环境教育论文:在初中物理教学中实施环境教育 当今世界,人类面临着环境、人口、资源、粮食等诸多问题的挑战,而这些问题的核心是环境问题。温室效应、臭氧层破坏、土地沙化、森林植被的大面积毁坏、各种有毒有害废物的污染以及资源匮乏等一系列问题,正引起人们的广泛关注。环境问题已渗透到社会生活的各个层面,既直接影响到我们现在的生活质量和社会进步,更制约和影响到我们未来的生存与发展。早在党的十五大就正式确立了可持续发展是我国的一项长期坚持的基本战略,环境保护是可持续发展的重要组成部分,而环境教育是环境保护和可持续发展的基本工程,也是素质教育的重要内容。 一、在初中物理教学中实施环境教育的背景与意义 青少年是祖国的未来与希望。环境教育的最重要的目的之一是培养公民的环保意识,使公民有良好的环保行为。在我国普及九年义务教育的今天,对初中阶段的学生实施环境教育有着特殊的重要性。 (1)普及教育和社会的需要。初中阶段是我国义务教育界的最后阶段,从普遍性的角度考虑,对初中生进行基本道德、基本素质、基本知识与基本技能的教育是社会的需要。环境保护需要全民环保意识的增强与积极主动的参与,而每个公民依法都应当完成初中阶段的学习。因此,在初中阶段的教学中,有意识地进行环境教育,是培养和造就具有良好的环境意识,有良好素质的一代新人的关键。 (2)初中物理教学的特殊性。物理教学在内容方法上都与环境教育有着特别重要的联系。初中学生从小进入初中学习后,通过物理课程的学习,能够理解人类与其生存环境的关系。因此,可从知识结构的内容上渗透环境教育,让学生了解生态平衡,了解人类与环境之间的相互关系。 (3)现实情况的差距。目前,党和政府对环境问题特别重视,出台了一系列的政策法规。社会对环保也有了更高的要求。但是,从有关的统计资料和我们的实际调查不难看出,作为祖国未来的初中生群体,他们对环境问题中的人口过剩、环境污染等现象有所了解,但缺乏科学的认识。环境意识还是比较模糊的,对国家的重大环保政策还不够了解。因而在初中物理教学中要加强国情教育和环保教育,改进教学内容和教学手段,使其与现代环境教育相适应。 二、实施环境教育的一些途径 中学物理教育有其自身的教学规律。环境教育作为培养学生基本素质的一 个方面,其实施过程应当遵循教学规律,与传授科学知识、培养学生的技能及兴趣相结合。 (1)寓环境教育于物理教学之中。 考虑到初中学生学习的实际情况,在教学中实施环境教育,我们首先要在课堂教学中,有意识地渗透环境教育的内容。因此,要对教学大纲充分的理解,明确教学目标,对教材进行认真的分析,挖掘现在教学中包含的环境教育的好材料。现行中学物理教材中有许多章节就是环境教育的内容。例如:噪声污染、废气污染都是进行环境教育的好材料。在进行教学的过程中,我们应根据教学的内容,寻找实施环境教育的途径,有目的地运用科学知识和科学方法揭示物理与环境的关系。还可以多种形式和方法渗透“保护生态平衡”和“可持续发展”等环境教育的内容。如在讲“乐音、噪声”时,先播放一段优美的音乐,如《泉水叮当响》、《莫斯科效外的晚上》等,把学生引入音乐的王国,再用谈话的方式引入课题:听了这首曲子,大家体会到乐音是丰富多彩的,人们把欣赏音乐当作一种高雅的享受。然后再结合头排糖厂发出的噪声,让学生在体验中去比较,从而对学生进行环境保护和社会公德教育,使学生逐步树立环保意识,形成良好的道德品质。 (2)结合生活中的重要典型实例,积极引导、增强环保意识。 环境对人而言主要是指人类的生存环境。环境的好坏直接影响到人类的生存和发展。环境教育主要是借教育手段使人们认识环境,了解环境问题并获得治理环境污染和防止产生新的污染的环境问题的知识和技能,使人们在环境的关系上树立正确的态度,以便通过社会成员的共同努力保护人类环境。环境教育是增强环境意识的重要手段。 在我们身边,经常会有环境问题发生。其中有不少涉及人与环境之间的关系问题。在物理教学中我们可以抓住一些生活中的热点问题,对学生进行环境教育,增强他们的环保意识,这样能提高教育的效果。例如,头排糖厂酒精厂与头排中学仅一墙之隔,噪声污染、废气污染深深毒害着全校师生员工,解决的办法有在生产设备上进行改良或搬迁,增高隔离墙,多种植绿化树。 (3)开展有意义的与物理相关的环保活动,培养环保行为。 环境教育的重要目的是使学生能够理论联系实际,培养环境意识,积极参 与环保活动。要使学生懂得一个国家社会环境质量的好坏是一个国家和民族进步和文明程度的重要标志,而环境质量的好坏有赖于国民的环境和环保行为。我们除了在课堂上渗透环境教育外,还可利用每次课外活动时间和学校的一些 相关活动时间,结合物理课所学的知识,结合有关环境保护的纪念日活动和一些学生感兴趣的环境热点问题,采用多种形式有计划地进行环境教育。目的是通过这些活动使环境意识在学生头脑中逐步扎根,形成自觉的参与意识,从而在言行中自觉、主动地关心自己周围的环境问题,养成良好的有利环保的行为习惯。使学生更好的理解所学知识,掌握一定的物理技能和环保技能,增强环境意识,做到“环境保护从我做起,从现在做起。” 日益严重的环境问题向人们提出了挑战。人类要生存、要发展,就必须认清形势,转变观念,走可持续发展的道路。要实现这一目标,教育承担着最重要的任务。要在学科教育中渗透环境教育,使我们的后代在掌握学科知识与技能的同时掌握环境知识与技能,懂得环境与发展的关系,从科学、道德、艺术等方面提高自己的素养。这是一个需要长期努力的具有挑战性的任务,这对我们教育工作者是有更高的要求。理物教师在精通教材内容的基础上,努力学习国家有关的可持续发展的政策、有关环境问题的政策法规,关心和了解国内外环境问题的动态、环境知识和科技的进展,加强自身的环境修养。以高度的责任感和使命感,根据客观条件,利用教育阵地 宣传可持续发展战略,开展多种形式的环境教育,使环境教育落到实处,为培养德、智、体、美、劳全面发展的具有良好环境意识的高素质人才而努力。 环境教育论文:在自然教学中如何渗透环境教育 在小学开展环境教育,是当代经济增长和社会进步的必然趋势和客观需要,保护和改善环境,提高全民族 的环境与发展意识是我国环境工作和现代物质文明建设的奋斗目标之一,也是当前实施素质教育的重要任务之 一。 在目前小学没有专门开设环境课的情况下,通过自然学科向学生渗透环境知识,进行保护环境的教育,是 一个既不加重学生负担又能适当提高学生环境保护意识的两全其美的举措。 一、地位、任务 国家教委颁布的《九年义务教育全日制小学、初级中学课程计划》中明确规定:“小学自然、社会,初中 物理、生物、地理等学科应重视进行环境教育”。这就决定小学自然课是必须对学生进行环境教育的主要课程 之一。 《自然教学大纲》教学要求的第一项就是“指导学生认识周围自然界常见的事物及其相互间的联系,了解 人类对自然的利用、改造、保护和探索,从而对大自然的概貌和人类与自然之间的关系有一个初步的了解。” 从《课程计划》和《自然教学大纲》的要求中不难看出,自然学科对学生进行环境教育是落实《课程计划》的 规定和体现《自然教学大纲》的需要,决不是穿靴戴帽,另搞一套。 根据课程计划和自然教学大纲的要求,自然课要完成的任务中也包括向学生进行环境保护是基本国策的教 育。在指导学生获得一些浅显的自然科学基础知识的同时,也应获得一些浅显的环境科学基础知识,增加环保 意识,在他们幼小、单纯的心灵上烙下保护生态环境的印记,让人类社会可持续发展战略思想影响他们一生, 以致他们将来长大了走向社会后,不做对生态环境有损害的事。 二、内容、要求、方法 在确定教学内容的原则时《教学大纲》规定“教学内容应正确反映自然事物以及人与自然界的关系”。因 此,教师必须深钻教材,挖掘教材中有关的环境内容,找好结合渗透点,应用适当的教学手段,有机地将环境 教育的内容渗透到平时的教学之中。为了在教学中准确地把握渗透的尺度,我们将现行九年义务教育统编教材 中有关环境教育的内容,按其渗透和结合的程度,分为典型环境教育课和渗透环境教育课(简称典型课和渗透 课)。1~6年级典型课共14节,渗透课共38节,针对各年级学生身心发展的规律和已有的知识能力,提出不同 的教学要求。 基本要求: 低年级:指导学生认识周围自然环境的显著特征,知道人类对自然界的利用,培养学生爱护花草树木的行 为习惯。 中年级:指导学生认识周围自然环境的共同特征,知道人类对自然界的利用和保护,培养学生保护有益动 物的行为习惯。 高年级:指导学生认识自然事物之间的联系和它们的运动变化规律,以及人类对自然界的利用、保护、改 造和探索的一些情况,培养学生保护生态环境的行为习惯。 基本方法: 环境教育的过程,是一个在教师指导下,学生认识环境及环境问题的过程,这个过程既有理论研究,又有 实践活动,所采用的教学手段有讲授、观察、考察、实验、讨论等方法。 三、课堂教学 要在课堂教学中,有机地渗透环境教育,首先必须依据《自然教学大纲》和《武汉市小学学科渗透环境教 育指导意见》确立切实可行的教学目标,做到全面、明确、具体、适当,然后围绕目标组织教学活动。各个环 节的教学都必须指向目标这个核心,使每项目标都能在教学过程中得以落实。所采用的教学方法,必须符合教 学内容和特点及学生的年龄特征和认知规律。 1.典型课 这类课涉及的环境教育的内容比较多,集中突出地反映了环境和环境问题的一个方面的内容,一课就是一 个具体的环保内容。 低年级以环境保护启蒙教学为目标,结合实际,诱导他们对环境的感性认识。例如《美丽的大自然》,可 以用图片、录像、幻灯等直观教具,展现大自然的旖旎风光、鱼虫鸟兽、神秘太空、珍稀动植物等,也可带学 生游览校园,让他们用眼睛看大自然,用语言描述大自然,使之通过感官的感知和语言的加工,将感知到的一 个个具体事物联系起来,在头脑中形成关于大自然美丽的具体表象。以此实现本课环境教育的目标,培养学生 热爱大自然的情操。中、高年级则是小学环境教育的关键年级,此时的学生对环境已有了一定的感性认识。对 自然事物的个体、事物的表面现象和事物的外部联系也有了初步的认识。此阶段环境教育的主要任务是帮助同 学们将感性认识上升为理性认识,以培养学生的认识能力为主,使学生认识自然规律,知道环境与人类的生存 、发展的关系,知道人类在利用、保护和改造自然的过程中所做过的探索。例如《水的污染与保护》、《空气 的污染与保护》、《保护大自然》等课,要带领同学们实地考察,或借助录像资料,让他们通过一个个具体的 事例,深切地感受到当人们的活动违反自然规律时,就会破坏大自然,甚至遭到大自然的报复,使同学们从小 就树立保护大自然的意识,不做或少做违反自然规律的事。 2.渗透课 此类课涉及的环境和环境问题方面的内容不突出,或是间接的反映,这一类课教师授课时,环境教育的知 识不必展开,只是结合教材内容找到自然知识和环境教育的结合点,点到即可。例如《声音》一课,通过教学 让学生了解了声音有悦耳和嘈杂之分,知道了悦耳的声音对健康有利,嘈杂的声音则损坏人体健康后,告诉同 学们:“嘈杂的声音就是噪声,噪声也是一种污染。”根据教材的编排特点,在进行环境教育的渗透时,还要 注意教材前后有关知识的衔接。例如《溶解》可为《水域的污染和保护》以及《雨和雪》作铺垫,空气中如二 氧化硫的含量过高,溶解于雨雪,就可能形成酸雨,对动植物生长及人类的生存环境有破坏作用。 总之自然课中渗透环境教育,无论是典型课,还是渗透课,都要根据学生的年龄,已有的知识水平和可能 接受的能力,在不同的层次上进行渗透教育,切忌不分教育对象和教学实际用同一模式进行,在渗透的深度上 ,也要把握好。环境教育作为普及性教育,不能上成某一学科的知识拓宽课和环境专业课。喧宾夺主、牵强附 会,为渗透而渗透,只会影响教学效果,造成学生厌烦心理。 四、课外活动 要真正地将环境教育深入到学生的心灵之中,仅靠课堂的40分钟是远远不够的,还必须借助其它媒体,利 用课外时间共同辅助完成。例如学校与环保部门挂钩,组织学生开展环境科学实验,开展社会环境调查,参与 社会各种环保宣传活动,创办校园教育园地,举办知识讲座、演讲 征文竞赛、学习动植物的养殖等。 当然,开展课外活动,不必追求面面俱到,应当根据本地、本校的自然环境、仪器设备、实验条件及教师 本身的专长,选择一两个项目,长期坚持下去,力争搞出特色,并且起到以点带面的典型作用。如有的学校开 展的红领巾监测站,对大气、噪声进行监测的活动;还有些学校组织生物活动兴趣小组,开辟红领巾种植园, 将种植珍稀植物作为长期活动项目等。 学科中渗透环境教育,是教育工作者面临的又一课题,没有成熟的教法可遵循,没有现成的经验可借鉴, 所以教学过程中,可能会在教学内容的处理、教学重点、难点的突破上,遇到一定的困难,加之从事教学的教 师分散于各学校,因此建议通过相对集中的教研活动,组织起来进行教学研究。通过集体备课、公开课、观摩 课等活动,帮助教师解决教学中的实际问题,要求备课中体现环境教育内容,授课中有目的地渗透,力争通过 我们的努力使环境教育真正成为面向21世纪的现代教育。 环境教育论文:中学历史教学中的环境教育 一、实施环境教育的必要性 目前,媒体上经常爆出环境事件或伤害、猎杀国家保护动物事件,特别是发生在去年的“清华学子刘某某恶意伤熊事件”,引起了全国各界的关注和讨论。其中多数是谴责当事者。但是,笔者认为“伤熊事件”正是学校长期忽视环境教育的后果,全社会尤其是教育界应该深刻检讨。那么,什么是环境教育?澳大利亚教育家亚瑟·卢卡斯认为:环境教育是“关于环境的教育,在环境中的教育和为了环境的教育”。换言之,环境教育是指以环境及环境与人类的关系为内容,以教育为手段,以达到认识环境、保护环境为目标的教育,其终极目标是人类与环境的和谐。我们注意到,在社会上,各民间环保团体纷纷建立,众媒体对环保进行大量宣传,这些对社会公众具有广泛的影响力。反观学校,环境教育则处于受冷落的地位,成为教育的“弃儿”。 正因为环境破坏严重与学校对环境教育的冷漠形成了强烈的反差,所以,有关专家呼吁:“解决环境问题的根本出路在教育”,“环保意识的培养应从中小学生抓起,让环境教育早日走进课堂,使孩子们从小就培养保护环境的良好习惯”。因此,各级学校开展环境教育是十分必要的和迫切的。而且环境教育不是哪一门学科的事,所有学科包括文史类学科都有义务。 二、实施环境教育要求教师具备一定的素质 第一、 教师自身应具备较高的环境意识和责任感。 在现行的教育制度下,环境教育还不是“正统的”学科,它往往以“校本教育”的形式存在。这样,环境教育无形中就成了学校“想做就做,想不做就不做”的另类。因此,正如郝冰在《中国公众环境意识评论》中写道,“学校的环境教育往往取决于某位热心的教师,而不取决于学校教育的整体政策”。绝大多数学校比较现实的做法是,把环境教育渗透到其它学科的教学中去。所以,教师自身具有较高的环境意识和责任感就尤为重要。否则,有些教师会认为,除教好本学科提高升学率外,环境教育不是自己分内的事,凭什么增加教学负担。如果教师自身具有较高的环境意识和环保责任感,不仅可以很好地将环境教育渗透于教学中,还可以以自身的环保行为感召和影响学生。 第二、 与时俱进,树立现代教育理念。 目前,我国社会充斥着现实主义,反映在学校教育上就是教育具有很强的功利性和短期性,高等院校轻文科重理工科,中学则片面追求高升学率,近年来又奇怪地演变为追求名牌大学升学率,而缺乏对未来的远见和规划,与时代的发展严重脱节,或者被快速发展的时代拖着走。环境教育是时代的产物,是随着人们对环境的不断破坏,进而对环境问题的认识不断深刻而出现的。环境教育在西方出现较早,在我国是最近十几年才兴起,是一个新的教育课题。我们对它的认识还比较肤浅,做得很不够。再加上长期以来形成的落后的急功近利的应试教育思想占统治地位。这必然导致环境教育在学校遭遇冷落的尴尬场面。因此,要很好地开展环境教育,除了国家应加大资金人力物力的投入外,学校包括广大教师也必须屏弃落后的教育(教学)观念,与时俱进,树立“以人为本”的现代教育(教学)思想,突破小学科圈子,主动承担环境教育的义务。 第三、 教师要善于钻研和分析教材,挖掘环境教育题材。 令人遗憾的是,现在中学教育不仅没有专门的环境教育教材,甚至各学科也很少涉及相关内容。以现行高中历史教材为例,笔者仔细查阅了高中五本历史教科书,发现五本书共100余万字,却只有四处真正提到环境问题,而且只有寥寥数十字。分别是:《中国古代史》中讲到,“周人对环境保护的重要性已有初步认识”;汉武帝以后黄河经常泛滥的人为因素(阅读与思考题);隋唐时期在江南地区土地资源的进一步开发中,“围湖造田和向山要田,对自然生态平衡有所影响”;《世界近代现代史》(下册)中讲到,在第三次科技革命中,“发达国家将容易产生污染的工厂和产品,转移到第三世界国家,将污染转移出国”。这种教材很不利于开展环境教育。但是,作为教师不能因此免除自己的责任,相反,更应该感到责任重大。 其实,只要充分利用,认真钻研和分析教材,还是能够挖掘出不少隐性的好的环境教育题材。譬如:荀子“制天命而用之”的思想(《中国古代史》);造成中国古代北民南迁和经济重心南移的地理环境因素(同上);“运动”导致“全国几千万人上阵,大搞‘小土群’炼钢铁”的图片(《中国近代现代史》下册);工业革命推动了城市化进程(《世界近代现代史》上册);第二次工业革命时期化学工业的兴起(同上);20世纪20年代美国柯立芝繁荣时期“美国的汽车长龙”图片(《世界近代现代史》下册)等等,都是很好的环境教育题材。 三、怎样实施环境教育 目前,环境教育正处于摸索阶段,没有一定的模式。根据笔者的经验,在历史教学中进行环境教育主要采用了两种方式: 一是充分利用教材,挖掘其中较好的题材,进行环境教育。它的对象是全体学生。这种方式较灵活,只要有题材就可以在教学中渗透环境教育,而且效果好,不费时费事。 例一:在《中国古代史》中,讲授荀子“制天命而用之”的思想时,可先由学生翻译,然后教师启发学生:这告诉我们一个什么道理?绝大多数同学都能答出:不论做什么事都必须遵循自然规律,才能造福于人类。通过学习,同学们就懂得了自然规律与人类活动的密切关系。 例二:在《中国近代现代史》(下册)“运动”的教学中,先让学生观看课文上“全国几千万人 上阵,大搞‘小土群’炼钢铁”的图片和一些相关的电影资料、幻灯片(教师事先准备),然后由学生讨论并发表观感。结果,同学们发言踊跃,思维开阔,见解深刻。其中不少同学谈到:大炼钢铁造成大量森林被砍伐,土地流失,生态环境遭到严重破坏,必将影响生产和生活。甚至有的同学把它和1998年的特大洪水联系起来。 例三:在讲授20世纪20年代美国“柯立芝繁荣”时(《世界近代现代史》下册),可以利用课文提供的“美国的汽车长龙”图片问学生:汽车除了给我们的生活带来便利外,还会造成什么影响?同学们异口同声:大量排出的汽车尾气会严重污染大气,影响生活质量。甚至有的同学联想到了全球气候变暖、臭氧空洞等问题。 另一种方式是,组织有兴趣的学生开展有关环境问题的研究性课题。它只面对部分学生,一般一学期一次。这种方式具有很强的参与性,能让同学们较深入地了解环境问题的形成、危害及对策,接受一次深刻的环境教育。 结合工业革命推动了城市化进程的内容,我们曾经做过一个《城市化与城市生态环境问题》的研究性课题。由于以前没有做过研究性课题,所以笔者与同学们利用课余时间一起按部就班的工作。(1)、搜集资料:有文字资料、图片资料和影视资料,有近代的、现代的和当今的,极为丰富。(2)、整理、分析材料,找出城市生态环境存在的问题。发现主要存在的问题有:大气和水的污染、工业和生活垃圾、绿化面积少、交通拥挤、居住条件差、失业人口增多、犯罪率高、社会秩序混乱等等。(3)、分析城市生态环境问题与城市化加快的关系。经研究发现城市化速度过快,城市生态环境问题就越多越严重,它们之间有密切关系。(4)、研究对策。同学们参考了有关资料,认为城市化是一个系统工程,必须做好工作:城市化与经济发展想适应;发展与环境治理同步进行,不能走西方先发展后治理的老路;加大城市绿化;发展公共交通;增加就业;改善居住条件;加强治安,打击犯罪等等。(5)、完成研究报告—— 《城市化与城市生态环境问题及对策》。虽然整个研究和成果没有专业人士做得那么好,但是,整个活动过程中,同学们兴致很高,工作认真,做得很成功,效果也很好。 以上是笔者的浅见。总之,环境问题是21世纪人类面对的大问题,“解决环境问题的根本出路在教育”。“环境”对于广大中小学生来说,既熟悉又陌生,他们缺乏环境意识,更缺乏对环境的深入思考。因此,教师们不仅要对学生进行科学知识的教育和能力的培养,也应该承担环境教育的责任。让同学们明白:地球是我们共同的家园!我们应该了解它,保护它。 环境教育论文:对初中地理教学中环境教育渗透方式探讨 论文关键词:地理 教学 环境 论文摘 要:对初中学生加强环境教育日益重要。对此,在初中地理教学中可以通过环境主题活动法、问题教学法、比较法、探究法渗透环境教育。 在环境问题日益成为公众话题,环境保护日渐成为社会共识的今天,中学生环境教育的重要性已毋庸置疑。