、以综合评价方式，突出互动操作为原则，强化学生综合实践能力培养。以“智能掘进工作面”实验教学中涉及的采煤设备、智能采煤工艺、矿压智能监测、智能开采等操作流程为考点，以预习、实验的形式开展。预习模式考核学生是否有足够知识储备进行智能掘进工作面虚拟仿真实验，包含多个互动式操作；实验模式考核判断学生是否按照标准流程进行实验、是否对实验现象和实验结果有清晰的认识、是否得到准确的实验结论。最后通过对学生的练习情况、实验过程、实验报告等进行综合评价，不同的实验内容所占的实验权值不同，互动操作题目分值更高，有机地形成了一个综合评价体系。
实验目标：
1、通过学习，学生应能了解综采工作面不同类型的掘进机、刮板机、皮带输送机等设备的结构特征、功能特点、运行方式以及适用特点。
2、掌握智能掘进工作面在掘进前的准备工作即：①敲帮问顶，清理浮煤和浮矸；②测量迎头的巷道宽度和高度尺寸（可以使用激光测距仪）；③测量锚杆扭矩；④检查机器是否存在问题。掌握其操作的原理，操作步骤以及不当操作产生的危害。
3、掌握智能掘进工作面的巷道支护方式，明确临时支护和永久支护的基本概念、各自特点、适用条件以及支护流程，对掘进工作面支护有较深的理解。
4、掌握智能掘进工作面支护质量检测，明确设备检测和矿压监测的重要性及操作流程。了解掘进工作面的应力分布特征、矿压显现特征及矿压监测方法，熟悉掘进工作面各种智能化开采关键技术。
5、培养学生综合运用所学基础理论和采矿专业知识分析解决矿山生产技术问题的能力。
6、培养学生利用多种工具搜集资料信息，归纳分析总结，撰写小论文或研究报告并正确表述报告内容的能力
实验要求：
（1）专业与年级要求
本项目重点面向采矿工程专业本科3年级学生及留学生、硕士研究生1年级学生，同时也可拓展至安全工程、地质工程、测绘工程、地下工程、岩土工程、电气工程等专业修学《《井巷施工技术》》、《采矿概论》、《采矿工程案例》、《智能采矿概论》、《矿山压力与岩层控制》等课程的本科3-4年级学生。
（2）基本知识和能力要求
学生应对掘进工作面不同类型的掘进机、刮板机、皮带输送机等设备的结构特征、功能特点、运行方式以及适用特点有基本了解。对掘进工作面在掘进前的准备工作即：①敲帮问顶，清理浮煤和浮矸；②测量迎头的巷道宽度和高度尺寸（本处可以使用激光测距仪）；③测量锚杆扭矩；④检查机器是否存在等一系列操作的原理、步骤以及不当操作产生的危害有一定认识。对掘进工作面的巷道支护方式，临时支护和永久支护的基本概念、各自特点、适用条件以及支护流程有大概的认知。对掘进工作面支护质量检测，明确设备检测和矿压监测的重要性及操作流程有基本的了解。对掘进工作面的应力分布特征、矿压显现特征及矿压监测方法有一定的知识基础。