在初中地理教学中,环境教育不能只局限于教师的课堂讲授,还应将理论知识的学习与丰富多彩的活动结合起来,才能丰富学生的感性认识,培养学生的积极参与意识和解决环境问题的能力。对此,笔者在初中地理教学中,对初中地理教学中环境教育的渗透方式进行了探索。 一、通过环境主题活动法渗透环境教育 环境主题活动就是以环境主题为中心,让学生参与认识环境、爱护环境及保护环境的活动。这种环境主题活动主题鲜明、目的明确。既可在初中地理课堂上实施,也可在课外单独进行,形式灵活;它和课堂内容联系紧密,又有很强的实践性;所需的时间可长可短,有利于教学的安排,教学效果良好。当然,一个好的环境主题活动的设计不仅要选好主题,考虑活动的依托形式和部分组成,还要遵循环境教育的原则,只有这样才能使环境主题活动更有成效。 环境主题可以细分为多个方面的内容,如认识环境、环境保护、环境教育等。丰富多彩的活动形式可以有效地激发学生的学习兴趣和参与意识,使环境主题活动在中小学环境教育中得到了广泛的影响,提高了学生的动手能力和环境意识。 二、通过问题教学法渗透环境教育 问题教学法是教师通过提供给学生一个个有争议的环境问题,这些问题最好与当地环境有关,让学生亲自参与调查,收集资料,并就获得的相关材料和初步确定的解决措施进行讨论,以使学生得到环境技能方面的训练、环境知识的丰富和环境意识的提高。环境争议问题不仅可以由教师提供,教师还应鼓励学生独立从事他们自己选择的问题的调查。 问题教学法之所以受到教师的欢迎,其主要原因就是这一教学法能培养学生若干的必要技能,而这些技能又是实现环境教育目标必须的过程。如识别环境争议问题的技能;分析争议问题和以一定方式调查争议问题的能力;确定最有效的解决问题的方法的能力和执行行动计划的能力。 三、通过比较法渗透环境教育 环境问题具有区域性与差异性,不同的区域存在着不同种类、不同程度的环境问题。环境问题的这种特性决定了在环境教育中用比较法较为适用。比较法是逻辑思维方法的一种,通过比较可以突出某一区域环境问题的本质特征,深化对环境问题的科学认识,有助于形成正确的环境观。在环境教育中,比较法又具体包括纵向比较法、横向比较法。 1.纵向比较法 可以比较某一区域不同时期的环境问题及治理状况。如讲我国黄土高原的水土流失,最早可追溯到古时,那时,由于用火不慎,大片草地、森林发生火灾,生物资源遭到破坏,使它们不得不迁往他地以谋生存。早期的农业生产中,刀耕火种,砍伐森林,造成了严重的水土流失。 2.横向比较法 可以比较同一时期不同区域的环境问题。如结合经济发展的区域差异比较我国东部和西部环境问题的差异。东部由于生产力水平高、人口稠密、城市化发展迅速,主要的环境问题有资源开发过度、水污染、大气污染、水土流失、城市垃圾严重等;而西部气候恶劣、人口稀少、生产力水平低,主要问题有资源开发利用程度低、森林面积锐减、沙漠化现象严重等问题。这样既可说明经济与环境问题的关系,又可以明确资源开发利用与环境保护应同时考虑、统一规划。传统的以资源的高投入和环境污染为代价来换取经济发展和人类生活水平提高的发展模式是不可取的,要树立可持续发展的观念。 四、通过探究法渗透环境教育 地理探究式课堂教学,就是以探究为主的初中地理教学。具体地说它是指教学过程是在地理教师的启发诱导下,以学生独立自主和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探讨问题的机会,学生通过个人、小组、集体等多种多样的解难释疑尝试活动,将自己所学的知识解决实际问题的一种教学活动。地理探究式课堂教学特别重视开发学生的智力,发展学生的创造性思维,培养学生的自学能力,力图通过自我探究引导学生学会学习和掌握科学方法,为其终身学习和工作奠定基础。 当然,探究式学习方式在地理环境教育中是有其特定的对象内容的,通过师生共同努力能够解决或部分解决的问题,才适合于探究式学习。例如,在学习“巴西热带雨林的危机”这部分内容时,通过探究讨论有关环境保护问题,深化学生对这一知识点的理解。在上课时,笔者让学生就“亚马孙流域热带雨林的开发与保护问题”“热带雨林的开发和保护不力所引发的全球性环境问题”进行探究,取得了很好的教学效果。 初中地理教学中环境教育渗透方式还有很多,在初中地理教学中,我们要积极进行探索,这样就可以发挥初中地理课堂的教育功效,收到好的环保教学效果。 环境教育论文:中学地理教学中环境教育的内容和途径 2012年到来之前,提及“2012”这个敏感的字眼,人们很容易联想到古代玛雅人关于世界末日的预言——巨大的灾难毁灭了地球,毁灭了人类。即便已经进入2013年的今天,不少类似的担心也没有就此停止过。透过“2012”,不难看到地球上灾害的长期存在性和人类社会对于灾害的焦虑、恐惧。因此,以达到防灾减灾为目的,培养公民具有灾害意识、防灾素养为核心的灾害教育已成为中学素质教育的重要组成部分。地理作为一门文理兼有、包含灾害的课程,对于推进中学灾害教育教学有着充分的学科优势。本文侧重探讨中学地理灾害教学与生命教育、生存教育、生活教育三者一体的“三生教育”的紧密联系,揭示在初中地理教学中渗透灾害教育的重要意义。 一、通过地理灾害教学渗透生命教育 教育就是对学生的每一次生命活动进行关怀,学习过程就是一种享受生命的过程。生命教育是在生命活动中进行教育,通过生命活动进行教育,是为了生命而进行教育。狭义上,生命教育即对生命本身的关注,包括个人与他人的生命,进而扩展到一切自然生命。广义上,生命教育是一种全人的教育,它不仅包括对生命的关注,而且包括对生存能力的培养和生命价值的提升。没有生命,一切无从谈起,可以说生命教育既是一切教育的前提,同时也是教育的最高追求。 人类作为地球的主人,在漫长的历史长河中不断塑造、改变着世界,而且随着科技的进步、社会的发展,改变的进程和力度还在不断地加大、加深,但人类在大自然面前,尤其是在地震、海啸、台风等巨大的自然灾害面前,仍然渺小而脆弱,这些可怕的灾难甚至在瞬间吞噬人类的生命。因而,通过地理灾害教学渗透生命教育,可以让学生体会生命的价值,感悟生命珍贵,唤起对生命的重视、热爱,同时促进学生地理思维能力的培养,加深对人地共融共生关系的探求、理解以及地理学科的价值认同。 例如,针对湘教版七年级上册第二章第四节海陆变迁中“火山与地震”这一部分教学,教师可事先将学生分为3~6个小组,提前一周左右时间让学生收集关于火山喷发、地震、海啸前的征兆和来临时的应对措施、危害等资料。上课时先播放经过剪辑的关于火山喷发和大地震的视频,激发学生对灾害短时间内毁灭家园、造成大量人员伤亡的震撼感,体会生命的脆弱和可贵。接着启发学生找出火山与地震的分布和成因,然后分小组介绍之前要求准备的内容,最后教师可以用“2008年5月12日地处汶川大地震区的四川绵阳安县桑枣中学创造零伤亡奇迹的案例——因为学校平时重视了劣质教学楼的加固,坚持每学期至少组织一次全校性紧急疏散演习,因而在汶川大地震来临时发挥了巨大效用”作小结并升华:虽然在大自然的力量面前人类是弱小的,但柔弱的生命也是伟大而充满奇迹并值得珍惜的,我们可以用知识努力去守护生命。 二、利用地理灾害教学强化生存教育 生存教育是通过开展一系列与生命保护和社会生存有关的教育活动与社会实践活动,向受教育者系统传授生存的知识和经验,有目的有计划地培养学生的生存意识、生存能力和生存态度,树立科学的生存价值观,从而促进个性自由全面健康发展,实现人与自然和谐统一的过程。 《义务教育地理课程标准(2011版)》在第一部分前言第二条“课程基本理念”的第一点“学习对生活有用的地理”中阐述到:地理课程选择与生活密切相关的地球与地图、世界地理、中国地理和乡土地理等基础知识,引导学生在生活中发现地理问题,理解其形成的地理背景,提升学生的生活品味,增强学生的生存能力。中国是一个灾害频发的区域——涉及灾害种类多,分布地域广,发生频率高,造成损失大。地理教师在教学中有意识地融入灾害教育可以强化生存教育。 例如,对湘教版八年级上册第二章第三节中国的气候中“多特殊天气和多旱涝灾害”进行教学时,可以把全班分成6个小组,分别针对寒潮、梅雨、台风、沙尘暴、洪涝、干旱灾害进行自学归纳——六种气候灾害发生的时间、表现、分布、造成的危害、应对措施、安全常识,然后分小组介绍学习成果,这样既对我国的气候灾害进行了普及教育,同时通过对这些灾害的了解,提高学生应对这类灾害的基本生存能力。当然,结合2013年初发生在我国中东部地区因雾霾天气造成重度空气污染现象,教师还可以进一步拓展教材内容,引导学生思考了解:什么是PM2.5?什么是PM10?持续而严重的空气污染原因是什么?造成哪些危害?治理空气污染应该怎么办?可以做什么?我国还有哪些气候灾害?如果课堂时间有限,教师可让学生分小组课后收集、整理相关资料,后面每节课留五分钟时间,在全班分享各小组成果,直到分享完毕。当然,如果是地理教师为班主任,可以利用班会课,以此为主题,唤起学生对生存环境的关注和保护,达到在地理灾害学习中生存能力逐步提高之目的。 三、结合地理灾害教学倡导生活教育 “生活教育”是中国现代杰出教育家陶行知先生教育思想的核心。陶行知先生指出:“生活教育是生活所原有,生活所自营,生活所必需的教育。教育的根本意义是生活之变化。生活无时不变,即生活无时不含有教育的意义。”理解其内涵,从定义上说——生活教育是给生活以教育,用生活来教育,为生活向前向上的需要而教育;从生活与教育的关系上说——是生活决定教育,教育不能脱离生活;从效力上说——教育要通过生活才能发生力量而成为真正的教育,在改造生活的实践中发挥积极作用。“生活教育”强调教育要以生活为中心。 在《义务教育地理课程标准(2011版)》开篇第一部分前言第一条“课程性质”中写到:“义务教育阶段地理课程是一门兼有自然学科和社会学科性质的基础课程”,明确了“生活性”是地理课程的五大基本特征之一 ——地理课程内容紧密联系生活实际,突出反映学生生活中经常遇到的地理现象和可能遇到的地理问题,有助于提升学生的生活质量和地理技能。地理灾害影响着人们的生活,生活也为人们认识地理灾害提供了素材,地理灾害教 学用活生生的实例,警示人类居安思危、趋利避害、提高生活质量,同时也丰富生活教育的领域。 土地为人类提供生活和生产的“舞台”, 水则是维持每个人日常生活的必需品,水和土的安全关系着每个公民的食物安全、生命健康和生活质量。在目前中国的大多数城市和农村,都或多或少存在着土地污染和水污染的问题。在湘教版八年级上册第三章第二节中国的土地资源中“珍惜每一寸土地”和第三节中国的水资源中“合理利用每一滴水”部分进行教学时,教师可以引导学生关注该类热点灾害问题:土地污染、水污染的来源有哪些?对我们的生活有多大危害?如何防范、治理?我可以做什么?……让学生思考、讨论、回答。其实在经济水平不断发展的今天,人们对生活质量的提升有着越来越高的要求,宜居的环境、清新的空气、洁净的水源、安全的食物……这一切应该与灾害没有或者只有很少交集。所以,在课堂教学基础上,还可以组织学生在校内开展保护土地资源、水资源的宣传活动。另外,利用假期时间,教师还可以组织、指导对这类灾害问题感兴趣的学生围绕家乡土地质量、水质量、空气质量情况进行调查或者小课题研究,将形成的有价值的结果报告给相关部门,为监督、保护本地区的环境,营造有品质的生活空间,实现美丽家乡、美丽中国尽一份力。 地理灾害教学不仅是知识的传递,也是情感态度与价值观的提升。地理灾害教学因为与生命教育、生存教育、生活教育为一体的“三生教育”的结合而更具内涵,“三生教育”通过地理灾害教学这个平台也被演绎得更为丰富和形象。当然,地理灾害教学与“三生教育”的结合还处在探索阶段,两 一、中学地理教学进行环境教育的内容 1.高中地理教学环境教育的内容 高中地理教科书一共三本必修、七本选修。必修一共五大章,分别为行星地球、地球上的大气、地球上的水、地表形态的塑造、自然地理环境的整体性与差异性。必修一中有全球气候变化的表现、影响、对策,水资源的合理利用、地质灾害、自然环境的整体性和差异性等环境知识。必修一主要在自然地理中渗透环境知识,让学生了解我们居住的大自然,对环境有初步认识。必修二分为人口的变化、城市和城市化、农业地域的形成与发展、工业地域的形成与发展、交通运输布局及其影响、人类与地理环境的协调发展这六大章节。必修二中的人口与环境、城市化与环境、农业与环境、工业与环境、交通运输布局与环境、可持续发展思想等从人文地理角度介绍环境知识。必修三分为地理环境与区域发展、区域生态环境建设、区域自然资源综合开发利用、区域经济发展、区域联系与区域协调发展这五大章节。必修三是区域地理,主要讲述区域经济发展与环境的相互关系。 高中地理选修课本共七本,分别是宇宙和地球、海洋地理、旅游地理、城乡规划、自然灾害与防治、环境保护、地理信息技术应用。七本选修教科书蕴含丰富的环境知识,教材与环境知识紧密联系,如海洋地理中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象,旅游地理的旅游开发与保护,自然灾害与防治中的各种自然灾害,环境保护教材更是整本书都渗透环境知识。 2.初中地理教学环境的教育内容 初中地理教科书分为四本,七年级上册分为五大章,分别是地球和地图、陆地和海洋、天气和气候、居民与聚落、发展与合作,主要从自然地理地球与地图、陆地和海洋、天气和气候以及人文地理居民和聚落、发展与合作中简要介绍环境知识。七年级下册主要有我们生活的大洲——亚洲,其临近的国家和地区、东半球其它国家和地区、西半球的国家、极地地区。主要介绍世界地理中各个洲和国家的环境知识。八年级上册分为从世界看中国、中国的自然地理、中国的自然资源、中国的经济发展,从中国自然和人文地理中渗透环境知识。八年级下册为中国的地理差异、认识省级区域、认识省内区域、认识跨省区域、走向世界的中国,主要在中国区域地理中讲述环境方面知识。初中地理教材内容相对于高中较为简单、浅显,是对初中生进行环境教育的入门,没有高中地理中环境教育系统,但也极为基础和重要,对培养学生环境意识有着不可替代的作用。 二、中学地理教学进行环境教育的途径 1.地理课堂教学中的环境教育 (1)通过讲授法获取环境知识。讲授法是目前我国中学主要的环境教育方法,地理教师通过课堂教学传播关于环境方面的知识。这种教法可以使学生在短时间内获得环境知识,是一种直接、有效、现实的教学方式。例如,讲解全球变暖知识,首先提出全球变暖的表现,实际证明全球变暖的数据,再分别讲述全球变暖的原因、影响以及应对措施,让学生通过课堂教学明白全球变暖已是全世界都关注的重大问题。与我们的生产生活息息相关。因此应从小事、从身边做起,共同保护我们居住的家园——地球。 地理教师在课堂教学中对学生进行环境教育讲授的同时,应避免整堂课“照本读书”或“满堂灌”,否则会造成学生乏味,不利于学习理解,教师可结合其它教学方法和教学工具讲解知识点。 (2)运用多媒体方法深化环境意识。课堂教学中许多地理知识通过教师口头讲述很难让学生深刻理解,多媒体教学可以弥补教师口头讲授的不足,将隐形地理知识变成显性,可以生动形象地解释某一地理现象的发生,将抽象而复杂的知识形象化、简单化。例如,讲解冷锋和暖锋知识点,运用Flash软件可以动态展示冷暖锋的运动、锋面雨等状况。 多媒体教学还可以把已经发生的地理事件再现,让许多很难观察到的地理事件,通过多媒体技术模拟当时情形,让学生身临其境。例如,讲解海啸时,可以运用多媒体让学生感受海啸的巨大破坏力,深入理解海啸的形成原因、破坏力的影响等知识。 (3)采用讨论法强化环境行为。讨论法是在教师指导下,在全班或小组中,针对某个环境问题发表意见、广泛讨论和研究的一种教学方法。课堂讨论法要求教师做好充足准备,控制课堂讨论的进度和时间。对于讨论的话题,教师应选取难度适中并与教材所讲内容有密切关系的问题。例如,全球变暖的利与弊及其原因,大坝水库的修建对流域的影响,南水北调三线工程对调出水区、沿线区、调入水区的影响,北大 西洋暖流对欧洲的影响,环境保护和经济发展的关系等都可广用讨论法进行教学。讨论结束后,教师还应组织小组汇报、师生共评,并落实于平日行动中。 课堂讨论法与前两种教学法截然不同,它可以增进师生、生生之间的情感交流,调动学生学习积极性和主动性,培养其思维能力和创新能力,提高课堂教与学的效率。 2.地理课外活动中的环境教育 (1)开展环境保护专题讲座。环保专题讲座可以由学校请专家或者环保相关工作人员做专题报告,将环境保护相关理念、新知识以及环境问题介绍给学生,也可以由地理教师自己搜集和整理材料,师生共同主持讲座。环保讲座内容应与教材内容相呼应,最好与乡土地理有机结合。这样更有利于学生理解地理环境知识,提升环保意识。 (2)实施工厂企业参观考察。如果教师仅仅对学生进行地理环境知识的理论教学,而不让其与环境“近距离”接触,这样学生不能充分理解环境问题,也易使环境教育流于形式。因此,应带领学生到大自然、到真实的环境中去,对学生进行丰富而直观的教学。可带领学生参观地震站、气象站及附近的水库大坝等,可组织学生到工厂参观,让学生观察工业“三废”的产生和治理。通过这些参观考察,可让学生了解环境污染危害,人类生产生活排放对身边环境影响,明确治理环境污染的方法和措施,让学生树立环境保护意识。 (3)扩展丰富社会实践活动。地理教师可以组织学生对环境问题进行调查,让学生在调查中深化地理环境知识以及寻找解决环境问题的方法;也可组织学生在双休日到街头分发关于环境保护常识的问卷,通过问卷搜集结果、发现问题并提出解决问题的方法;还可通过调查工厂生产中的“三废”如何处理,以及“三废”对周边环境的影响,让学生撰写调查分析报告等。各种社会调查活动,有助于加强学生对环境问题的认识及重视,提高对环境保护和宣传环保的热情。者还需要在实践中不断积累、完善 环境教育论文:环境教育在高中化学中的渗透 摘要: 随着当前我国教育教学体制的深化改革,在高中化学课程的教学过程中,教学方式以及教学思路有了很大程度上的变化。传统课堂主要传授学生们的基础知识以及理论知识,往往忽视学生们的思想意识,忽视学生在化学课程中的环保理念培养等。而随着当前现代化的发展,社会发展有了极大的转型,且环境保护的发展不容忽视,教师应当重视化学课程中的环境教育,在化学课程中渗透环境教育来提升学生们的环保理念以及化学能力。 关键词: 环境教学;高中化学;课堂渗透 随着当前我国社会的不断发展和进步,人们的思想意识有了极大的转变,对于环境保护的理念有了一定的重视。因此在进行素质教育的过程中加强学生们的环境保护意识,在课程当中渗透环境保护的相关知识,能够有效的为我国的可持续发展做出一份贡献。 1.高中化学课程中渗透环境教学的意义及必要性 (1)我国生态环境污染严重 首先,从化学的环境污染角度来看,环境的污染源主要分为自然污染以及人为因素污染两个方面。自然界在生态发展的过程中所排放的相关有害物质属于自然环境污染;人类在进行各类生产活动、化工活动等所产生的大量污染物质称之为人为因素的污染。相比较而言人为因素的污染严重程度远远高于自然环境的污染问题。人类在进行工业生产发展建设的过程中,往往会着重于眼前的利益而忽视对环境的保护,忽视自身的可持续发展,缺乏对排放物质的深度处理意识,最终导致污染物质严重影响到了人们的正常生活环境。因此从高中生开始,从化学课程开始逐步的渗透环境教学能够有效的提升我国高中学生的环保意识,进而在未来的发展过程中,人们能够具备良好的生态保护意识。 (2)高中化学渗透环境教育的必要性 随着当前教育教学体制的深化改革,在进行课程教学的过程中除了需要重视对学生进行理论知识以及能力的培养之外,还需要重视学生的素质以及意识的培养,重视提升学生的环保理念以及环保意识,为学生综合全面发展奠定坚实的基础。 2.高中化学教学中渗透环境教育的有效对策 目前在高中化学课程的教学过程中渗透以及深化环境教学是非常有必要的,不仅能够为学生的全面发展提供帮助;同时也能够促进人们更加重视对生态环境的保护。下面笔者主要来分析探究如何在高中化学课堂中有效的渗透环境教育。 (1)教学联系实际 教师在进行高中化学课程的教学过程中,一定要重视理论联系实际的教学模式。传统高中化学教学过程中,存在部分的教师在教学方式上存在极大的局限性,很多教师将理论架空,直接按照教材中所给的内容进行讲述,而一些抽象化的化学知识以及化学现象往往难以被学生理解,久而久之学生不仅达不到学习的标准,同时也缺乏对环境保护的意识。因此在当前阶段,教师在相关课程的教学过程中,要注重将理论与实际进行联系,例如在进行二氧化硫的相关性质以及作用的课程过程中,教师可以在讲述课本知识的过程中,在PPT上穿插相关的工业化生产中所产生的大量二氧化硫的污染物质,其所产生的危害是什么。教师也可以通过播放一些记录短片的形式,让学生们了解二氧化硫所产生的酸雨有多大的危害,进而一方面为学生更好的了解二氧化硫的相关性质特点奠定良好的基础;另一方面也培养了学生良好的环保意识。通过在化学课程中渗透环境教学的方式,不仅有效的提升了学生的学习兴趣,而且也能够大大扩展学生的知识面,在了解相关化学物质对生态环境所产生的危害之后,学生往往能够找到课本上所不存在的化学性质,为学生树立良好的环境保护意识提供有效的帮助。 (2)重视历史的讲述,开展环保教育 化学在历史上有长足的发展史,在化学发展的里程中,既给人们带来了巨大的物质财富以及精神财富,但同时也为人们的生活以及生态环境带来了严重的影响。同时在历史发展的长河之中,也有着大量的化学物质以及化学原料严重污染环境以及对危害人们生活的案例。例如,教师可以在进行化学课程的教学过程中,阐述一些工业生产过程中所产生的大量化工污染原料进入到人们的食物食品当中,使得某个地区的居民出现某种不知名的疾病等,例如日本的哮喘事件、英国的烟雾事件等等。通过这些重大的历史事件的讲解和叙述,学生们往往能够真正的了解不合理使用化工产品以及化学原料的危害,了解到其对于人类生活所产生的巨大影响,进而形成良好的意识,同时也在一定程度上在学生心中埋下了社会责任感的种子,很多在高中阶段受到环境教育的人员在未来生产过程中就会更加重视可持续发展理念。 (3)在化学实验当中渗透环境教育 在进行高中化学课程的教学过程中,化学实验也是一个非常重要的组成部分,在化学实验的教学过程中渗透环境教学往往能够达到事半功倍的效果。化学实验相比于一般的理论课程教学来说,具有直观性较强的特点,学生直接在化学实验当中能够观察到书本文字当中所描述不出来的现象,一方面培养了学生解决问题,分析问题的能力;另一方面在化学实验的过程中学生也充分的了解到了一些关键的化学反应原理所产生的危害以及污染现象,进而培养良好的生态环境保护意识。例如,教师在进行化学实验的教学过程中,可以告诉学生们首先在进行化学实验的过程中,所产生的任何二次反应的产物等都不能直接的冲到下水道当中,一旦将一些废弃物质冲到下水道中将会产生严重的后果,同时教师应当告诉学生们正确处理废弃物的方式。另一方面带领学生们在一些空旷的环境当中进行一些化学实验的演示,让学生们了解在一些化学反应的过程中所产生的气体危害程度,同时要在实验的过程中做好相应的防护措施,为学生树立良好的榜样,进而提升学生的环保意识。 (4)课外活动渗透环境教学 高中化学课程不仅应当立足于课程教学,还应当重视对课外活动的环境教育工作。教师在布置一些课外活动的过程中,应当充分的立足于环境理念,例如可以开展对汽车尾气的成分检测实验,让学生们在课下的时间能够通过网上搜索或者通过简单的资料搜集等来了解汽车尾气的主要污染成分,同时也了解汽车尾气所产生的严重危害,为学生形成良好的环保理念奠定基础。 3.总结 综合上文所述,本文笔者主要从当前阶段环境教育在高中化学课堂中的渗透工作入手进行分析。首先对高中化学课堂开展环境教学法的必要性进行了简单的分析和探究,其次从教学模式出发,分析探究有效的化学课堂教学对策。总之,随着当前社会的不断转型,在进行化学课程教学时渗透环境理念逐渐成为了高中化学发展的必然趋势,只有环境教学法,才能够为学生形成良好的环保理念提供保障,推动我国工业化生产建设以及社会的可持续发展. 作者:王爱伟 单位:山东省临沭第二中学 环境教育论文:高中地理环境教育渗透 摘要: 环境教育是当前世界各国普遍高度重视的教育领域。地理是一门特殊的学科,与人们的生活息息相关,高中地理很多教学内容都与环境教育相关,可以在教学过程中采取学科渗透的方法进行环境教育。在高中地理教学中渗透环境教育,对学生今后地理学习和环保意识建立有着重要的影响。因此,教师应积极探索有效的教学方法,对学生进行环境教育,提高学生的地理素养,强化环境保护意识,从而提高地理课堂的实效性。本文探讨了在高中地理教学中渗透与整合环境教育的策略。 关键词: 高中地理;环境教育;渗透整合 地理是高中阶段的重要课程,地理课堂教学质量对学生的学习效果产生很大的影响,因此,提高教学质量十分重要。近年来,环境问题越来越严重,相关学者对环境问题进行了研究,并提出了环境教育的概念。地理课程的内容跟环境有很大的关系,将环境教育渗透到电影教学中能够有效提高地理课堂教学质量。笔者通过查阅相关文献,结合工作经验,将环境教育在地理教学中的渗透与整合进行议论。 一、环境教育的概念 环境教育是近年来新引入的概念,因此大多数教育者对于其所涵盖的内容并不了解。随着环境问题的恶化,有的学者对于环境教育的问题进行研究,并做了相关报道。笔者通过文献查阅了解到,环境教育的主要内容总结为以下三点:①对环境保护的问题进行讨论,并介绍环境污染和环境破坏的类型,提出珍贵资源的保护措施及合理利用资源的方法。②对人类与自然环境之间关系进行探讨,寻求人与自然和谐相处的方法。③对环境的监管与控制问题进行理论分析,并介绍环境质量的检测方法。环境教育的目的是让学生了解环境保护的相关知识,对环境的现状有一定的了解,并能积极加入到环境保护工作中。 二、将环境教育渗透和整合到地理教学的技巧 1.将环境教育融入理论教学中 由于地理课堂的主要授课方式为理论教学,因此将环境教育融入课堂理论教学中是一种较为有效的方法。例如,讲到地形地貌的问题时,教师可对土地沙漠化的问题展开讨论,将土地沙漠化的成因、对环境造成的恶劣后果和治理土地沙漠化的主要措施等进行介绍,并鼓励学生课后查阅相关资料,了解土地沙漠化的情况。同时,呼吁学生积极参与到植树活动中,降低我国土地沙漠化程度。通过这样的方式将环境教育渗透到地理教学中,既能够让学生对于地形地貌的成因有更加深刻的理解,又能够增强学生的环保意识。 2.通过播放相关视频对学生进行教育 随着教学设备越来越先进,多媒体被应用到地理教学中,为教师进行环境教育提供了便利的条件。很多环境问题,教师通过语言很难将其形象生动表达,但有了多媒体,教师可以通过播放图片或者视频的方式,向学生展示环境问题的严重程度,例如,沙尘暴、雾霾和白色污染等,通过图片和视频的形式向学生展示,会达到更加触目惊心的效果。教师可一边播放一边向学生讲解,引发学生的深思。在视频播放结束之后,教师便可将相关地理知识引入课堂,探讨环境问题与相关地理知识的联系性,让学生主动参与到教学活动中。 3.通过小组讨论的形式展开环境教育 小组讨论是现代教学常用的一种方式,教师可以通过小组讨论的形式,让学生对环境问题进行探讨,教师作为讨论活动的组织者,应为学生确定讨论话题,主导课堂的有序进行,保证课堂的有效讨论。例如,在讲到酸雨的成因时,教师可让学生讨论,造成酸雨的主要原因有哪些,治理这一问题的主要措施有哪些等,最后教师对学生的讨论结果进行点评和总结,最后达到良好的教育效果。 三、将环境教育渗透到高中地理教学中的优势 1.树立学生强烈的环保意识 将环境教育渗透到地理教学中,能够在很大程度上提高学生对于环境问题的重视程度。首先,可以加深学生对于环境污染与环境破坏的理论认识,让学生对于环境问题的类型及成因有所了解。其次,可以提高学生对于环保措施的了解程度,让学生对于环境保护的相关对策有一定的认识,知道自己在生活中能够做到的环保工作有哪些,并从自己做起。最后,可以提高学生参与环保工作的热情。经过相关环境教育的影响,学生会深刻认识到环境问题的严重性,了解环境被破坏和被污染之后,人类是最大的受害者,因此加入环境保护工作的积极性更高。 2.提高地理课堂教学质量 将环境问题渗透和整合到地理教学中,能够使课堂教学内容更加丰富。同时,环境问题是一个与学生息息相关的问题,将环境问题引入课堂能够很大程度吸引学生的注意力,让学生更加专注地听课,从而提高教学效率。另外,教师通过播放视频、小组讨论等方法展开教学,使课堂气氛更加活跃,消除纯理论课堂给学生带来的烦躁心理,达到更好的教学效果,该种方式能让学生的记忆更加深刻,使学生对知识的记忆更具有持久性。 3.让学生原有的知识得到有效迁移 环境问题在生活中随处可见,因此学生对于环境污染和环境破坏的认知程度较高。但在地理课堂上所学的内容与现实生活关联性较小,很难吸引学生。将环境教育渗透到地理教学中,教师可将环境问题与地理课程相关内容联系起来进行教学,这样的教学方法激发学生学习兴趣的同时,将学生原有的对环境问题相关的知识进行迁移,从而强化地理课程学习效果,从而提高课堂学习效率。 总之,环境污染与破坏问题随着社会经济的发展日趋严重,环境教育得到更大的重视,广大地理教师应对环境教育相关知识进行钻研,了解其与地理课程的相关性,并积极将环境教育渗透和整合到地理教学中,强化教学效果的同时,还增强学生的环保意识。同时,还可对该种教学方式进行更加深入的研究,在实践中不断反思和改进,形成系统的教学方法,让更多的师生受益。 作者:葛金娟 单位:南京市第十四中学 环境教育论文:高中化学环境教育论文 1高中化学教学中加强环境教育的必要性 1.1渗透环境教育符合新课改和考试大纲要求: 《普通高中化学课程标准实验》中明确指出:必修课程的设计应注重学生科学探究能力的培养,重视化学基本概念和实验,要体现绿色化学思想,突出化学对生活、社会发展和科技进步的重要作用。在《必修化学》等多种教材处都体现了环境教育的内容,酸雨的防治和无磷洗涤剂等一系列的规定,都体现了化学对环境保护的意义。近几年,高考试题中出现了关于氟里昂和N0x对臭氧层的破坏、酸雨、光化学烟雾、含铅汽油对大气的污染等环保试题,但由于这类题目取材新,学生感到陌生,往往得分率低,因此在教学中应注重渗透环保知识的教学。 1.2加强环境教育可增强学生环保意识: 当前,很多学生对环保知识的掌握不是很好。如光化学烟雾、世界八大公害、近几年在我国各海域都曾发生过的赤潮等常识都不甚清楚,导致这种现象的原因很多,其中之一就是教学中此内容涉及的很少。因此为了增强学生的环保意识,有必要加强和重视教学中的环境教育。 2如何在高中化学课堂教学中渗透环境教育 2.1据教材内容确定好结合点,进行环境教育的有机渗透: 高中教材中有许多环境教育的素材,教师可以把这些内容有机地渗透到平时的课堂教学之中。例如学习NOx时,可按介绍NOx的性质介绍其毒性和对人类及环境产生的危害,介绍吸收防治方法(NH3吸收法及碱液吸收法)的步骤有机渗透。使有毒的NOx转化为无毒或毒性较少的物质,为人类所利用。这样学生不但学习了化学专业知识,同时也受到了良好的环境教育。 2.2在课堂教学中渗透环保法制教育: 对学生进行法制教育是全民普法的要求,也是实施素质教育昀要求。一般的渗透方法是讲解某类物质或操作方法对环境的危菩,再提出相关的法律制裁条款,最后给出防治方法,例如学习SO2:时介绍煤和石油的燃烧、金属矿石冶炼等产生SO2导致大气巧染,进而产生酸雨,教师在介绍酸雨危害的同时,引入《大气污染防治法》中关于禁止向大气中排放有毒气体的规定,最后介绍防治方法。这样学生不仅学到了化学知识和环保知识,更进一步了解了环保法制知识,增强了环保法制观念, 2.3结合化学实验渗透环境教育 第一,改进实验方法。 中学化学教材中有很多实验内容会产:生有毒物质污染环境,同时影响师生的身体健康。在平时教学中,教师需注意改进实验操作、装置等,尽量做到有毒气体不外泄,提高尾气的吸收量,向绿色化学方向发展。如铜与浓硫酸反应中产生的SO2气体,可以依次通过石蕊试液→品红溶液→或酸性KMnO4溶液)→品红溶液→NaOH溶液,这样既可以验证产物SO2的性质又吸收了SO2,不污染环境。 第二,发展微型实验。 在平时教学中教师可以尝试和改进各种实验为微型实验,如教材中氢气与氯气混合气体在光照下反应,改成在小青霉素瓶中完成该实验,效果也很好。利用这些微型实验用量小、污染小等特点,把演示实验改为学生实验,效果更好。 第三,积极开展研究性学习。 研究性学习是学生自主探究合作学习的一种学习方式,教师可在平时教学中利用研究性学习课渗透环保教育。如高一讲授环境保护内容时,可把学生分成不同的几个课题组,选择不同的研究课题,通过上网查询、社会调查等手段去研究大气污染、水污染、食品、固体废弃物等几个大方面中的个别子课题去研究。如蔬菜杀虫剂的危害及合理使用、市内垃圾种类及处理、废旧电池的污染等。每个小组选派代表汇报成果,这样方式学生积极性很高,有数据、有事实、有图片、有调查报告、课件等,形象生动,学生将日常生活中的事情与环保知识充分联系,加深印象。 第四,充分利用现代教育技术对学生进行环保教育 现代教育技术与化学教学的结合使用大大提高了课堂效率,教师可将做不了的实验制成课件进行播放,既生动、又环保。如利用视频资料为学生播放塑料加工中的污染、小白鼠在Cl2中中毒死亡,还可利用网上和一些书中下载、扫描的图片播放给学生看,这些都是重要的素材。通过播放有关环境教育内容,让学生展开丰富的联想,切身感受到自然环境的美丽与环境污染对人类的危害,了解环境污染的成因及防治方法等,增强了学生的环保意识。 第五,在化学习题中充分体现“绿色化学”及环境保护的意识教育。 在平时的教学中教师多注意收集各种资料,把有关环保内容的习题集中起来。在平时检测和练习题中逐渐渗透。在高三复习备考中可作为专题教给学生,特别是有关国内新闻报道的热门环保话题更应多予注意,因为它常常是高考的热点内容之一。 3结语 总之,人类借助于各种科学技术手段及其他手段在改造自然、发展经济上取得了辉煌的成就,但也给人类赖以生存的自然环境造成了很大的破坏,出现了各种各样的环境问题。环境问题已日益围困着人类的生产和生活,成为人类面临的重大问题之一,教育是预防和解决环境问题的基本途径。而化学作为一门自然科学,与环境问题联系更为紧密,因此在化学教学中应渗透环境教育。在教学中,为了更好地开展环境教育工作,教响应提高对环境教育的认识,明确自己肩上的责任,通过各种途经加强理论学习,如查阅有关书籍和报刊杂志、在互联网上查找环境教育的资料和信息、教师互相交流等方式,学习环境教育的规律,提高教师开展环境教育的水平。同时,还应多注意对环境教有材料的收集和整理,扩大知识面,在教学中能更好、更有效地开展环境教育,避免随意性、盲目性,提高课堂教学效率。在教学中教师还要勇于实践和创新,不断改革教学方法,摸索出适合本地文、本校实际的环境教育的新思路,总结出新方法,把环境教育推向深入,以适应教学改革的要求。 作者:张世界 单位:贵州省铜仁一中 环境教育论文:环境教育教学中初中生物论文 一、认真研读教材,挖掘有效知识,巧妙渗透环境教育 由当前初中生物教材看,所选内容或多或少的涉及到了环境知识,为环境教育的渗透提供了有利的素材和有效的资源,如《绿色植物与生物圈中的碳氧平衡》、《绿色植物参与生物圈的水循环》、《空气质量与健康》、《环境污染对生物的影响》、《分析人类活动破坏生态环境的实例》等等.因此,在初中生物课堂教学中,要想有效渗透环境教育,培养学生的环保意识,教师必须认真研读教材,挖掘环保知识,并以此为切入点和突破口,结合教学内容,引导学生把握生物知识,形成环保意识.譬如,教授《根对水分和无机盐的吸收》时,可渗透重金属污染物随植物对水分和无机盐吸收进入植物体,并通过食物链危害人体健康的知识;学习《生物圈是所有生物的家》时,可让学生探讨“生物圈二号”失败的原因,使学生意识到进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路;教学《绿色植物参与生物圈的水循环》时,教师可以恰当地渗透水资源污染问题,让学生了解我国水资源缺乏现状,引导学生从身边小事做起,节约用水,培养学生资源保护意识;讲解有关酸雨、温室效应、臭氧层空洞等环境污染与保护内容,可让学生了解环境污染产生的原因、治理措施以及预防手段,促使学生自觉树立起环境保护意识. 二、联系生活实际,引导思考探究,有效加强环境教育 知识源于生活,在初中生物课堂教学中,教师要紧扣教学内容,注意联系生活实际,融入生活实例,加强环境教育,灵活渗透环保理念,提倡绿色生活,让学生从生活小事做起,为节能减排尽绵薄之力,增强学生的环保责任感.比如学习《分析人类活动破坏生态环境的实例》时,教师可以借助多媒体课件,呈现有关人类活动破坏生态系统的材料、图片或影视资料,并引导学生联系生活实际,说一说人类存在哪些影响全球的破坏活动?如水资源浪费、酸雨、土壤荒漠化、沙尘暴、汽车尾气、湖泊河流受到严重污染、工厂废气的随意排放而造成温室效应;乱砍滥伐,导致森林植被破坏等.然后,引导学生积极思考:面对上述问题,我们应该采取怎样的措施加以治理?让学生畅所欲言,大胆表达自己的看法和见解,深化巩固知识.接着,设计小活动,合作讨论,引导学生自主探究:请你观察人们日常生活中有哪些小习惯可能会影响甚至破坏生态环境?请你以小组为单位,展开“我为环保献一策”的活动,提出自己的建议和看法.这样,通过思考、探究、合作、归纳、总结等活动,让学生明确人类的哪些活动可以改善生态环境,哪些活动可以破坏生态环境,认识到保护生物圈的责任,自觉形成环境保护意识,激发学生关注生物信息的兴趣,提高学生收集和提取有用信息的能力. 三、注重实践活动,强化亲身体验,全面践行环境教育 在初中生物教学中,教师要打破课堂教学局限,注意拓宽教学渠道,开展灵活多样、丰富多彩的课外实践学习活动,让学生走出课堂,走出校园,走向社会,走向大自然,通过亲身参与、实践体验,感受环境保护的重要性,引导学生从自我做起,从点滴做起,形成保护环境的良好习惯,全面践行环境教育.第一,教师可以组织学生利用课余时间对校园环境进行仔细观察,对学校受污染情况和环境绿化情况进行深入分析、调查统计,并指出其存在的环境问题,提出切实可行的解决措施和方案.第二,教师可以组织学生走向课外,开展实践学习活动,将所学知识运用到生活实践中,在实践体验中切实体会保护环境的重要性和必要性.如组织学生开展公园、社区植树造林和水资源短缺、害虫鼠的危害、环境污染等情况实践调查活动,并撰写相关调查报告,以展示学习成果.第三,可以借助某些特殊日子,诸如2月2日“世界湿地日”、3月12日“植树节”,3月21日“世界森林日”、3月22“世界水日”、4月2日“世界地球日”,6月5日“世界环境日”、10月4日“世界动物日”等,开展环境保护相关专题讲座,通过手抄报、演示文稿、校报、墙报、板报、网络论坛、贴吧等形式加大环境教育知识宣传度,让学生了解环境保护的迫切性,提高学生环保意识和责任感.或开展“节能减排、低碳环保生活”的主题班会或者辩论会,组织“变废为宝”的环保创意制作比赛、“低碳生活科普知识”竞赛、“环境保护,从自我做起”演讲比赛等等,让学生在潜移默化中得到环保教育,树立环保意识,共建绿色生活环境,提倡健康有机生活. 四、结语 总之,在初中生物课堂教学中,教师要重视环境教育,认真研读教材,挖掘有效知识,巧妙渗透环境教育;注意联系生活,引导思考探究,有效加强环境教育;注重实践活动,强化亲身体验,全面践行环境教育,从而培养学生环境保护意识和责任感,形成正确的生活与卫生习惯,提升学生生物科学素养和综合素质,促进学生的全面发展. 作者:叶树梅 单位:江西省赣州第二中学 环境教育论文:环境教育与旅游文化论文 1旅游文化与环境教育的关系 在时间上中国开展环境教育的步伐紧跟发达国家,但是在实践的过程中,环境教育研究实施的范围窄,领域小,问题多。基于对全球环境问题的探究,环境教育面向的对象是全体公民,目的是使人们正确地认识人与自然之间、社会之间的关系,以正确的态度和行为来对待我们的环境。目前环境教育的实施途径主要是正规教育和非正规教育,旅游活动作为非正规环境教育方式之一,旅游文化便是传播环境教育的重要手段。人们在接受环境教育之后环境意识水平得到提高,对旅游文化的吸收与传承,旅游产业的发展与创新将是很大的促进。 2旅游环境教育的不足 2.1旅游环境教育理论与实际互动欠缺 在旅游文化中渗透环境教育目前缺少理论基础。一些发展环境教育的基本构想的提出推动了环境教育的开始,由于环境教育具有整体的跨学科的性质,包含的知识层面广泛,在学校推行的环境教育是渗透到其他学科当中,只有部分高等院校设有专门的环境教育专业,环境教育理论不成系统、支离破碎的现状,很难很好地应用到旅游产品中去;环境教育体现出的全民性、终生性、全球性、学际性的基本特征与旅游活动的开放性、娱乐性、渗透性和实践性特点,为旅游环境教育实施提供了有利条件。但是环境教育的理论基地在学校,实践基地在社会。一个重理论,一个讲实践,只是他们之间的交流太少,直接影响了旅游环境教育的效果。 2.2深入进行环境教育的旅游形式单一 在我国随着旅游业的快速发展,旅游形式已经从传统旅游演绎成多种形式,如不同目的:会议旅游、奖励旅游、企业旅游、文化旅游等,如不同角度的:山水观光探险型、历史人文观光型、科研考察型、文化体验休闲型、乡村休闲度假型、网络信息型等。这些旅游形式和旅游资源虽然很丰富,有利于环境教育的开展,但是在景区和相关的行业部门环境教育的前提仍就是经济利益,环境教育的贯彻流于形式,效果不佳。目前只有与环境教育相应而生的生态旅游和南岳衡山等少数地区的低碳旅游,在进行环境教育工作方面卓有成效。生态旅游是在近年十七大报告、十八大报告强调的生态文明建设中得到重视,符合了生态文明建设要求的文化理念,与生态文明建设有着天然的耦合关系,可以在游憩的过程对环境和生态做到一定的保护。低碳旅游基于传统景区对资源和环境的破坏,在修复和完善景区资源与文化的同时深入环境教育的理念,虽然在效果上还有待研究,但却对我们进行环境教育给予了新的启示。丰富的旅游资源是进行环境教育的重要途径,因此应该广泛、合理地开发旅游中的环境教育手段。 2.3旅游环境教育体系不够完善 旅游是一个综合性的产业,关系到国家经济建设、生态环境发展和环境保护等。已经成为国民收入重要来源的旅游业,在国家进行宏观调控之后,仍然缺少直接的旅游环境教育法律法规,致使政府部门在对待经济效益、生态效益和社会效益时不能权衡轻重,环境污染破坏、资源开发利用不当等环境问题依旧存在。经营人员缺少政策的制约和资金的扶持,在经营管理上环境教育未能真正提到日程上,使得原本具有实践性的旅游环境教育缺少了更多的实践平台。旅游主体进行旅游线上运动时,由于缺少相关的法律法规和合理的规划,以谋利为主的饭店、宾馆、百货等更是不注重环境教育,不能配合旅游机构完成环境教育的任务。旅游行径的配套设施、服务系统未能得到充分利用,虽然可以体现环境教育的思想,但是功能有限。 2.4旅游环境教育意识发展不协调 2.4.1旅游主体被动感知环境教育知识效果不佳 旅游活动已经成为人们生活中的基本需求,是对人们进行环境教育的重要手段之一。随着旅游业的快速发展,越来越广泛的社会成员参加到旅游活动中。调查分析,目前只有少数高学历的人能够以获取环境教育知识为旅游目的,能够自主地学习环境知识和处理环境问题的技能。而大部分参与者的旅游目的依然以观光、游玩、享乐为主,旅游观念未革新,在旅游过程中有可能被动接受环境教育的相关知识,但这种情况下的环境教育效果肯定不佳。 2.4.2旅游环境教育意识淡薄影响可持续发展进度 旅游文化是一种经济产品,它不能够完全以教育为主,所以旅游环境教育效果倍受重视的程度有待提高。人类对维持景区生态文明与保护景区自然资源起着关键作用。因此,与旅游景区的吃、住、行、游、娱、购的相关机构、单位、管理人员、服务人员和旅游主体自身的环境知识很重要,他们的环境意识不能仅仅停留在“文明投放垃圾”上,注重培养文明行为的同时应掌握解决实践的环境技能与环境理论。环境意识的高低直接作用于我们生存的环境,影响可持续发展理念的落实。 3旅游环境教育的发展对策 3.1政府立法保障经费 政府关于旅游环境教育的立法是必要可行的。由于过去30多年的环境教育一直没有确切的法律做基础,虽有相关的却还应该细化、具体。公众的环境保护观念虽然有所提升,但是环境问题并没有得到根本的治理。如果国家在旅游行业的运行管理上起到很好的经费保障作用,那么我们的旅游活动便可以在环境教育上加大力度,在旅游活动中开设更多具有实践意义的环境教育主题活动,让游客可以亲自参与其中,体会并学习环境知识与技能。旅游活动对象的广泛性,必然会使得环境教育有所收益。 3.2完善旅游环境教育系统 政府立法保证旅游部门运行的经费也是对旅游环境教育的有力支撑。有了资金和技术的支持,旅游经营人员和相关的事业单位就可以加大力度将环境教育渗透到旅游的每一个环节,或者是开展专门的环境教育活动。不同景区应根据自身实际情况,根据旅游主体环境知识的掌握情况,设置相应的环境教育主题。以旅游景区为中心,对其相关环境内部人员,由内向外开展普遍的环境知识与技能的培训,使得每一次的旅游活动都有较好的环境教育收获。 3.3理论与实践相结合 任何一种文化的传播都离不开理论的支撑,任何一种理论都离不开实践的检验。我国目前实施的环境教育工作,出现了在学校重理论在社会重实践的现象。虽然学校也会安排环境教育实践课程,但是由于各个学校条件上存在差异,只有少数学校会给学生实践的机会。作为社会环境的代表,所开展的环境教育最具实践性,但是以理论为指导的旅游环境教育,似乎是纸上谈兵。改变这样的现状,增加理论与实践的互动,开发建设更好的旅游实践基地,必定有利于旅游中的环境教育。 4总结 环境发展需求人们环境意识的提高,旅游环境教育观念的提出使得环境教育的拓展和深化有了明确的方向。协助环境教育较好地改善环境问题,处理好社会、经济、人口、环境、文化等因素复杂的关系,使得环境发展处于和谐的状态。 作者:王丽爽 林宪生 单位:辽宁师范大学 环境教育论文:高中环境教育化学教学论文 一、结合化学实验,进行环境教育 化学是以实验为基础的学科,实验是高中化学教学的重要组成部分,教师应在化学实验过程中融入环境教育,不仅要讲解实验装置、实验原理以及实验的基本操作方法、实验结果对错,还要强调整个实验过程的正确性,在实验教学中有意识地向学生进行环境保护教育.涉及有害物质的实验时,教师指导学生不断改进实验装置,尽量避免有害液体排出或者气体外漏,对排出有害气体的实验增加转化装置或吸收装置,向学生阐明有害气体排入空气中的危害,在实验中不能任意排放有毒物质. 每次化学实验结束后,教师要强调化学实验室的规章制度,督促学生要严格遵守.对于一些可以回收利用的实验废弃物,要组织学生进行回收,如可回收银镜反应实验后所产生的硝酸银溶液.在减少污染的同时,教导学生保护环境,养成环保的良好习惯.同时,还应在实验过程中强调化学药品的用量问题,争取使用最少的实验药品,取得最佳的实验教学效果,最大程度地减少化学废品的排出.由此看来,在高中化学教学中渗入环境教育有着重要意义. 二、通过组织学生课外活动,进行环境保护教育 课堂教学是进行环境教育的重要环节.为了提高教学效果,适当开展课外教学活动十分有必要.将丰富多彩的课外活动与课堂教学有机结合,有助于对学生进行全面的环保教育,使学生了解环境保护是我国的基本政策,了解相关的环境保护法律法规,认识到破坏环境是不道德和违法的.教师可以利用假期时间组织学生到学校附近受污染的江湖或化工厂等地参观,鼓励学生自行与湖泊周围的居民和厂里的技术工人交流,让学生了解产生这些污染的原因和污染物的主要组成部分,以及思考处理这些废气污染物的方法,同时明确环境污染的危害和环境保护的紧迫.这样的教学活动,不仅能让学生学以致用,加深学生对所学知识的记忆,还能有效进行环境教育和提高学生的社会调查能力和分析问题、解决问题的能力. 教师还可以组织学生分组进行小课题研究,让学生走出校门,通过搜集相关材料,进行讨论和研究,通过调查分析写出《日用化学洗涤剂调查》、《周边居住环境状况分析》等课题的研究报告.在调查过程中,学生学会发现问题,关注环境污染和保护,关注生活现实,并联系实际用化学的角度去审视环境污染问题,提高了学生的综合素质.教师也可以邀请环保部门的专家领导走进校园,向学生宣传环保的重要性,通过各种形式和途径扩大环境保护在学生中的影响,增强学生对环境保护的认识.通过一系列的课外教学活动,让学生深刻认识到环境污染与化学息息相关,鼓励学生认真学习化学,调动起学生内心为治理环境污染作出努力的决心和信心. 三、总结 综上所述,环境保护势在必行.在高中化学教学中实施环境教育应引起广大化学教师的重视.在课堂教学活动中,教师利用有限的课堂,找准切入点对学生进行环境教育,让环保理念在学生的内心生根发芽,使他们树立强烈的环保意识,为创建一个和谐美好的大自然,让我们赖以生存的地球重现生机而付诸行动. 作者:吴益桂 单位:江苏盐城市盐阜中学 环境教育论文:高中化学环境教育教学论文 一、关于人教版高中化学教材中的环境教育内容 环境教育内容亦渗透于教材栏目中.人教版高中化学的教材的教学栏目主要包括课堂、课后思考题、习作题和实践题这几部分,其中与环境相关的问题不少,比如“实践活动”、“思考与交流”等.案例分析如,在教材必修2中以“回收废旧钢铁,铝制品在节约能源、保护环境、降低成本等方面的意义”为主题进行调查访问.如果要成功地完成这项任务,基本的化学知识必不可少,学生必须要了解随意丢弃废旧钢铁、铝制品对环境产生哪些后果.如此,学生才可发现回收这些废弃品对环境的益处. 二、促进环境教育教学的对策与方法 1.提问式引导,兴趣教学 化学是一门相当有魅力的学科.化学与生活联系密切,生活中的很多物质都与化学分不开.比如食盐是我们日常生活中必备的调味料,再好的食材缺少食盐尝起来也不会美味.食盐的主要成分是氯化钠,含量大概为99%.在日常生活中,电视、报刊、杂志等媒体或多或少都会将一些信息传递给学生.因此,学生就已经积累了一定的化学知识,学习时对未知的知识就更感兴趣,不会排斥进行学习.这就对教师发挥引导者的角色,提出了更高的要求.笔者认为,教师要利用学生现有的知识量,调动学生的积极性,引导学生主动了解未知的知识.引导的方式可借助提问展开.案例分析教师:同学们,你们有没有观察过木炭在空气中燃烧时的颜色?(问题一)学生1:红色学生2:黄色教师:那有谁了解木炭在氧气的条件下燃烧时的颜色,哪一种呢?(问题二)学生们:不知道(大部分摇头),学生3:白色(回答的学生可能从其他的途径获得了解,如科普知识节目)这两个问题,前者就是取材于现实生活,学生有机会观察到木炭在空气中燃烧的颜色;至于后者,学生如果不借助专门的实验是观察不到的.毕竟纯氧气的条件日常生活中不存在.教师利用问题一作铺垫,再引入问题二,进而讲解有关碳、一氧化碳以及二氧化碳的相关知识.在讲述完学科知识后,插入这几种化学物质以及化学气体对环境作用的知识,由浅入深进行讲解.这样的讲课方式,可以启发学生的思维,学生易于接受. 2.实验教学法 实验教学法,有利于培养学生的探索能力,发挥学生的创新精神,不仅有助于化学学科知识的学习,也有利于环保意识的培养.化学是一门以实验为基础的科学,要求严密性.所以在化学课程的教授中,教师必须对课程实验予以高度的重视.教师在给学生讲授了理论知识以及实验如何操作后,让学生动手操作实验.耳闻不如目见,学生在经过动手操作后,对所学的知识也有了更加深入的了解.案例分析学生可在教师的指导下,发挥主观能动性,进行家庭小实验活动.利用一些废弃物品改造成为微型的实验仪器.如,日常生活中随处可见的透明塑料瓶、塑料管加以消毒处理,制作成微型实验仪器,比如微型酒精灯,微型水槽等. 3.开展实践活动促进教学 开展诸如社会调查、专题讲座这类的实践活动,鼓励学生参与其中,用自己的眼睛去发现生活中的化学,生活环境与化学的关系以及启发学生思考应该对环境的保护采取何种态度、何种措施.实践活动的开展,辅助化学课堂教学,让学生走出校门,走进大自然,开阔思维,促进学习能力的提升,并增强学生的环保意识.案例分析开展以“调查学校周边的水环境是否存在污染问题以及从学生的角度提出解决措施”为主题的社会调查,让学生利用课余时间进行考查,眼见为实,用自己的眼睛记录真实,并搜集资料,仔细整理归类,将第一手的环保资料握在手中.如此这样,学生就更能认识到环境保护与自身距离并不遥远,也能将理论知识派上用场,并且课堂教学活动也比较充实、丰满. 三、结语 环境教育在高中化学课堂中占有重要的比重,且如今的生态与环境亟待保护,教师与学生都应当引起重视.笔者认为,教师可在教材设置的基础上,采用有效的教学方法,促进环境教育教学活动顺利进行,使学生的环保意识得到增强,从身边做起,为环境保护增一分力. 作者:赵杰 单位:江苏省启东市东南中学 环境教育论文:课改指导下环境教育教学论文 一、新课改背景下的环境教育工作现状 在新一轮的课程改革中,环境教育作为一门重要的科目正式被纳入中学课程,并颁布了关于环境教育的相关文件,如《中小学环境教育专题教育大纲》和《中小学环境教育实施指南(试行)》等,为开展环境教育课程工作提供了制度上的保障。新课改的新理念与环境教育也是相辅相成,互相促进的。例如,地理新课标中将“关注人口、资源、环境和区域发展等问题,进而利于学生正确认识人地关系,形成可持续发展的观念,珍爱地球、善待环境”作为重要理念之一,不断对学生强调。而物理新课标中则重点强调科学技术对环境的帮助,如何通过物理知识改善社会环境,体现了可持续发展的长远思想。环境教育不仅仅被渗透到中学的各个科目中,还被作为一个独立的课程在中学教育中实施,可见环境教育的地位明显升高了。 二、新课改指导下实施环境教育的措施分析 1.坚持以学生为本的教育观念。 学生作为教育的核心部分,是进行教育活动中的根源所在,教师作为教育的主导力量,应在教育工作中以学生为中心,尽最大限度来满足学生的教育需求。新课改的内容中提到在中学的环境教育过程中,要将学生作为教育中心,从理论出发,结合现实生活,从根本上促进学生的发展,对教育教学过程要引起高度的重视,通过掌握学生的现状,制订适合学生学习的教学方案,端正学生的环境意识,引导学生积极参与环保活动,让学生能够从身边的小事中感受到环境保护的重要性,通过让中学生正确认识环保的价值,提高其对环境的情感,进而能够自愿地投入到环保教育的氛围中。而学校和教师要为学生进行环保活动提供机会,通过文艺汇演宣传、植树节、戒烟日等主题活动,为学生积极打造保护环境教育活动的平台,通过让学生积极参与其中,进而起到潜移默化的推动作用。 2.使用多元化的教学方式。 按照新课改的指导要求,对环境教育要采用多元化的教学方式,结合国内外不同的环境观念和学术观点,选择具有实际意义和典型性的环境案例,提高环境教育课程的趣味性,进而提高学生参与教学的意识。在环境教育的过程中,教师要有针对性的传授教材中的理论知识,让学生在心中对环境知识有个系统的认识,为环保工作打下基础。另外,传统的教学手段较为单一,难以激发学生的学习热情,因此,要结合现代化的教学设备,引进以多媒体为主的教学手段,通过声音、动画、视频等动态效果,使得教学内容更加形象化,并且,通过网络资源共享的途径,可以拓宽环境教育的知识面,及时掌握当前的环境信息。 3.科学合理的评价方式。 俗话说,理论来源于实践,最终也要到实践中去检验,环境教育也是如此。环境教育的课题是因为环境问题日趋严重而被提出的,而环境教育成效是否良好,也要看环境是否能够得到改善来检验。仅仅依靠传统的考试检测学生的环境教育理论知识来检验学习成果是不科学的做法。以笔试为主的检验途径,使学生的环境教育成果对真正提高环境保护措施形同虚设。新课改中,关于评价方式中提到,教学评价不能仅限于文化知识水平,还要联系相关的知识领域,在环境教育评价中,教师要将学生的学习过程表现和学习成绩相结合,将学生参与环保活动的程度与环保意识相结合,总之,重视学生的学习过程,重视环境教育的实践性,重视学生的参与程度,正确认识评价体系在环境教育中的作用,教师也要对自身作出正确评价,及时反思教学,总结教学经验,不受主观思想的影响,能够公开、公正、公平的记录学生的学习和成长的真实事件。 三、结语 环保工作是一项长远的事业,需要我们的共同付出才能实现环保目标。我们每个人应从点滴做起,为环保工作出一份力。作为一名教育工作者,我们现在所要做的就是通过我们的努力,让学生能够树立环保意识,通过多元化的环保教育方式,让学生从内心重视环保工作。希望通过我们的共同努力,可以改善我们的生存环境,让我们的地球母亲更加美丽,更加充满生机活力。 作者:王兆明 单位:山东省青岛市莱西姜山镇绕岭中学 环境教育论文:环境教育视域下高中地理论文 一、高中地理教学与环境教育的关系 在高中的地理教学中,它的教学目的是让学生深刻认识到当今的地理环境问题,对人与地理环境关系有一定程度的了解,教师通过地理教学,培养学生良好的资源观、价值观,使学生的素质有全面的提高。在高中地理教学中,是对初中地理知识进行深化,对地理现象与地理事物的特征进行更深层次的学习,让学生掌握地理事物的成因、深入分析地理环境的要素、地理事物发展的进程以及人类活动给地理环境带来的影响。“环境教育”主要包括对协调经济发展、资源开发、社会进步以及对优化环境所形成的环境保护意识的教育。概括地说,地理教育是增长对人地关系的了解。通过地理教学了解人口动态、资源动态、环境动态与其存在的环境问题,使学生对人口、可持续发展、环境有一个全面的认识,最后使学生在意识与行为上都能够自觉保护人类环境,协调生态稳定与社会经济发展的关系。新的时代赋予了高中地理教学新的使命。当今的高中地理已不是单纯的地理知识课程,高中地理教学经过改革与发展,已经逐步发展为培养学生树立可持续发展的新课程。所以,高中地理教育成为了教育学生树立可持续发展观念的学科,使地理教育与环境教育的理念达到一致,构成学校地理教育的大框架。 二、高中地理教学对学生进行环境教育的优势 (一)在高中地理教学中,有很多涉及到环境教育的内容 1.高中地理教材有很多讲述生态可持续发展、经济、社会、环境问题的版块。 2.高中地理教材告诉学生,人类自然资源不是用之不竭的,如果对人类环境的自然资源无节制使用,就会对环境造成污染与破坏,人类赖以生存的自然环境就会遭到威胁。 3.高中地理教学教育学生,保护环境要从小事做起,爱护环境、节约能源,从小养成良好的环保习惯。地理学科的性质决定了在高中地理教育对学生展开环境教育、加强学生的环保意识是重要的教育渠道。 (二)高中地理教育可以对人们展开全面的环境教育 高中地理学科的教材,主要是以地理环境为基础内容的,而且把人地关系的理论作为环境教育的指导,这也是高中地理学科的特色。虽然在理、化、生等学科也有涉及到环境教育的内容,但仅限于局部的教育,这种局部的教育在环境问题日益严重的今天,是不可取的。在我国,高中地理教材已经纳入了比较完善的保护地理环境的内容,给予学生详细的地理环境基础知识,使学生对如何保护环境、趋利避害、使地理环境更有利于人类的发展有一定的认识。高中地理的知识体系是把地球在宇宙作为开端的,最后的归纳深入到如何协调环境与人类的关系,也就是说,环境教育贯穿于整个高中地理的教材。因此,教师应该通过高中地理教学,培养学生的正确价值观与发展观,在对学生情感与观念的教育方面,高中地理学科的要求是:“帮助学生树立正确的资源观、人口观、可持续发展观以及环境观;培养学生的爱国情怀与对社会的使命感;对学生深化国情、国策以及国立的认识。” (三)通过高中地理教学,可以培养学生正确的环境伦理观念 通过高中地理学习,学生知道,人是环境的产物,人不仅是生产者,还是消费者,可以是建设者,也可以成为破坏者。科学技术呈现出空前发展,加强了人类对环境的利用,但也有不合理的利用,使环境遭到了日益加剧的破坏。例如,工业“三废”的排放、酸雨、温室效应、臭氧层的破坏等,都使我们赖以生存的环境遭到了严重的破坏。还有一些国家,极不道德地把大量的污染物排放至其他国家。在高中的地理学科中,对学生宣传环境伦理,可以培养学生保护环境的良好情操,树立保护环境的观念。 三、在高中地理学科开展环境教育的策略 (一)在高中地理教学中采取多种教学方式,提高环保能力 传统的教学是教师讲,学生听,这让学生处于被动状态,学生的创造力与思维能力得不到开发,实际操作能力也得不到提高。这不仅影响学生的全面发展,还会影响学生保护环境的能力。因此,教师可以通过比较的教学方法,让学生掌握地理环境的特征。因为地理环境具有差异性,所发生的环境问题也不一样,教师利用差异法,可以让学生对环境问题有更全面的了解,加强保护环境的意识。此外,教师也可以运用辩论教学法,让学生在交流中增强保护环境的意识。地理环境问题本身是有争议的,所发生的环境问题的原因并没有完全确定。教师运用辩论法,可以开发学生的思维能力,增强环保意识,提高环保能力。 (二)因地制宜开展课外活动,增强学生的环保意识 开展地理环境教育的目的是使学生对环境有更深的认识,所以,选择开展课外活动的环境很重要。教师可以选择学生比较熟悉的地理环境进行考察,也可以让学生对陌生的地理环境展开调查。例如学生居住的城市、所在的学校都可以。因为学生来自不同的城市,所以学生在活动中可以展开交流,互换环境,使学生了解的环境更加全面。环境问题因为地区的不同,也呈现出不一样的特点,不一样的环境可以使学生对环境问题认识更加全面,使学生爱护环境的意识更强。 四、结语 高中阶段是形成人生观的关键时期,教师应该引导学生关注环境问题,培养学生的环保意识。因为高中地理学科的特点,在高中地理教学中开展环境教育有一定的优势,所以,教师在高中地理教学中要渗透环境教育,加强学生的环保意识。 作者:高秀栋 单位:山东省胶州市第二中学 环境教育论文:小学语文中环境教育的渗透 一、小学语文教育和环境教育之间的关系 开展小学语文教学的主要目的是为了锻炼小学生的语言交流能力。在教学大纲中明确规定了要进一步加强环境教学的相关要求,与此同时在选取课文的时候也进行了适当的改革,很多文章都涉及到了环境教学的内容,大大拓展了小学生的视野。十八大中提出要将环境建设和保护工作放在极其重要的位置上进行发展,在小学语文教学中不断的提高小学生的环保意识逐渐成为了一个重要的教学任务。在社会经济迅速发展的过程中,我们不能一味的牺牲环境来谋取社会更大的进步。 环境教育的一个非常重要的教学内容就是要处理好人与环境的关系。而小学语文教学开展环境教育的目标就是能够让小学生的环境思想和社会经济的发展相互协调适应,逐渐认识到保护环境的重要性和必要性,让每一个人都能够清楚的认识到自身和客观环境之间的关系,逐渐形成环保意识,以正确的环境保护观念来培养小学生的环保意识,可以说是每一个小学语文教师开展教学承担的一个重要任务。 二、教师在开展小学语文教学过程中所起到的作用 教育工作具有较强的计划性和组织性,它可以对人们进行正确的思想引导,让人们对事物进行合理的理解、准确的计算、科学的认知等。而在整个教学过程中教师会起到非常重要的作用,他们可以说是整个工作的引领者,肩负着知识传授者的重要职责。 (1)拓展教师的视野范围,深化环境教育。在经过大量的现状分析之后,我国在进行环境教育的过程中仍然存在各种各样的问题,而教师的视野成为了一个亟需解决的问题。由于教师本身并不具备广阔的自然环境视野,无法将自然环境和社会科学进行有效的结合,所起到的引导作用受到了极大的限制。所以,为了改善环境教育的现状,进一步深化环境教育,就应该努力拓展教师的自然视野。 (2)培养教师的环境意识,能够做到言传身教。近几年来环境问题成为了社会发展过程中面临的一个严峻考验,随着沙尘暴、海啸等自然灾害的侵袭,人们开始认识到保护环境的重要性和迫切性。每一个社会人都应该承担起保护环境这一重任。而对于小学生来说,对他们产生影响最大的莫过于教师和家长。培养小学生环保意识的前提就是教师能够有强烈的环境保护意识,只有这样才能在教学的过程中不断的对学生产生影响。 三、环境教育在小学语文教育当中进行渗透所采用的教学方法 (1)尽可能多的在课堂上涉及环境教育内容。小学语文教师在课堂上应该以自己的实际行动对学生产生影响,只有在潜移默化中才可以促进学生逐渐形成良好的环境保护意识。教师可以在课堂上多为学生讲述一些关于环境保护的故事,让学生们体会到阳光、绿草等客观环境的魅力所在,让学生们逐渐将环境保护观念当作是一个理所当然的事情,充分发挥课堂教育的作用。 (2)在写作训练的过程中提高学生的环境意识。在进行写作训练的时候,教师可以布置一些有关于自然环境、保护环境等方面的写作任务,让学生进一步了解自然环境、体验环境对人类的意义,并将那些立意新颖、具有一定环境保护意识的作品拿出来让学生们品读,并适当的给予写作者一些表扬,提高学生在培养环境意识方面的积极性。 (3)在课外活动中提高学生对环保的意识水平。在小学语文教育当中课外活动是一个非常重要的教学环节,多数学生都被该环节的趣味性所吸引。因此教师可以多组织学生进行环保知识竞赛、参加各种环境保护活动等,让学生在参加课外活动的过程中提高对环境保护的意识。 作者:赖芳庆 单位:江西省南康市赞贤小学 环境教育论文:论创新展开环境教育的形式和方法 一、走出拘泥于“4课时”的困境 环境科学属于边缘科学,没有自身的理论体系,这既是一大遗憾也是一大优势。环境科学与文化、自然和社会科学的兼容性极其强,已经派生出环境哲学、环境经济学、环境化学、环境物理学、环境教育学和环境伦理学等诸多门类学科。在学校几乎所有学科的教科书、日常实践活动中,或多或少都存有环境科学内容,或与环境科学相关联的,或具有潜在联系的相关要素。要有效地、创造性地利用好教课书所包含的环境科学内容,对已有但没讲清的讲清楚、没有而又特别需要的可适当增补充(特别是新知识点)、需要而没有延伸的可适当拓展。 如果相关师资能够突破学科背景的局限,教学基本达到可以举一反三、信手拈来和融会贯通的境界,取得既不增加本学科负担,又能取得触类旁通、一举多得的教育效果,并不是一件遥不可及的事情。如此这般,与盲目死守“4课时”相比,会使环境教育的空间和内容得到极大地拓展。对于走出作茧自缚的“4课时”困境,不失为一种借力打力、游刃有余、事半功倍的“笨”办法。 二、让一部分学校先“富”起来 在我国,学校集知识、道德教育和中华文明传承于一身。与企业产出的是绿色产品不同,学校产出的是具有包括环境意识在内的综合素质与能力,对社会有用的人。不能一蹴而就的观念转变,需要一个长期的过程。所发生转变,通常会通过文化知识富集和道德取向修正,及其潜移默化地影响,逐步从人们的思维方式、行为方式等要素,由浅至深地呈现出来。在当代,在校园正得到强势地回归中华传统文化,给展开环境教育带来了新契机、提供了新平台,随着人与人、人与社会之间的关爱,越来越强烈地向大自然延伸,这一新文化——生态文化——形态的熏陶与促进,会给良好环境、道德取向与行为习惯养成,带来“正能量”并持续扩散,也必将对区域性资源节约、环境友好风气的形成带来积极的影响。 “在游泳中学习游泳”,是从实践中探索与尝试解决问题的好办法。教育是培养好习惯、改掉坏毛病的最好老师,借助环境友好学校、国际生态学校建设等社会化、国际化的平台,不失为推进环境教育的一个很好的选项。通过一部分学校率先垂范,在良好环境、道德取向与行为习惯养成等,生态文化与文明水平提升方面“富”起来,进而可以先“富”促后“富”,引领、示范、影响和促进其他学校脱“贫”致“富”,最终实现共同“富裕”。基于上述考量,辽宁结合生态省建设进行了一些新的探索与尝试。在全省大、中、小学(含幼儿园)展开环境友好学校建设,省环保、教育部门出台了辽宁省环境友好学校标准和评估方案;省教育部门提出了进一步加强中小学生态环境教育的指导意见和高等院校认真开展厉行节约、节能环保工作的要求。现已分两个批次对407所新申报、由原绿色学校转型升级的环境友好学校进行了表彰。 大、中、小学和幼儿园的比率约为1:6.2:7.4:1.4。环境教育的展开和校园生态环境建设,得到了政府部门、社会组织和媒体热情关注和共同参与,良好环境、道德取向与行为习惯的养成得到了直观地展现,促进了校风向资源节约、低碳环保方向的转变,产生了良好的教育效益、环境效益、社会效益和经济效益。一些学校取得的经济效益、社会效益令人惊艳,分别在资源回收、低碳节约(水、电等项目)、清洁能源利用(地源热泵、秸杆炉、太阳能等项目)、生活污水处理(初级物理处理项目)和垃圾减量(分类回收等项目)等节能减排方面,经济效益有不俗地表现;取得市级以上多项次科技奖项或发明专利;一所小学荣获了“地球奖”…… 三、更需要功夫在“诗”外 开放式广播、影视、平面和网络媒体教育和自我教育,是当代社会化教育的一大优势和特色。由于媒体传播信息丰富、知识更新迅速、扩散宽度大、生动活泼、一目了然、可接受性强,容易并且能够引发人们的好奇心和学习兴趣,是扩展环境教育和实现自我环境教育的有效途径。 展开学校环境教育,需要社会各界“给力”,社会与学校拧成一股绳。要善于发挥和借助大众媒体的作用,特别是已形成覆盖的远程教育终端站点网络,传播国内外可持续发展教育的先进理念和信息,努力创新展开环境教育的形式和方法。 加强带头师资专题培训是开展环境教育的关键一环。学校可借助社会力量,通过阶梯式培训或有针对性双向交流,努力促进资师结合全学科实施环境教育基本技能、技巧的把握、教学质量与水平的提升。要加强环境教育教学研究,鼓励和激励创造性思维、创造性学习和创造性实践。要努力寻找和积极探索更科学、有效实施环境教育的途径、教学方法和课堂模式,为优化环境教育提供行之有效的智力、学术和技术支撑。 生态文明形成于人们对生态文化的普遍认同,是一个民族、一个国家文明程度的重要标志。环境教育居于全民、全程国民终身文明教育的最前端,对于提升国民生态文化与生态文明水平,具有先天性的基础作用与决定意义。如何养成良好环境、道德取向与行为习惯,并将区域环境及地球家园建设,紧密地联系在一起,推进既满足当代人、又不妨碍子孙后代生存与发展需要的学校环境教育,不二的抉择是一致关心、共同分享! 作者:陈钺 田红 张丽华 单位:辽宁省环境环保宣传教育中心 环境教育论文:医学院环境教育革新探究 本文作者:张庆乐 张丽青 吴守林 党光耀 朱延美 单位:泰山医学院化工学院 泰山医学院化工学院,副教授 传统专业实验教学模式存在的主要问题 1.实验项目以基础型和验证型实验为主,难以激发学生的实验兴趣和创新能力合分析、创新能力的锻炼难以兼顾,造成了专业实验项目以基础型和验证型实验为主。这种实验教学模式虽然能够锻炼学生的基本实验技能,但从试剂配制、仪器组装与调节到实验步骤的讲解等整个实验过程过程由教师控制,学生只是被动地参与实验,机械地操作仪器设备,很多学生根本不动脑筋思考,即使数据不好,也不会分析和查找原因。[10-11]长此以往,学生缺乏对专业实验的兴趣,更不能充分调动其自身的想象力和创新能力,造成学生实验技能和综合素质下降,失去了在考研和就业市场的竞争力。过去的专业实验教学是与理论课相配套的,而且一般是先讲理论后做实验。这种教学模式使得实验室的仪器设备从开学到期中很长一段时间处于空闲状态,快到期末时许多理论课都要安排专业实验,由于仪器设备数量有限而学生人数较多,使得很多仪器设备处于超负荷运转状态,经过几届学生的使用后个别设备出现老化或损坏,严重影响教学效果。 一直以来,专业实验教学并没有专门的实验指导教材,大多数以课程附录中的实验项目和内容为主要参考依据。这些实验项目由于编写较早,又没有及时进行内容上的更新,因此一些实验内容过于简单,而且所用的仪器设备多数已经落后,不能满足目前实验教学培养学生实践能力的需要。个别课程附录中没有的实验项目由指导教师事先编好实验讲义打印后分发给学生。由于课程附录或教师自编实验讲义中的实验步骤几乎全是文字描述,虽然实验步骤描述得比较清晰,但对于某些实验现象或仪器的基本操作往往使学生把握不准或理解模糊,加上教师在实验课上语言讲解或现场演示不清楚,使得很多学生基本操作不规范,专业仪器设备错误操作,导致仪器设备损坏率较高。 环境工程专业实验教学模式的改革探索 以培养“医工结合”特色的复合型工程技术人才为改革目标,自2008年以来我们组织承担实验教学任务的全体教师对实验项目进行删减、整合和更新,参考国内外著名高校关于专业实验教学的先进改革经验,确立了“三层次三模块”专业实验教学模式,并对专业实验的管理模式和考核方法进行了改革,具体总结如下:把所有专业课程的实验教学与课程分离,整合为一门实验课——环境工程专业实验,并将其分成三个层次:环境工程基础实验、环境工程专业实验、环境工程创新型综合实验。环境工程基础实验包括了环境监测、环境化学、环境生态学和环境工程微生物学的实验内容。环境工程专业实验包括了水污染控制工程、大气污染控制工程、噪声污染控制工程、环境毒理学的实验内容。环境工程创新型综合实验依据实验室现有条件,从教师的科研课题和学科研究热点中确定项目题目和研究内容,由学生设计实验路线和方案,自主实施实验方案,撰写专业报告。在环境工程基础实验和环境工程专业实验分别设定三个实验模块(基础性实验、设计性实验、综合性实验),并适当提高设计性和综合性实验的学时比重。这种“三层次三模块”专业实验教学体系避免了不同课程设置的实验项目出现雷同现象,如环境监测实验中的“空气中氮氧化物的测定”与环境化学实验中的“大气氮氧化物的日变化曲线”内容非常类似,将前者删掉保留后者。在环境工程创新型综合实验项目的设计中,从学科研究热点和教师的科研课题中进行筛选,选择实验条件能够满足的项目进行开设,尽可能使项目内容能锻炼学生多方面的能力。如设计的“羟基氧化铁的制备和吸附性能评价”创新型综合实验项目内容包括羟基氧化铁的制备条件的确定、吸附-解吸实验、吸附动力学和热力学评价等,既能锻炼学生对文献资料的查阅和综合分析能力,又能强化学生的基本实验技能,并且通过对实验数据的处理和原理分析,培养学生的科学思维和创新能力,为将来的考研和就业打下良好的基础。 当环境工程专业实验的教学体系确定之后,接下来就是实验项目的选择与安排,包括实验名称、实验内容、考核方法等。由于在本次专业实验教学改革中不仅对原有的实验项目进行整合,而且增加了很多新的实验项目,目前市场上没有现有的实验教材可以直接应用。因此,我们组织人员自编实验指导教材,方便学生课前预习和课后巩固提高。目前,在专业实验的教学中主要由指导教师利用板书为学生讲解实验原理和实验现象,讲解完了再利用实验仪器进行现场演示。有的实验现象单纯用文字或口头语言难以描述清楚,学生听了之后仍感觉比较模糊,如滴定实验中到底溶液呈现哪种颜色指示到达滴定终点。由于学生人数较多,教师在进行实验仪器现场演示时只有少数距离近的学生看得清楚,造成很多学生仪器操作不规范。针对这种情况,我们利用专业摄像机拍摄了很多仪器操作和实验现象的照片、视频资料,利用Flash软件制作了图文并茂的专业实验多媒体课件,学生可以很直观地看到主要实验现象,掌握仪器基本操作,有助于实验效果的提高。 环境工程专业实验室全天候对学生开放,学生主要利用业余时间完成设计性实验、综合性实验和创新型实验项目。首先,学生需要按照项目要求先把实验方案设计好,经老师审核合格后才可到到实验室作实验。其次,学生需要自己完成配制试剂、仪器组装与调试、实验操作、数据处理等主要实验环节,有了问题之后可向值班教师请教。如通过“曝气条件下校园生活污水和医药废水中COD和BOD5比值的测定”综合性实验项目的实施,一方面使学生进一步理解了COD和BOD5的含义和反映水体有机物含量上的区别;另一方面,锻炼了学生的逻辑思维能力和基本实验技能,提高了综合素质。另外,把环境工程专业实验的教学大纲、实验讲义和多媒体课件等资料上传到网络教学平台上。一方面,学生可以利用网络教学平台上相互交流实验体会或实验过程中遇到的具体问题,并可以展示自己的创新实验成果。另一方面,社会各界人士通过网络教学平台了解专业实验教学内容和学生的实验技能情况,为用人单位提供参考。将专业实验单独设课后,除了将正常的学生实验操作、平时成绩和实验报告进行打分外,还增加了实验理论和操作考核。实验理论重在环境样品的采样方法、样品预处理和监测方法原理,其中有些内容是实验课上讲授过但是课本上没有提到过的,考查学生课上是否认真听讲。操作考核重在学生的基本操作是否规范、仪器是否会正常使用等,现场打分。在结果评定过程中,操作考核占30%,理论考核占30%,实验报告占20%,现场操作和平时成绩占20%。 结束语 自从将环境工程专业实验单独设课以来,经过几年的教学实践,学生的实验素养和操作技能有了较大提高。今后应进一步优化实验项目安排,增加创新型实验的比例、加强开放式办学力度、设计更加科学的考核方式,培养学生具备较高的实验素养和操作技能,为将来的考验和就业打下良好的基础。 环境教育论文:地理环境教育教学思索 本文作者:陈锦涛 单位:衡水学院分院 教科书按教学大纲要求,以地理环境、资源、人类活动作为线索,确定教学内容,要求学生认识地理环境是人类赖以生存和发展的物质基础,人类通过利用地理环境中的各种资源发展生产。在利用合理时就能促进社会发展和进步,利用不当时,则出现生态平衡遭受破坏,环境污染等危及人类生存的问题。 因此,课堂教学作为普及环境教育的重要渠道之一,应当对学生实施有计划、有目的、有组织的环境教育,提高学生的环境保护思维。 根据我国目前的地理教材的实际情况,紧抓教材、立足课堂,以现有的课本内容为基础,尽量挖掘与环境教育相关的内容,自觉地、有效地渗透环境教育,是充分发挥教师在环境教育中的以身作则的一个显著标志。 教师合理计划,认真备课,利用教材创建具有特色的教学模式,课堂中利用教材情景教学,引出相关环境问题,依据地理学规律出发探索问题,分析问题,要求学生独立思考、相互合作、取长补短、最终发现问题产生的根源。在提出解决方案时,激发学生开拓思维,提出更深入的问题,让学生举一反三,融会贯通所学知识。 利用学生所掌握的知识,渗透现代社会的环境问题,培养学生的环境道德意识,要求学生敬畏自然、尊重自然、保护环境,增强环境保护的道德感和责任感;普及环境法律意识,培养学生环境权益意识,自觉遵守环境保护法,养成良好的守法习惯,履行相应的法律义务,保障法律法规的顺利实施;树立环境责任意识,要认清环境问题产生的人为性,明确人类应当承担的环境责任,环境保护是每个人责无旁贷的责任,每个人必须牢固树立环境保护的责任意识。 课堂教学是学校环境教育中最经常、最有效、最现实的一种形式,但是相对于课堂教学,地理课外的实践更具有直观性和参与性,课外活动是课堂教学的延伸,其形式多样,容易调动学生学习环境知识的积极性,激发其热爱环境、保护环境的强烈意愿,发挥学生在环境教育中的主体意识。 组织学生“从我做起,从身边做起”,并利用地区优势和学校硬件设施进行气象、水文、地质等的观测、野外考察,开展当地人口发展、资源现状及利用、环境现状及保护的调查,了解破坏资源、污染环境对人类健康、经济发展的影响,合理利用资源、保护环境的经验等,并要求学生写出总结或调查报告,提出自己的建议。 通过社会实践活动,让学生接触社会,在真实的环境活动中有了亲身的体验,通过一系列的社会实践和活动,使学生变环境知识为意识,形成解决环境问题的基本技能,使学生自觉地投入到环境保护和治理的行列中去。 总之,环境教育在地理教学中有着重要的作用,同时,环境教育也是学校素质教育的重要组成部分,只有通过课堂内外的教育教学实践,将地理学科同其它学科有机结合起来,培养学生的环境保护意识,同时作为教育者的我们要积极引导学生,带动学生家庭以及社会主动投身到环境保护的大军中去。 环境教育论文:环境教育实践思索 本文作者:郭旋芬 单位:广东省中山市东凤中学 我国虽然地大物博,但人均资源拥有量远低于世界平均水平,出现严重的资源“赤字”。况且资源的再造力差,速度慢,能源物质不能重复,当今世界的土地资源、矿产资源、草原和森林资源、水资源、野生生物资源的状况及其森林破坏、草原退化、物种绝灭、耕地锐减、淡水紧缺等资源问题都严重地威胁着人类的生存和发展。加强资源教育,鼓励学生积极参与资源保护,节能减耗,对培养资源生态观具有发展意义。 我国和世界其他国家的大气污染、水质污染、噪声污染、固体废弃物污染、农药化肥污染等状况,已经严重危害了人类健康,各种因污染而产生的疾病相应增加;亦严重影响着社会经济的可持续发展,影响着人类的生存和发展。加强中学生的环境保护教育,培养环境保护意识,维护生态平衡,爱护大自然,使学生产生环境保护的紧迫感。 在校内班级开辟环境意识墙报、黑板报,使之图文并茂,披露污染事件、不环保行为,表扬环保行动;开展环保诗歌、漫画、美术的创作活动。大力宣传,使人人由我做起,以班级为单位列举生活中的环保措施,如:节约学习用品、节约水电、爱花护草、参与美化、绿化活动等,促使全民环保意识的觉醒并促使人们共同关心环境、保护环境。 组织学生结合本地区实际情况,对附近的公园、河道、水塘、街道进行课外调查,了解其污染程度;组织学生参观自来水厂、污水处理厂、垃圾处理场、环境监测站等有突出环保成就的单位,把各种活动的现状作比较,使学生感到环保光荣,污染浪费可耻。让学生写成调查报告和小论文,增强环保意识,养成环保行为。 课堂教学渗透环保教育,生物教材中蕴含了丰富的环境教育素材,在课堂上进行环境教育是最基本的途径,贯穿于新课、复习、练习、成绩考核等环节之中,如:蜘蛛结网捕虫减少农药污染,青蛙每天可吃农业害虫达二百六十多只,促进生态平衡,减少采用农药可避免破坏生态结构等。让学生从感性上认识生态平衡意义。课堂教学动用电教设备,展示我国珍稀野生生物资源和重点自然保护区,扩宽学生视野,让学生也理解我国并非有取之不尽的资源,引起学生关注资源问题。 结合“环境日”、“地球日”、“爱鸟日”等节日举办知识竞赛,结合“植树节”开展植树、爱花护草等活动。邀请自来水厂、环境监测站、环保所的技术人员就关于“污染与健康”、“环境污染及防治状况”等方面,作知识讲座;展示“污染与治理”、“人口素质与计划生育”等各种内容的图片,潜移默化地提高人们环境意识。 第一,生态环境意识并不会自然产生,需要经过广泛的教育培养,与人的文化素质、道德水平有关。 第二,社会生产、经济建设更应注意环境意识的体现。通过科学的途径进行分析,强调生态问题的复杂性,使全民树立起可持续发展的生态观念。 第三,环境教育是全球性的问题,是世界各国21世纪面临的共同课题;生态环境教育要从小抓起,使之成为全民的教育,贯穿于社会、学校、家庭等各方正规和非正规教育,渗透到德智体美劳等各方面。 总之,通过环境教育,培养学生热爱大自然的高尚情操,投身于环保的社会实践,激发环保的社会使命感和责任感,树立正确的生态价值观,对实施环保、计划生育等基本国策具有重要的战略和发展的意义。 环境教育论文:民族区域环境教育强化策略 本文作者:刘涛 单位:内蒙古师范大学经济学院 科学制定发展规划、教学大纲和计划 高校公共环境教育是指高等院校针对非环境专业学生开设的环境教育课程。我国从1995年开始,要求高校非环境专业开设环保公共选修课或必修课,作为非环境专业学生的素质教育组成部分。但高校对公共环境教育课程普遍不够重视,在公共基础课的教学中很少安排对非环境专业学生的生态环境教育课程。据统计,21世纪初,我国高校中仅有10%左右的院校在非环境专业中开设了环境科学方面的课程,而其中民族地区的高校更少。目前,虽然绝大多数高校认识到开设公共环境教育课的必要性,并且75%以上的院校初步开设了必修或选修课程,但由于各专业课学时紧张,特别是政治理论课学时比重较大,难以压缩,选修课实际开的并不多[3]。民族地区的高校环境教育更加薄弱。云南大学的一次抽样调查显示:通过学校开设的有关课程来获取生态环境保护知识的大学生仅占37.6%[4]。由于缺乏明确的发展规划,没有相应的教学大纲和教学计划,使得公共环境教育课程的开设缺乏规范性和约束力,随意性很大。 学校对公共环境教育的目标、内容、方法等也没有具体要求,缺乏相应的考核评价标准。因此,加强民族地区高校公共环境教育,首先要结合实际,制定科学的发展规划和详细的教学大纲和计划,确立指导思想、基本原则,确定发展目标、任务及具体手段措施,明确公共环境教育课程的性质、地位及特征,规定教学目标、内容、学时和学分等内容,使公共环境教育课程的开设规范化、科学化。具体公共环境教育课程的设置,要体现自然科学与人文科学的交叉结合,要加强环境伦理学、环境法学、环境评价学、环境经济学、环境管理学、环境与可持续发展等内容,要根据不同学科专业特点和需要开设不同层次不同性质的相关课程。第一层次为公共必修课与限选课,为所有非环境专业学生必须学习的课程。系统介绍环境生态问题、环境与发展战略以及环境治理等基本知识,培养学生的环境保护意识、环境保护的基本知识和科学发展观,使学生初步具有评估和处理有关可持续发展和环境问题的能力。第二层次为选修课,为部分非环境专业学生结合个人兴趣选择学习的课程。要结合特点,丰富多样,强化学科间联系渗透。第三层次为实践课,为理论课的必要补充。因为环境教育的实践性很强,没有一定的课外环保实践活动,就会使理论脱离实际,而这也是当前公共环境教育的薄弱环节。实践课教学的形式可以灵活多样。如在附近的自然保护区建立实践基地、组织野外考察、组织学生参观城市污水处理厂、人工湿地,开展环保社团活动等。 大力加强师资建设,设立公共环境教育教研室 师资缺乏是我国高校环境教育普遍存在的问题[5],而民族地区由于环境教育发展滞后,表现尤甚,这成为制约高校公共环境教育发展的瓶颈之一。因此,必须大力加强师资队伍建设,配备一定数量的优秀专职教师。可以设立专门的公共环境教育教研室,由教研室统一负责学校的公共环境教育课程教学。以教研室为核心,吸引环境和其他专业的优秀教师到公共环境教育的教学、管理一线。要制定实施培训计划,采取多种方式,使教师得到有效培训,如参加进修班、学术研讨会,到发达地区做访问学者,出国进修、学习,提高公共环境教育教师的专业水平和施教能力。其中,对环境专业的教师着重于进行教育理论、实践的培训,对从其他专业抽调来的任课教师着重于进行系统的环境理论、实践的培训。 挖掘民族传统生态文化,加强学科渗透教育 我国民族地区不仅有着独特的自然资源环境,而且少数民族在历史的长河中创造了独特的民族传统文化,特别是在长期的社会生活实践中,形成了特有的保护生态环境的思想意识,这种思想意识既反映在民族传统法令和乡规民约中,也体现在民族宗教信仰和文学艺术里,还贯穿于民族禁忌习俗中,并成为少数民族人民共同遵守的行为规范。这是民族地区高校环境教育独有的优势资源。“中国西部民族地区乡土知识蕴涵着优秀的传统生态文化,如民歌民谣可以陶冶学生的环境情操;地方风物传说可以激发学生热爱家乡;人类起源神话可以使学生感悟自然之恩;民间信仰可以帮助学生树立科学的环境观;生产生活过程中环境保护习俗可以帮助学生形成良好的环保习惯;历史故事可以启发学生积极参加家乡环境建设等。开发富含乡土知识的校本课程可以为环境教育立足西部民族地区生态文化提供较为开阔的田地,具有很高的环境教育价值”[6]。“数千年形成的本土知识传统中包含着真正的生存智慧”,“本土知识对于解决本土问题来说,是一种真正有效的知识”[7]。因此,民族地区要充分发挥这一优势,一方面在民族法学、民族宗教、民族习俗、民族文学艺术中深入挖掘民族传统生态文化价值观念,并在公共环境教育中加以借鉴吸收,使公共环境教育更能为学生接受,同时也继承、弘扬了各民族优秀生态文化传统;另一方面,要把公共环境教育渗透在民族法学、民族宗教、民族习俗、民族文学艺术的教研中,加强课程间的联系和渗透。通过这样的环境教育,可以促进民族传统生态观念向现代环境意识的嬗变,推进环境伦理学、环境法学、环境评价学、环境经济学等环境社会科学的发展,推动环境保护的开展。“这种通过吸收传统优秀文化的深层稳态观念知识来进行现代生态与环境教育的做法在客观上并不亚于现代法律等外在社会控制机制的效用”[8]。 关注现实问题,提高环境教育实效 民族地区面临生态环境脆弱和经济发展落后的双重挑战。目前民族地区在经济发展中面临着一系列严重的环境问题,如水污染,大面积草场的退化、盐碱化和沙化,森林资源破坏严重,水土流失、土地荒漠化加剧,等等。如何转变目前不利局面,实现可持续发展是摆在面前的重大课题和现实难题。民族地区高校学生是未来民族地区社会、经济发展的主要领导者、组织者和参与者,因此,他们的环境意识、行为习惯直接关乎民族地区未来环境状况的改善和可持续发展的实现。毫无疑问,民族地区公共环境教育在破解这一难题中应该发挥应有的作用。因此,民族地区高校公共环境教育中特别要强调针对社会现实问题,关注环境热点问题。既要通过通识性教育,使学生正确认识人与环境的相互关系,认识环境问题及其产生的根源,也要透过现实问题使学生切实感知节约与合理开发利用资源、发展循环经济、生态经济等的重要性,理解可持续发展战略,增强环境意识和历史责任感,养成良好的环境行为习惯,真正提高环境教育实效。 加强横向合作,推进公共环境教育的发展 加强横向合作包括两方面:一是高校之间的内部合作,一是高校与政府部门、企业及非政府组织间的外部合作。近年来,北京、上海、广州等发达地区的高校纷纷开设了环境教育必修课或选修课,一些大学校园中还出现了学生环保社团,公共环境教育开展得颇有成效。民族地区高校应积极与这些高校开展交流与合作,学习它们的先进经验和做法,改进教育模式和方法,提高教育水平和实效。高校可以充分利用发挥教育资源优势,与政府部门及非政府组织进行形式多样的交流合作,推进公共环境教育的同时,推动全社会环境教育的发展深化。如和政府部门合作制定规划,组织实施有关项目;和企业合作开展环保课题研究,在企业建立环境教育实习基地;和非政府组织合作开展环保活动,等等,让学生广泛参与环保体验和环保实践活动。这样,就可以使高校的环境教育和社会的环境教育密切结合起来,促进环境教育理论与实践的全面深入发展。事实上,这方面已有不少尝试[9]。综上,本文择要从五方面论述加强民族地区高校环境教育的路径选择。事实上,还有其他一些方面,包括教学模式方法、考核方法和评价标准、教材建设,等等,这些问题在我国高校环境教育中具有普遍性,且学界已有不少论述,故本文不再赘述。
地质勘探方法论文:探析煤矿地质勘探技术方法 [摘 要]煤矿地质勘探中,通常以钻探工程和坑探工程为主,辅以地球物理勘探和地球化学勘查。本文作者主要重点阐述如何综合运用多种方法进行煤矿地质勘探。 [关键词]煤矿 地质勘探方法 技术方法 1 煤矿地质勘探的可行性与比选性工程方案 煤矿地质勘探是煤矿开采的前提,搞好地质勘探,可以有效地防止煤矿开采时地质灾害的发生,保证生产的安全进行,保护人民群众的生命财产安全。地质勘探方法有多种,但是每种方法都有一定的局限性,因此在使用中应该将多种方法综合起来使用。 煤矿地质灾害危害巨大,它不仅严重影响煤矿企业的经济效益,而且还会带来很坏的社会效应,严重威胁煤矿周边人民群众生命财产安全。目前,我国煤矿的主要地质灾害有瓦斯突出、矿井突水、采空区塌陷灾害和陷落柱与断层。由于煤矿地质勘探的可行性和比选性工程方案能为常见的地质灾害的防治提供必要的地质资料,从而避免灾害的发生,因此,煤矿地质勘探对于煤矿生产必不可少。 地质勘探主要应用地球物理方法,其中用得最多的是以下几种: ①地质雷达法。该方法是近年来发展起来的新兴地学技术,不论是在环境、工程还是煤矿地质等的探测中,都有广泛的应用。该技术的原理是:首先发射高频电磁波,并用一定的接收装置接收返回的电磁波,然后通过分析接收到的反射波的时间与位置等参数来研究地质结构。近年来微电子工艺迅速发展,地质雷达探测法将逐渐向便携化和高精度化的方向发展。 ②瞬变电磁法。瞬变电磁法简称为TEM法,是一种时间域人工电磁感应方法,也是近几十年迅速发展起来并广为应用的一种新的电磁法。 ③直流电测深法。该探测法是一种以地下介质间的导电性差异为基础来研究岩石及其视电阻率的方法。除了以上三种外,其他用得较多的地球物理方法还有大地磁电阻率法、高密度电率法、重磁勘探法和三维地震勘探法等方法。 若单独使用,任何一种地质勘探方法都有其局限性,只能获得煤矿的某一个或几个方面的地质信息,而不能把整个煤矿开采范围的地质结构都探测清楚。因此,为了能够更好的了解煤矿的地质信息,为煤矿开采中减少地质灾害打下基础,应该尽可能地联合使用多种探测方法。下面本文就对该问题进行一点浅显的探讨。 2 煤矿综合地质勘探方法 将多种勘探方法结合起来,充分应用多种物探,地面测绘乃至钻探等方法的优点进行地质勘探的方法,就是综合地质勘探方法。显然,综合利用多种方法可以充分利用每种方法的优点,并克服每种方法单独使用的不足,达到点、线、面结合,立体化、多参数、多层次地综合勘探的目的。应用多种方法综合勘探时,应该遵循以下原则:①先地面后井下;②地面勘探时,先钻探后物探;③井下勘探时,应该物探与钻探相结合。 2.1 采区地面的地震勘探 在地质勘探的最初阶段,煤矿企业一般应该采用地面地震勘法,对准备开采的矿区进行详细的勘探,取得第一手资料。主要任务是断层发育规律、地质构造形态等。摸清楚底板起伏形态和煤层赋存状况,准确判断含水岩层的富水性,并相应地制定出矿区发生水害的预防策略。此外,在采区范围内的小构造(譬如采空区的空间分布形态、落差5m左右的断层、陷落柱等等)也是地面地震勘探阶段需要勘探清楚的对象。地面物探法探测效率高、操作施工简单,但是受到地表条件的限制因素的影响很大,适用范围受到了一定的限制。 2.2微动测深勘探 该勘探技术是一种比较新型的探查地质构造的地球物理勘探技术,该技术的原理是:一般通过天然场微动信号与数据处理和分析手段来提取面波信号,然后利用反演来获得地下S 波速度结构。根据不同的观测形式,微动测深探查通常分为下列几种形式: (1)单点勘探。单点探测需要布置观测台阵,这也是单点勘探的最大特点,台阵由两个大小不一、内部接有正三角形的同心圆组成。在两个圆的圆心以及圆周上内接正三角形的顶点处,均布置有微动观测仪。在单点勘探中,台阵的大小与勘探深度成正比关系。如果勘探要求的深度大,可以增加同心圆,使观测台阵的观测点增多。 (2)测线勘探。单点勘测指适用于小面积的勘探,当需要进行大面积的勘探时,这样单点勘探就不适用了。这时候要想获得S波速度剖面成果图,该怎么办呢?答案是:可以采用测线(剖面)观测系统。测线勘探具体方法为:根据一定的间距,在煤层的测区内设置测线,达到二维微动测深勘探的目的,同时能够反演测区三维S 波速度结构。 (3)平面探查。该法一般用于非常精细的勘探。煤矿企业应该根据自己的需要,结合企业实力等考虑是否采用该方法。如果资金充足,仪器数量较多,并且企业对勘探的结果要求比较精确,则可以采用此法。 2.3综合物探法与井下钻探 井下钻探优点众多,如不受地面条件限制,投资少、经济合理、针对性强、工程量小、工期短、水压水量直观等。正因如此,井下钻探成为矿井防治水的重要手段之一。在勘探放水试验时,利用这种方法可以对主要含水层的富水性达到宏观控制。具体做法如下:第一步,利用各种物探方法探明矿区局部导水构造、局部富水带和隔水层变薄带;第二步,用少量的钻探手段来验证探测结果是否正确。重点布置注浆改造、疏水降压等治水排水工程。具体有下四种方法地震层析成相技术(也称为弹性波CT)、瞬变电磁法(也称作TEM 法)、井下直流电法透视法和瑞利波法。在有些煤矿矿区,底板岩溶水害对煤矿的威胁尤为严重,针对这种情况,应该采用各种规模的放水试验来探查其水文地质条件,同时利用多种物探及钻探的手段对局部水文地质异常区加大勘探力度,这样一方面各种勘探方法可以相互验证,提高勘探的准确性,另一方面,也可以获得更为详细的地质资料,提高勘探的精确度。 结束语 煤矿地质勘探方法的使用范围是有限的,煤矿企业在对矿区的地质勘探中,必须将多种勘探方法结合起来使用,才能取得满意的效果。为了能够充分掌握地下煤层的深度和厚度、断层分布以及岩溶裂隙发育带的分布等地质信息,应该大力运用矿井物探、地面钻探、井巷工程、三维地震、瞬变电磁等勘探技术,取得多元数据并进行综合分析。此外,还应将基础地质勘探手段与地理信息系统技术充分结合起来,建立起矿区的预测与评价的模型,从而更好地服务于后面的煤矿采掘工作,保证煤矿生产的安全进行,提高企业的经济效益。 地质勘探方法论文:石油地质勘探与储层评价方法研究 【摘要】目前我国在物探方面已经有强大的力量,陆上石油开采实力已经排在世界前列,地震勘探技术也是处于国际领先水平,尽管这样还是面临着我国供不应求的现状,使我国油气资源勘探工作压力不断增大,油气资源能力的提高任务巨大。为保障我国经济持续健康发展和改变向外购买石油现象,必须要大量发展石油物探新方法新技术研究、加强石油地质勘探创新与研究,全面提高石油勘探的能力和水平,全面提高石油资源开采率。关于石油地质勘探的理论和技术创新以及面临的形势和对策,还有现阶段的储层评价方法的不同和创新都将在此作详细的探讨。 【关键词】石油 地质勘探 储层 评价 1 石油地质勘探现状 (l)新理论、新方法和新技术不断涌现: 一方面我国石油工业的形势面临越来越严峻的挑战,而且面对“三面受挤、多期破坏、相变剧烈、复杂多变”的中国地质国情,面对石油短缺给国家安全带来的日益严重的隐患,迫切需要石油地质勘探理论的进一步创新。近年来在科学理论方面有以下七方面取得了较为突出的进展:板块构造理论、含油气盆地动力学、含油气系统、层序地层学、储层横向预测、储层流体地球化学、天然气地质学等板块构造理论的进展与含油气盆地分析密切结合,使得人们对克拉通盆地、前陆盆地、裂谷盆地、大陆边缘盆地等不同类型含油气盆地的地质特征及其含油气关系的认识有了更深入的了解。另一方面计算机信息技术广泛应用于地质勘探领域,为传统工作方式和思想观念的转变及新理论、新技术的产生提供了良好的创新环境。近年来新的地质勘探理论与新的地学分支不断出现,新的研究方法和研究成果也相继问世,这些都大大促进了石油地质勘探的发展。 (2)地质勘探研究更加实用化: 现在,研究部门纷纷在地质勘探科研项目方面进行重大调整,寻找与油。气效益有直接衔接的项目。改变了以往地质勘探科技研究着重于风险大的、长远性的、基础性的研究的做法,加强对中、短期需要的研究和发展工作。 (3)地质勘探科技在石油勘探中发挥更大的作用: 行业竞争日趋激烈,科技对石油勘探的影响日益增加这些因素的出现,各大石油公司越来越重视科技的作用,加大科技投人,立足于拥有一流技术和开发具有竞争优势的技术,把综合应用地质勘探技术作为提高勘探效益、降低成本的最重要的手段。 (4)合作研究的趋势不断增长: 合作研究是当前和今后科技发展的一大趋势。通过合作可以优化资源、技术和能力的配置,减少研究人员,紧缩机构,开辟一些难以解决的问题。 2 石油地质勘探面临的新的形势与对策 (1)勘探环境日趋复杂。勘探区域继续向深海、沙漠、丛林和极地发展,勘探目标转向深层和隐蔽圈,加大了勘探难度; (2)各大石油公司的竞争加剧; (3)环境要求更加苛刻,环保费用大幅度增加。 (4)新发现的规模趋小,丰度偏低; (5)勘探费用增加,投资回报率减少; 面对以上挑战,发达国家常常采取以下对策: (1)组织多学科综合勘探和多学科工作组作为现代石油勘探的最佳工作方法; (2)广泛采用高精度三维地震、成像测井及小井眼钻井等新的勘探手段,利用现代信息技术进行资料采集、处理和解释,达到减少风险,提高钻探成功率的目的。 (3)公司雇佣权威人士对面临的各种形势进行系统分析,建立核心运作系统; (4)把技术应用与勘探风险的经济评价作为公司进行战略决策和财务预算的一项重要内容;开展技术革新,加大技术投入,积极采用新技术新方法, 3 储层评价 3.1 低成本的高效随钻储层评价方法--- 欠平衡钻井技术 在石油钻探过程中,为了更好的指导勘探开发,通常对储层的及时动态进行评价。现阶段的随钻评价技术,主要是依靠随钻监测工具来实现,或是在停钻状态下采用钻柱测试完成。但是这些技术费用高,时效长,延长了钻井周期。因此,探寻一种低成本的高效随钻储层评价方法是人们一直以来寻找的。随着欠平衡钻井技术的发展与应用,不仅大大地提高了钻井效率,而且给随钻储层评价提供了一种新的思路。欠平衡钻井技术的运作方式是当欠平衡钻井方式打开产层时,井底处于欠压状态,地层流体会源源不断地涌入井内,地层产量数据会及时反映相关储层信息,所以可以通过对流入地层产量数据的分析来评价储层。在欠平衡钻井过程中,地层与井筒是一个统一的整体,相互影响,因此,采用系统分析的方法,把地层和井筒注入参数、返出参数的变化,代入所建立的数学模型,解答出储层信息,就能够实现储层评价。 3.2 储层综合分类评价方法 一般认为储层综合分类评价是在选取储层评价参数的基础上,对储层多个影响因素做综合评价,最终得到一个综合评价指标,从而进行储层评价分类。在这个过程中最关键的是确定各项评价参数的权系数,通过应用层次分析法确定研究区评价参数的权重系数,可以客观地反映出所选指标在综合评价中的合理性及其重要性,解决了使用单因素评价过程中常常出现的评价结果不唯一的问题,从而有效地提高了储层综合评价结果的准确性,结果更加真实可靠。 3.3 储层综合定量评价方法 影响储层地质特征的因素是复杂而多面的,储层综合评价是在沉积岩、成岩、储集特征等综合研究的基础之上,对储层进行分类并分段、分区块地进行评价、确定不同层段、不同区块储层质量的相对差异,进行相对分类。能够用于储层分类评价的指标涉及到岩性、岩相、成岩作用、等多项内容,而且每个项目中常常又包括几个甚至十几个参数。这些庞大而又复杂的参数使得对储层进行合理的分类评价变得十分困难。储层综合定量评价就是在储层评价参数选取的基础上,对储层的多个影响因素进行综合评价,最终得到一个综合评价指标,并依据它来对储层进行分类。其关键是确定各项评价参数的权系数。这种方法不仅适合储层评价研究,对于其它油气资源评价问题也同样适用,尤其是对权系数求取问题,具有广泛的适用性,拥有广阔的应用前景。 4 结语 在全球资源日益枯竭,世界经济社会发展对能源的依赖越来越大的今天,强化石油地质勘探技术研究具有十分重要的意义。随着经济和科技的不断进步与发展,新的勘探理论,新的勘探技术和更完善的应对严峻形势的措施都会一一出现。更为低成本和高效的储层评价方法也将会诞生。必须要进一步加大科技投入,强化石油地质勘探创新研究,有助于提高石油勘探的质量和水平,提高油气产量,保护国家能源安全,确保经济社会健康发展。 地质勘探方法论文:浅析煤矿地质勘探方法 摘要:本文作者结合实际工作经验,对煤矿地质勘探方法进行了分析探讨,提出了自己的见解。 关键词:煤矿;地质勘探方法 煤田勘查活动要获取细致深入的地质资料,这样才能便于在后期的勘探工作中根据实际情况选择提高煤炭品质的手段。在矿场设计阶段,要根据勘察人员提交的报告书讨论下述问题。(1)含煤地层的结构和厚度,地层之间含煤量的变化趋势,含煤地层各层之间的距离变化趋势。(2)含煤地层的倾斜角度改变趋势。(3)所在地区地质结构特性、岩溶、火成岩及其分布与变化趋势。(4)煤矿物理特性。(5)围岩及夹矸层的物理特性。(6)所在地层含水情况。地下水所在地层深度及位置,透水层所在位置、厚度以及渗透系数等。 1 煤矿地质勘探找矿方法 煤田地质勘探又称煤炭资源地质勘探,是寻找和查明煤炭资源的地质工作。其目的是寻找煤矿床、圈定煤炭储量,为煤矿设计、建设提供科学依据。地质勘探是运用地质科学和技术来分析、研究、探测煤矿床。其目的是为煤矿设计、建设和生产提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理、顺利开发。其主要任务是运用各种地质理论、选择相应的技术手段和工作方法,查明地层、地质构造、煤层、煤质、储量及开采技术条件等因素,正确评价煤矿床及与含煤岩系伴生和共生的其它有益矿产。 1.1地质填图法。地质填图法是运用地质理论和有关方法,全面系统地进行综合性的地质矿产调查和研究,查明工作区内的地层、岩石、构造与矿产的基本地质特征,研究成矿规律和各种找矿信息进行找矿。 1.2砾石找矿法。砾石找矿法是根据矿体露头被风化后所产生的矿砾(或与矿化有关的岩石砾岩),在重力、水流、冰川的搬运下,其散布的范围大于矿床的范围,利用这种原理,沿山坡、水系或冰川活动地带研究和追索矿砾,进而寻找矿床的方法。 1.3重砂找矿方法。重砂找矿方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象,以实现追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法。 2 同位成矿理论 同位成矿的理论被应用至今,已发现多处重要矿产,该理论中阐明重要的、巨型的成矿区带的形成,规模大的矿床特别是超大型、巨型矿床的形成,均具有同位成矿的特征。这就是在同一空间范围内、同时代与不同时代、同类型与不同类型、同矿种与相关的不同矿种,均可出现相对稳定的大规模的同位成矿作用,明显地反映出同位成矿的客观规律。因而国内外有色金属矿产,大部分或绝大部分就集中在上述的重要成矿区带和矿床、矿体中。 同位成矿这是需要有一个相对较稳定的中心的,这里矿热活动集中,不管是不是同一个时期成矿的都是会有着比较稳定的,不会随机跑掉的活动的中心,这是基础的方面;这个方面相互需要的就是整体的富裕的矿物质的来源;重要的是有一定范围的流体的运动;有着不同的矿物质的不同的流体会沿着一个方向迁移;在地壳变动中依旧相对的稳定、先后成为岩石和矿通道;有一个适合矿物质形成的条件;更有形成矿后的各种保存很好的条件等。只有上面说的这些有利于矿形成的条件最好的配置和协作下才可能出现同位成矿,最终产生重要的矿产。而同位成矿有自己的特征:成矿集中,且中心有一样的稳定性和相对的统一范围内;不同的类型分化明显、范围很大,那么就有可能类似的不同的矿种大范围的矿床共生出产的特点;成矿的岩脉有着自己的演化和不断等特点,这些的特点就是说明整体的自然界是总体的不平衡的状态,而局部处在平衡的一种状态,这是有利于同位成矿的这种成矿的方式的产生的。 3 地质勘探找矿技术分析 3.1对于区域地质研究分析地质环境 对于工作的区域的地壳的变动和整体地质环境的研究,更要明确的记录相关的地质事情的时期表,从而研究成矿的时候和主要的这个时期的地质事件在时间上的各个时间点的匹配的工作,使用相关的资料来研究探讨成矿时候的地质的实际的环境,找出这样环境下的地质的构造,从而找到地质原因构造与成矿之间的联系。 3.2沿着有利成矿区带找矿,更能够得到好的结果 要对区域的大的断裂和它的地质构造等方面深入的研究,找到这样区域成矿和这样的地质构造之间的关系和不同分布的研究,从而能够找到管制矿田矿床分布的次级断裂的那些构造的形成和发展特征。常出现的情况是:控制矿田、矿床的断裂构造多与控制区域或矿带的深大断裂呈大角度相交产出,并可以一定的间距行排列出现,这就是所称的横向矿带规律;同时,在不同构造应力场的条件下,还产出与区域深大断裂带近于平行或斜交的次级断裂构造控制的矿田、矿床成矿带,并也以一定的间距行排列产出。因此,沿不同级次与成矿关系密切的断裂追索,对比成矿地质条件,易于取得好的找矿效果。 3.3找矿信息是最直接的依据,尤其是矿化信息应引起重视 要深入研究找矿信息,充分运用好这些信息指导找矿。在找地表矿、半隐伏矿时,遥感地质、化探找矿信息,具有找矿开路的先锋意义,结合其他找矿信息综合研究评价,易于快速收到好的找矿效果。找隐伏矿,进行矿产深部评价时,必须要有相关的物探找矿信息作为依据;要重视所获得的找矿信息反映的剥蚀程度,有的地表信息好但已剥蚀较深找矿前景不大,然而一些情况表明,上部出露的矿种类型已剥蚀深,而深部可出现相同矿种不同类型,或不同期次、不同矿种、不同类型、不同层位的隐伏矿床;要认真研究找矿信息产出特点、空间展布及其分带规律,这对指导主要矿种类型的找矿,寻找共生矿产和相关成矿系列的矿产,确定矿区自然边界与划分矿区矿化不同产出特征的类型等均有重要意义。 圈定矿区自然边界是根据矿化及相关信息产出特点与分带、地质构造特点的差异和深部大岩体(岩基)产出状况等条件予以圈定。在矿区内按矿化产出的特征不同,可分为多中心成矿矿区、主单中心成矿矿区和介于这两者之间主多中心成矿矿区。在注意矿区不同类别的情况下,努力寻找不同成矿中心,特别是其中的主要成矿中心,这对取得找矿突破至关重要。进而要根据主要矿体的自然形态、产状与展布特点,主矿体中矿化富集部位的分布和主要矿化地段、矿点异常与构造、建造等之间的关系,研究地质构造控矿条件及其展布规律,结合有关找矿信息,预测找矿部位和找矿前景。 3.4矿产勘查工作的部署 要按照由面到点、点面结合、落实到点的要求进行。也分三个层次工作:⑴是成矿区带小比例尺矿产地质多信息综合研究,初选出找矿有望的矿点异常,圈定找矿远景区;⑵是在找矿远景区进行1:5万左右比例的化探、遥感、地质、重、磁等工作,进一步筛选出找矿有望矿点异常,并做好检查评价,圈定找矿靶区;⑶是在找矿靶区内进行有针对性的工作,选出找矿靶位,对找矿靶位要做好地表系统揭露和大比例尺地、物、化等工作。择优进行深部验证、找矿,提出矿产概查和普查基地。 4 结束语 总的来说,经济的进步也在不断刺激着矿产需求的不断增加。所以必须要提高矿产勘查的技术,要拥有创新的能力,对技术的提升要在原有的基础上做出提高。在理论知识方面,更加要努力提高理论的可实践性,有坚定的理论基础,才能不断的提高创新技术的可行性。要学会理论和实际相结合,理论和实际不能分离,提高对新型矿产的开发与利用。有利于国家资源的总体可利用性。提高矿产资源的经济利益,更好的带动整个产业的发展,这样更加有利于经济的进步。 地质勘探方法论文:煤炭地质勘探所面临的形式和处理方法 [摘要]:煤炭资源不仅在世界能源中占据重要地位,而且在我国经济发展过程中也起着举足轻重的作用,特别是飞速发展的市场经济令煤炭需求量日益增加。当然,在市场竞争激烈的今天,为了提高煤炭企业的核心竞争优势,技术创新尤为重要,这就需要采煤工作更加安全、经济、高效。因此,本文将进一步探讨我国煤炭地质勘探所面临的形式和处理方法,同时展望了我国煤炭地质勘探的发展趋势。 [关键词]:煤炭 地质勘探;技术;趋势 当前,我国煤炭地质勘探技术发展很快,如水文地质、工程地质等领域,可以说是一种综合性的地质勘探。关于煤碳地质勘探技术,指在煤矿地质勘探工作中,为了探明矿体地质体的矿物储存量、形态、规模、深度以及结构的技术总和。随着科学技术的进步,煤炭地质勘探水平不断提高,尽管现有煤炭勘察技术存在一些问题,但是它在我国煤炭行业中所做出的贡献不可低估。对于煤炭地质勘查而言,只有不断地进行科技创新,充分应用新技术,并且围绕煤炭企业的发展而不断进行,建立具有新型高科技的煤炭地质勘察体系,这样有利于我国煤炭事业的可持续发展,更能促进国民经济水平的提高。 1、概述煤炭地质勘探的发展状况 1.1地形比较复杂 目前,在煤炭地质勘探过程中,常常遇到的地形比较复杂,资源勘探技术难度较大。此外,由煤炭地质勘探所引起的水资源、环境资源也比较常见,需要引起重视。 1.2生态环境政策 由于我国煤炭资源开采条件非常复杂, 煤矿资源与水资源表现为逆向分布现象,在某种程度上讲,我国生态环境政策制约了煤炭资源的开发与利用。与此同时,在煤矿开采过程中,一部分煤矿公司没有建立科学合理的煤炭资源和生态环境系统评价体系,从而出现了部分矿区地面塌陷、煤矸石自燃、煤田自燃火灾,甚至出现煤矿瓦斯爆炸等一系列事故的发生,严重影响区域水文地质条件。 1.3地质勘探质量 在煤炭工程地质勘探过程中,发现许多勘探的侧重点比较含糊,勘探的针对性也不强,方法不恰当,而且整个工程地质的相关计算公式与实际施工存在很大差别,最后往往会存在误差的勘探结论,严重影响了煤炭地质勘探的质量。 1.4勘探技术管理 在煤炭工程地质勘探过程中,由于许多工程提交的勘探设计报告不是地质师新自编写的,甚至没有编制地质专业负责人,报告内容错误较多。因此,从煤炭地质勘探技术管理方面分析,不科学的勘探技术管理不但增加了总院审查的难度,而且还在一定程度上延误了工程的报批时机。 2、我国煤炭地质勘探面临的形式 据调查可知,由于中国的基本国情具有特殊性,所以其煤田基础地质工作非常滞后,地质勘探程度不足,煤炭资源供需矛盾非常突出等,这一系列问题已经成为制约我国煤炭安全供应和煤炭工业可持续发展的主要因素。由此可见,在煤炭工业快速发展的过程中,煤炭地质科技工作也面临着新的挑战,即我国煤炭地质勘探面临的形式具体表现在以下几个方面:其一,东部煤矿区资源接替、深部开采等地质问题有待解决;其二,中部能源基地复杂地区煤炭资源综合勘探问题、开发煤炭造成的水资源和环境问题有待解决;其三,需要加强西部聚煤盆地地质研究,提高资源勘查评价程度;其四,需要加强洁净煤技术的地质研究,努力实现煤炭洁净利用和环境保护;其五,煤矿现代化开采和安全生产地质问题探明的程度有待提高,提供高产、高效、安全的煤矿生产服务;其六,需要加速煤炭地质主流程信息化,提高煤炭资源信息化水平,满足煤炭规划和国民经济的宏观决策。当今社会,机遇与挑战往往同时存在,对于我国煤炭地质勘探企业而言,急需要明确目标,不断推进科技创新。 3、煤炭地质勘探问题的处理方法 针对我国煤炭地质勘探面临的具体问题,我国煤炭地质企业在科技发展方面提出了几条行之有效的处理方法,具体表现为几点。第一,强化煤炭地质基础研究,不断探讨最新的优质煤炭资源;第二,加大煤炭资源综合勘探技术创新力度,提高勘查精度、质量和效率,在一定程度上满足煤炭资源需求;第三,根据高产矿井建设,完善矿井安全制度,拓展煤炭地质服务领域,确保煤炭开发和环境协调发展;第四,坚持以“现代地质理论”为依据,充分应用高科技,不断提高创新能力,同时从整体上提升地质勘查能力和服务水平;第五,改革煤炭地质科技体制,创立新型人才机制,开拓煤炭地质科技创新平台,努力培养一支精干高效的煤炭地质科技队伍和勘查队伍。 4、我国煤炭地质勘探的发展趋势 4.1开发井下勘探技术 现阶段,许多国内外学者一致认为,在采区开采前,应当在井下开展采区进行勘探,或者在工作面上进行勘探,像矿井物探;沿煤层钻进。具体地讲,由于煤层密度比上下围岩较小,煤层又是一个低速槽,随着探地雷达技术的迅速发展,煤矿井下物探技术将是一项重要的发展方向。 4.2加强综合勘探技术 经过研究发现,有一种三维地震勘探,表现为网度布、无心孔,而且应用组合测井法进行勘探。有一种先进的扫描仪,通过人机联作,可以解释几十厘米落差的断层、裂隙、沉积和构造特征,甚至也可以解释应力方向。同时,通过借助专用软件,利用组合测井的方法,可以确定岩石类型、强度、倾角、孔径等。实际上,通过加强综合勘探技术,能够得出一份详细、实用的构造及应力场图,最终能够使矿山设计行之有效。不仅如此,综合勘探技术还可以提供最佳施工方向,并且科学地选择开采方法。 4.3煤炭资源评价方法 对于煤炭地质勘探的发展来说,可以组织开展新的煤炭资源评价。首先需要运用新的地质理论和资源评价方法,科学地制定一套煤炭资源评价理论和方法,而且要尽量多开展一些基础评价,正确认识煤炭资源的基本用途,以及了解我国煤炭资源的发展潜力,进而建立煤炭资源的信息系统,实现煤炭地质勘探的技术革新,不断推动煤炭地质勘探技术的发展。 4.4加强清洁煤炭技术 当前,通过对煤炭地质勘探技术的研究,其核心技术应当属于洁净煤技术,需要与煤岩学、煤化学等相结合,同时从地质地球化学的角度分析,进而为煤炭勘探技术的改进提供可靠的理论依据。 4.5动态地质勘探技术 历史以来,在煤炭开采过程中,常常会出现井下地质灾害现象,经过分析,发现这种类型的灾害在本质上属于动力地质现象,即具有动态特性。因此,在煤炭勘探过程中,预测动力地质现象预测的时候,不但要以原始的静止数据为依据,而且还需要对岩煤层应力变化的动态数据进行监测,同时分析动态地质勘探技术工作。 4.6加快建设信息技术 当今社会是信息时代,各行各业都离不开信息技术的应用,特别是计算机信息技术已经广泛应用于煤田地质勘探中,这是我国煤炭行业的一大进步。此外,伴随着科技的不断发展,更加先进的信息技术将不断涌现,像大容量存储多媒体人工智能煤炭勘探,或者是神经网络煤炭勘探,都可以应用人机对话的方式来分析并处理勘探数据,不断向自动化操作方向转变。 5、结束语: 综上所述,在我国煤炭地质勘测中,技术应用是重点,抓好技术是煤炭地质勘探工作的关键。在科技创新体制建立的基础上,需要大力投入科技,结合产学研究,不断创建科技化的煤炭地质平台,从而加强人才培养,努力为我国煤炭事业的发展贡献技术力量。因此,促进煤炭地质探技术的进步,不仅能够使煤炭事业合理有序地发展,而且还能保护人类家园,确保煤田的健康发展,最终实现煤炭市场经济的可持续发展。 地质勘探方法论文:试论矿产地质勘探找矿标志及方法运用 摘要:最近几年,我国投入大量的人力物力资金到地质找矿勘探中,针对当下的矿产地质调查结果,本人觉得最具有代表性意义的是将科学的地质成矿理念为指导,运用地质物理、地质化学、地质特征等相关知识总结出一些地质勘探找矿标志,这将推动我国矿产地质勘探事业获得更大的发展和进步。 关键词:矿产;地质勘探;找矿标志 通常我们所讲到的地质勘查是地质勘探工作的又一称为,是依据现有的经济发展。科技进步及国防建设的准求,对特定空间中的矿产、地质构造、地下水等地质实际状况进行深入的调查。以能够通过调查结果,找出所需要的矿产资源。本文针对矿产地质勘探找矿标志进行相关论述。 在不同目标的前提条件下,对矿产地质勘探有着不同的要求。譬如,为了发掘找矿标志的勘探工作成为矿产地质勘探,在进行矿产地质勘探工作的过程中一定要以地质勘查探究为根基,争取在最短的时间内找出矿产资源所具有的特性,运用先进的科学技术方法,为开采矿产资源提供先决性条件。 1. 约束深层矿产地质勘探找矿的基本型因素——成矿理论 人们对矿产能源的勘探研发运用有着较为久远的历史,世界上有关成矿的理论探究正在趋于成熟的状态,矿产地质勘探也取得了一定的成果,随着全新的科学技术不断出现,同时慢慢的在地质找矿工作中得以运用。伴随着近几年来国家对矿产资源勘探研发投入了大量的人力、物力及财力,各方面都取得了较大的成果。也形成了一整套比较成熟的成矿理论,现就深部流体作用理论、矿床成矿系列理论对于深层找矿的意义浅述如下: 1.1 深部流体作用成矿理论 深部流体成矿理论通常指的是矿产的形成与地壳流体运动相互之间的联系性,它大多数是受到最近几十年所发生的地壳流体运动的影响。经过对地壳探究可以发现,在地壳的深层部位潜在大规模的地壳运动,而矿产资源的形成通常是在大规模发生流体活动之后所形成的。在流体活动比较强烈的地区许多勘探结果表明:Au、Zn、Ag、Cu、Hg、Sb、Sn等比较重要的稀有金属资源都跟流体运动有着紧密的联系,所以就可以理解为,在一些深部流体作用活动强烈的区域是Au、Zn、Ag、Cu、Hg、Sb、Sn等金属资源的关键性地区。深部流体活动是地质找矿的重要性标志之一。 1.2 矿床成矿系列理论 矿床成矿理论是指的是在特定的地质时期内,地质成矿通常跟特定的地质构造单元有着密切的联系。不同类别具备因果联系的矿产资源、不同的地质构造将有可能产出不同的矿产资源。按照地层层次的区别可以将矿产系统划分为:成矿系列组合、成矿亚系列、成矿系列类型、成矿系列等序列,该种形式的矿床组合使得矿产资源产生了一定的变化,需要运用成矿序列理论进行浅析。该理论同样是进行矿产地质勘探中的找矿标志之一。 2. 对地质找矿开展革新,促使矿产地质找矿勘探得到长足的进步 在地质勘查工作中首先要对工作区域进行深入了解,然后进行全面部署,这样才能够促使找矿工作得以突破。全世界范围内的重大的矿产地质找矿往往是以全面总体部署之后来进行的,是需要具备多工种、多学科有效的结合来进行地质找矿工作的。最近几年,我国地质矿产勘探工作逐渐进入了制度转变、调整队伍、投入资源不够、大风险的现状之下,地质矿产找矿工作在整体合理的布局和规划问题上存在严重欠缺,都是自我开展、分散进行的。这种现状会造成我国整体的矿产地质勘查工作无法有一个巨大的突破和进步。所以,继续强化对矿部进行严密的部署,革新找矿布局,使得矿产资源勘探能够有一个很好的发展。 为了能够探索出更多的找矿标志,需要对找矿工作进行全方位革新及部署。首先,确保探究队伍的稳定性,掌握市场发展准求,有效的汲取国内外相关经验,强化对矿产勘查部署的探究;其次,推行我国地质工作统一化,切实颁布有关矿产资源勘查总计划,合理对公益性地质勘探和商业性地质勘探进行安排,诱使找矿工作趋于正常化,预防分散、相重的情况出现。再次,着重对重点矿产种类资源、重点成矿地带进行着重勘探,引导对其进行矿产勘探整体布局。针对那些孕育潜藏矿产资源的空间创建重大工程,进行集成性作业,综合勘探。第四,对有关地质勘探准则加以完善,加强对矿产资源勘探的监管和指导,进行科学合理部署,为保证在有找矿标志的情况下,使得矿产资源得到最大程度的开发。 3. 运用 3.1 目前矿产勘探的未来走向是运用有效的勘探科学技术对找矿标志的挖掘及找矿预测,在这个工作当中则需要各类手段紧密配合,这样才能够避免多解性,如果只是采用一种勘查手段则对那些隐藏的矿产资源所形成的找矿标志是很难发现的。 3.2 物化探方法的运用一定是在工作区域成矿地质背景为基础的,物化探信息是需要有效的将工作区成矿地质条件结合在一起来分析。在开展物化探勘查工作当中要自始至终将地质—物化探(结合地质理论进行合理分析、解释)—地质的思路,而不可以与成矿地质条件相脱离,单独运用一种方法,唯有如此才能够处理地质与找矿的现实问题。 4. 矿产地质勘探找矿科技方法探究 4.1 针对特定空间内地质的探究。浅析相关地质条件。对于空间内的地壳运动及总体地质客观因素进行探究,一定要对相关地质活动做出一个详细的时间表格,这样在今后进行成矿标志的形成起到一定的参考性的建议,运用有关资料对成矿时期的地质现实状况进行探究,找出在此客观条件中的地质构造,找出地质构造与成矿之前的密切关系。 4.2 在成矿有利地区寻找各类矿床,通常会取得良好的成果。区域较大的断裂地带加上独特的地质构造通常是矿产地质找矿标志之一。因为在这种区域当中,通常是由于地质的一些活动促使地质构造产生一系列的变化,形成各类矿产资源的可能性就较大。 4.3 找矿信息是重要性的找矿标志。特别是矿化信息是特别关键的,需要相关工作人员对其加以注意。这就需要对找矿信息加以探究,有效运用相关找矿信息来为找矿工作服务。针对不同种类的矿区,需要探寻不相同的成矿重点,尤其是其最为关键性的成矿地点,这样才能够在找矿上有一个重大的突破。 4.4对矿产勘探进行全面部署:成矿地带找矿勘查的开展需要按照从面到点、点面结合、落实到点的准求进行的。 5. 结束语 伴随着社会经济水准的不断提升,对矿产的各方面需求也在随之增加,然而看眼矿产科学技术及运用形式就需要进行不断的革新,才能够适应于当下地质矿产勘探的变化。这就需要以成矿理念为指导,有效的结合当下的地质特征,才能够将地质勘查工作做好,以在未来找到大型的矿产资源。 如果仅仅是运用一种找矿方法就会出现很多方面的矛盾,有的时候甚至是会对一个区域有可能有矿产出现而做出错误的决定,这样就会对矿产资源的的勘探将会是一个重大损失。所以在此警醒有关单位一定要注重这一问题,在以后的找矿工作当中一定要做到多种找矿方式有效结合,这样才能够在预期内获取最好的经济效益。为此,在开展今后的地质矿产勘探工作当中一定要运用有关勘探理论,运用全新的科学技术及新方法,总结前期勘探经验,以争取提升挖掘矿床的能力,获取最大化的经济效益。 地质勘探方法论文:浅谈水文地质勘探技术方法 摘要:水文地质勘探是针对水资源进行的勘探活动,它是对某一区域的地质构造、地下水的发育、地表水的补给等水文特征作出科学判断的过程。本文旨在探讨在水文地质的工作概况及水文地质勘探的过程、对相关资源的评价。 关键词:水文地质;勘探技术;方法 一、水文地质勘探工作概况 1.水文地质勘探的目的 水文地质勘探(hydrogeologicalsurvey)是水文勘探技术工作者为了了解某区域的水文地质环境以开发利用相关资源而进行的科学探究工作。出于不同目的和要求,水文地质勘探又可以进一步划分为普查和勘探,普查是综合性的,用以表达普查结果的水文地质图的比例尺为1:20万,而水文地质勘探是在已用普查方式探明地下水的分布后对特定区域水文资源的深入调查,服务于专门目的,如从居民健康考虑,对区域内供水水文的调查,采矿时对矿床水文地质的勘探等。 2、我国水文地质勘探工作的发展概况 我国水文地质勘探工作从50年代开始,经过半个多世纪的发展,取得了举世瞩目的成就,相比前苏联、美国以及其他国家,我国水文地质勘探工作的特点是起步晚、发展迅速。50年代,首次建立起全国性的水文地质工程队伍;60年代,在东部大平原和西北缺水地区这些特殊的地理区域进行了水文地质的普查;70年代,全国三分之二以上的地区完成了水文地质的普查工作,水文地质勘查技术更加完善,地下水动态观测站在各省市自治区陆续建成;80年代,我国的水文地质勘探工作过程中,开始重视水文环境,加强环境立法;水文勘探发展到当前,数字地球建成,地理信息中的3S(GIS、GPS、RS)应用于处理水文地质的空间数据,以及专业性软件随着计算机的发展广泛应用于水文地质的勘探,为水文地质工作的发展提供了技术上更加有力的支持。 二、水文地质勘探方法 1.水文地质测绘 水文地质测绘(hydrogeological mapping)是指在被测地区,首先观察水体的地质现象,经过科学的分析整理后,用专业术语或者图表描述。在水文地质的勘探中,勘探工作者对探测区域的水文环境,有必要先根据相关资料进行大致的了解,掌握基本情况不仅可以减少工作量,技巧性的开展勘探工作,也有利于保障勘探过程的安全。水文地质勘探工作常常涉及山区的水文地质测绘,范围大且受地形影响难以进入的山区环境成为水文勘探棘手的问题,针对这种情况,利用拍摄的航空摄像片、卫星图片对区域内的地质环境作出基本判断,利用电子技术分析资料,在对水文地质作出测绘后得到能够反映水文信息的图表,达到调查水文环境的目的。由此可见,水文地质测绘中,勘探者面对的难题是大面积的山区无法通行,这一问题的解决,需要充分利用已经发展完善RS、GIS等地理科学技术,在实践中不断提高应对艰难环境的能力。 2.地球物理勘探 为了了解水文地质条件,也可以通过对地球物理相关属性的考察。根据地球物理的整体性原则,各地理现象是相互作用、影响的,地球物理勘探是现有的水文地质勘探的技术中唯一一个间接的勘探方法,联系测区的自然条件和勘探所需要解决的具体问题,勘探可以选用地面物探、水文测井、遥感技术这三种具体的方式。与其他的勘探方法相比,地球物理勘探是通过探究水文地质的成因来推断业已形成的水文环境,获取了更多的地理信息,它对平原地区含水层的深度、淡水界面,甚至地热异常区域的界定,都有精确而不可替代的作用。 3.水文地质钻探试验 水文地质钻探(hydrogeologic drilling)和水文地质试验(hydrogelogic experiment)都是为了获取地下水资源的相关资料而进行的地理科学技术手段。它们可以涉及地下水埋藏的地理环境,通过钻探,理清区域内地下水流动的方向和水量的规律,对地下水的水文条件进行精确的表述。钻探采用的探孔,由于不同的作用,分为普查、勘探与探采结合孔三种类型,钻探在水文地质探测中的发展为水文地质调查活动提供了直接的技术支持,探测活动对水文探测设备的要求相比其它的探测高,其中,回旋、冲击、冲击——反循环是不同探测设备基本的探测方式,在探测水文地质的过程中,也能够通过钻探区域内地热资源以开采利用。与水文地质钻探相同,水文地质试验也是在野外,通过对水文地质的直接调查以获取区域内的水文资料,利用抽、注、渗等方式,可以明确水文特点,达到调查区域内水文地质资料的探测目的。 4.地下水动态观测和试验分析 地下水动态监测是对一个地区或者水源地的地下水动态要素(水位、水量、水质和水温)等物理化学性质进行定时测量、记录和存储整理的过程,依托中国移动公司GPRS网络在监测中心查看地下水的水位、温度、电导率等数据,将所有数据导入数据库生成各种报表和曲线,它由监测中心、通信网络、微功耗测控终端、水位监测记录仪四部分组成,通过对地下水动态观测和试验分析,得到与地下水有关的数据资料。 三、水文地质评价 1.地下水水量计算 计算地下水的水量,是评价水文地质的一个重要标准,也是对地下水资源能否开采的判断依据之一。可用的地下水是在计算出补给量与排出量的差值,结合地下水的基本储存量的结果,其中,能够对地下水进行补给的水量来源包括河水补给、降雨补给与地下水平衡量的补给,地下水的流出是地下水侧向流出、潜水蒸发等因素作用的。经过计算与分析,获取地下水能够允许的最大开采值进行地下水的开采活动。 2.地下水资源评价 对地下水资源的评价是一个综合的过程,评价内容包括水质好坏,即是否受到污染与污染程度是否在可修复的范围,地下水资源开发的经济价值、社会价值,具体的资源评价过程是对勘探工作的完善,水文地质的分析人员根据调查数据做出水文地质模型,利用相关的理论如数值法等方法进行水质、水文上具体的测评。地下水资源的评价普遍认同以下两种评价方式。一、首先进行水体取样,进而花样以调查水质,是否含有超标的元素,与人体的适应性对比来决定相应地下水资源的开采价值。二、如果在水质勘察过程中发现水质已经受到污染或者有受到污染的可能,应查清污染物质及来源、途径与规律,提出地下水资源的防护措施,地下水的开发应力求费用低廉、方案优化、效益显著。这些必须以查明水文地质条件和正确评价地下水资源为基础,在对地下水资源作出评价后进行开采时,应注意做到不过量开采,不能造成海水或者高矿化水入侵到淡水含水层,不能引起大量的地面沉积和坍塌,进行全面的规划。为了合理使用地下水资源,必须进行有效的管理,建立水资源的统一管理机构,优化分析的方法进行水资源的数字模型管理,在经济方面要明确地下水有偿使用的原则,征收水资源管理费。 地下水水文的探测是随着国民经济的发展,对资源的了解与利用的需求增加的基础上发展的,我国的水文探测工作从50年代正式开始受到关注,水文地质的普查渗透大江南北,具体的水文勘探技术如测绘、钻探、试验等,在水文普查探测和专门探测中,都发挥了重要的作用,对水文地质探测工作者,掌握这些技术并与时俱进的钻研新方法以适应不同的探测环境,是十分重要的。探测的最终目的是对资源的利用,获取资料后,判断地下水的开发价值并进行规模化的开发,也成为新形势下水文地质工作者的责任。 地质勘探方法论文:煤矿深部开采综合地质勘探方法研究 【摘要】深部开采对煤田地质勘探工作提出了新的要求,本文主要介绍煤炭资源的开发过程中所采用的几种地质勘探方法,采用综合的地质勘探方式可以有效的探查煤矿矿区的地质情况,为煤炭的后续开发提供依据。 【关键词】煤矿;地质勘探;深部开采 目前,煤矿深部开采中的地质勘探技术是以地球物理方法为先导,其工作模式可分为三个层面:(1)井田范围主要可采煤层开采地质条件评价;(2)采区地质条件勘查;(3)综采工作面地质条件超前探测。 而从现今的发展方向来看,煤矿深部开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。 1.传统水文地质勘探 1.1方法 受岩溶承压水威胁的矿井,底板突水是各类因素综合作用的结果,突水机理主要包括:(1)岩溶裂隙水网络的发育情况,是发生底板突水的物质基础;(2)隔水层的厚度及岩性特征,是突水的制约因素;(3)采矿活动造成底板的破坏,是底板突水的诱导因素;(4)断裂构造及原生构造裂隙的发育程度,是导致底板突水的关键因素;(5)水压与矿压的偶合作用也是导致底板突水的重要因素。因此,水文地质条件的探查范围包括了岩溶裂隙水网络发育规律、隔水层的厚度及岩性变化、断裂构造及底板裂隙的发育规律及发育程度、含水层水位变化规律等。 1.2传统方法的局限性 而任何一种单一的勘探方法,只能大致探明某一种突水因素,如:采用传统的地面钻探、抽水及注水试验,只能探明某一点的岩溶发育及富水情况,对于整个开采范围的富水规律难以有效的探明。另外,矿井突水是一个十分复杂的问题,不可能用一个统一的规律进行描述,也就是说,随着空间的变化,水文地质条件发生变化,各类突水因素在突水过程中的作用相互交替变化,如:断层导水型突水,构造的突水机理起到了主导作用,而底板破坏型突水,采矿动压是突水的关键因素。因此,要防止底板突水,就必须对各类突水因素进行全面探查,有针对性的实施综合治理,才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件的探查,采用单一的探查方法显然是不够的。 2.采用综合方式进行地质勘探 2.1采区地面地震勘探 采区设计前,通过采用地面地震勘探手段,查明采区构造形态和断层发育规律,查明煤层赋存状况及底板起伏形态,对影响开采的含水层富水性进行评价,并提出水害防治措施,为采区设计提供可靠的地质资料。 同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造,包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态,根据采区衔接的要求,应提前布置实施。现已成熟的探测技术包括三维地震勘探、瞬变电磁法、矿井直流电法和钻探。地面物探方法较矿井物探方法施工简单,探测效率也高,但受到地表条件的限制。因此,在地表条件允许的前提下,三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。 2.2微动测深勘查 微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论,微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下,微动的震源是在地表面或海底面,在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势,微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。同时,依据观测形式的不同微动测深探查主要分为一下几种形式:(1)单点勘查。单点勘查方式观测台阵,一般由两个不同半径的同心圆(内接正三角形)组成,在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪。这种观测方式勘查深度与台阵的大小成正比。根据勘查深度的要求,可采用由3个或3个以上不同半径的同心圆组成观测台阵;(2)测线勘查。在煤田勘查这种大面积勘探中,单点勘查已经不能满足生产要求。可采用测线(剖面)观测系统,获得S波速度剖面成果图。在测区内按一定间距布置这样的测线,可实现二维微动测深勘探,并反演测区三维S波速度结构,结合钻孔及其它地质资料,可进一步解释速度异常区域的地质意义;(3)平面探查。在矿区或者要求更精细的勘探,在仪器数量足够多的情况下可采用平面观测,并反演测区三维S波速度体,从而圈出速度异常体或者面。 2.3井下钻探及综合物探 在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制(矿井、采区)的基础上,对富水区的每一工作面,针对不同的条件,采用各种物探手段,探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带,再用少量的钻探手段进一步验证,有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。 (1)井下直流电法透视:从大的范畴来说,井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明,井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。(2)TEM探测:瞬变电磁法(简称TEM),它是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈(或称发射框)发送双极性大电流,在电流开启和关断时,由于电磁感应作用产生电压脉冲,电压脉冲的衰减产生感应磁场(即一次磁场)。一次磁场随着时间的推移,在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场,由于不同地质体其电性特征存在差异,其二次场的衰减亦存在差异。因此,通过研究二次场的衰减规律,可达到推测、分析地下地质异常体的目的。TEM探测可以探测不同高程的相对富水区,以便有针对性的采取防治水措施。(3)弹性波CT:即地震层析成相技术,可以推测主要构造的发育情况,但由于该项技术起步比较晚,还有待于进一步完善提高。(4)瑞利波:利用瑞利波探测技术可以对掘进巷道前方的地质异常体,特别是断裂构造进行超前探查,预防突遇断层出水。该项技术对于探测前方构造效果较好。 另外,通过坑透、槽波、脉冲干扰试验等手段,也可以探测地质及水文地质异常区。综上所述,对于受底板岩溶水害威胁的矿区,对水文地质条件的探查,应以各种规模的放水试验为主要探查手段,以此为基础,采用多种物探及钻探手段,对局部的水文地质异常区进一步查明,达到相互补充、相互验证,充分体现多种勘探方法的综合效应,可取得十分显著的技术效果。 3.结论 煤矿开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。 地质勘探方法论文:关于煤炭地质勘探方法的解析 摘要:随着我国市场经济的发展,煤炭要有竞争力才能在市场上站住脚,经济、安全、高效采煤就成为煤炭工业发展的关键。因此,我们需要继续开展煤田地质勘探工作,而且,煤田勘探技术要迅速发展才能满足生产要求。本文就当前煤炭地质勘探的主要技术方法作出简要的分析。 关键词:煤炭工业;地质勘探;勘探技术 随着我国国民经济的发展以及环境保护意识的增强,国内煤炭需求量将逐步增长,煤炭出口量将大幅攀升,需要优质环保型资源,需要进行煤炭资源经济评价和资源资产化管理,需要开展煤矿区生态环境和环境地质评价,需要高集成度、高有序度数字化的资源信息。煤田地质勘探就是在开发煤炭资源前,通过各种技术手段了解煤层埋藏的具体情况,为开采设计、矿井建设和生产提供地质依据。在煤田地质勘探工作中,为了更好地揭露煤系,认识煤岩体赋存状态及沉积环境变化规律,完成不同勘探阶段的目的任务和满足工作精度要求,需要各种技术手段和一定的施工方法。随着以数字化和电子化为特色的新技术革命开展,中国煤田地质勘探技术和方法也有了质的飞越。 1 煤炭资源综合勘探方法 根据地形、地质和物性等条件,合理选择勘探手段,统筹布置各项工程,严格工程施工顺序,综合研究各种地质信息,提交高质量地质报告,这就是近年来逐渐完善的煤炭资源综合勘探方法。通过采用遥感扫面、物探扫线、钻探及测井扫点的工作部署,在具体勘探区,采用重磁资料确定煤系分布范围和基底深度、用高分辨率数字地震控制断层、褶皱和其他异常体的发育;用钻探结合测井方法验证地震勘探结果,并重点控制煤层的变化。通过地震、钻探和测井资料的综合解释研究,可获得高精度的地质勘探成果。在构造上,能够控制落差10-15m的小断层和落差5-10m 的小断点、主采煤层的底板等高线能控制在1%-2%以内。在煤层上,能够控制煤层的发育特征,并可利用地震波组的波形、多元参数特征和变化趋势,解释典型煤层的厚度和宏观结构类型。在经济上,大幅度节约了钻探工作量,钻孔数减少50%-80%,缩短了勘探周期,勘探成本降低30%-50%,具有明显的技术经济效益。 2 煤田钻探新技术 传统的岩芯钻探仍将是煤炭资源勘探的最直观手段,只不过随着综合勘探方法的采用,钻探工作量相对减少。伴随着新技术革命,钻探将会在自动化程度、操作的灵活性和机械效率等方面有大的进展和提高。 一是全面推广绳索取芯技术。绳索取芯技术就是在不提出钻杆的情况下,采用内套管的结构,以绳索提出内套管的方式,将钻进中收集到内套管的岩芯提取到地面后取出。使用该技术,能够大大减少工人劳动强度,提高效率、提高各项经济技术指标。该技术在煤田地质系统推广已有数年的历史,今后还将继续推广普及,并逐步解决推广应用中出现的技术问题,完善该项技术。 二是推广钻进参数探测技术。在钻探施工时,有许多钻进特征是依靠工人的感觉和经验获得的,钻工是依靠对钻进状态的判断采取措施来调整操作。这种方式人为主观性大、不易掌握,难以形成标准化操作。通过近年来的科技攻关和对外技术合作,钻进参数探测系统正在被越来越多的煤矿企业应用,因为它可以通过各传感仪实时掌握到下列钻进参数:钻杆旋转速度、钻进进尺速度、钻杆扭矩、钻进压力、进水量、返水量、泵压、孔深、泥浆粘度、密度和pH值等。钻工依据这些参数,可及时、准确地调整操作。这可大大降低工人劳动强度,提高钻进质量和工作效率。 3 高分辨率数字地震勘探技术 高分辨率数字地震勘探就是一整套以数字方式记录高质量的地震信号,并经数字处理而获得高分辨率地震勘探效果的技术方法,它包括在数据采集上采用四小(小药量、小道距、小采样间隔和小组合基距)、两高(高频检波器、高频低截滤波)、合适的井深及准确点位(炮点、检波点);在数据处理上强调噪声衰减、子波长度压缩及精确的叠加和偏移,最终获得高信噪比、宽带的高频信号,使得小型煤田构造和异常清晰的显出。从1985年开始至今,高分辨率数字地震勘探技术在地质综合勘探和地震补充勘探实践中得到不断完善和发展。通过地震补充勘探,查明规模较小的断层、褶皱及其他异常体,以使得设计部门能够及时优化、修改设计,包括:改变开拓方案,调整井筒位置和生产能力;修改采区设计,如工作面位置、走向及长度;修改主要巷道位置,调整矿井边界等。 这些成果保证了高产高效矿井的高速高质量建成,避免了因地质资料而带来的直接经济损失。目前,该项技术已得到广泛承认,并被越来越多的煤矿业主,包括亏损煤矿和地方煤矿业主的承认和采用,一场全国性的地震补充勘探和采区地震已经兴起。近年来,随着用户要求的逐渐提高和大容量高速计算机的发展,使人们能够对海量的地震勘探数据进行处理,这才使得三维地震勘探技术得以提出和飞速发展。三维地震勘探技术能够将探测小构造的程度大大提高。由于那些条件较好、启用三维方法较早的矿区大受益处,从而使其他一些煤矿或待开发井田的业主开始要求进行三维地震勘探工作,由二维转向三维的大趋势已不容置疑。在二维地震勘探技术推广中,目前正在进一步通过增大主频波来提高分辨率以探测更小的断层,完善山区地震勘探方法,研究总结勘探方法和地震勘探成果解释等方面,进一步发展和拓宽二维勘探技术,以期更好的为煤炭生产用户服务。三维地震勘探由于工作量大、成本高、技术成熟度低等因素,近几年已经通过推广体积解释技术、深度域代替时间域、模型技术的广泛使用、约束反演的使用、山区三维地震问题的解决、纵横波联合勘探的推进、多道三维地震勘探技术的开发、现场实时处理的应用等一系列方法和手段,得到逐步完善和发展,进一步提高了精度、降低成本、提高工作效率、最大限度满足用户的需求。 4 重磁电及地质雷达勘查技术与测井勘查技术 重磁电及地质雷达勘查技术:采用瞬变电磁法勘探、高精度磁法勘探、高精度重力勘探、直流电法勘探(含高密度电法勘探)、地质雷达探测、频率域电磁法勘探等方法进行勘探。广泛应用于煤田地质勘探、石油地质勘探和地下水勘探等资源勘探领域。进行断裂、褶曲、沉积盆地和陷落柱等地质构造的探测;圈定岩溶发育带、地下河、含水裂隙带等隐伏地质体或地质构造;矿山采空区和空洞等异常体的工程勘查。 测井勘查技术:采用电、声、核系列物理参数测井,水文测井及煤层气测井等技术。可精确为煤层定厚、定深;非煤系地层定厚、定深。常应用于煤岩层定性、定深、定厚;煤岩层力学性质分析,煤层炭灰水分析,煤层沙泥、水分析等。 5 煤炭遥感技术 煤炭遥感技术是一项将空间遥感应用于探测与煤田地质和煤炭工业有关方面的高新技术,具有实时、准实时、快速、客观、整体性强的特征。近年来,伴随着计算机软硬件的飞跃有了突破性的进展,逐步形成了较为完整的煤炭遥感科学体系,在煤田自燃环境监测、煤矿区环境监测、煤矿区水资源调查、煤炭资源调查、中小比例尺填图和区域地质研究等方面取得成功,并逐渐同物探、钻探一样,成为煤炭资源勘探的一种手段。 遥感是通过空间传感器接受地面目标反射、散射外来电磁波或者目标自身发射的电磁波而获得目标物理参数的技术方法。遥感技术彻底改变了地球科学中传统的点测量状况, 从像元到像元获取地物信息,进而发展为三维立体测量,这一信息获取方式的改变对地质找矿有重要的促进作用。遥感找煤是以煤炭遥感理论为基础,成矿理论为指导,采用遥感手段对找煤标志、控煤因素及煤田分布规律进行研究, 从中提取煤矿床赋存信息的过程。 目前,煤炭遥感正在继续沿着和GIS及GPS有机结合的方向,在计算机支持下,建成准实时性、半自动化、半智能化的中国煤田地质和煤炭资源调查信息系统,中国北方煤田自燃环境监测信息系统,中国煤矿区环境监测信息系统,煤矿区水资源调查信息系统,煤炭生产控制与土地复垦监测信息系统,并形成网络化、可视化和社会化的信息产品,为煤炭工业的可持续发展提供科学决策依据。 6 结语 煤炭地质勘探是一项多学科的综合性科技工作, 它不仅仅是探明煤炭资源储量和开采技术条件, 而且还应为煤炭资源的综合利用、合理利用提供充分的依据。目前我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距。因此,必须把握时机,加快我国煤田地质勘探技术的发展,才能满足我国高产高效采煤的需求。我们坚信,今后的地质勘探其科技含量会更高、更新,更讲求经济效益,创造或总结出更多既方便又行之有效的地质勘探技术。 地质勘探方法论文:简述在煤炭资源的开发过程中所采用的几种地质勘探方法 【摘 要】我国是世界上耗能大国,在能源消耗中,煤炭为主要的基础能源之一。煤炭是我国的第一能源,在国民经济的大战中有着重要的地位。在当前,人们对各种物质需求不断提高的过程中,对能源的要求也在不断的增加和变化,使得能源在开发和开采中,各种开采技术手段不断的更新与完善。 【关键字】煤炭资源;开发;地质勘查 煤炭是我国第一能源,但是由于各种技术和开采方式的限制,使得煤炭在开采和利用的过程中其开采手段不够完善,技术不够达标。由于受矿井地质条件差、断层发育、煤厚变化大等地质因素的影响,使得当前在煤炭开发的过程中,技术手段和设备不断的进行探索和更新,是当前社会发展的过程中利用相应的科学手段进行提高和完善的主要方式。采用综合勘探方法,多种勘探手段结合并用,地面施工的时候利用三位物探的手段进行开采前期的测量与计算,提高施工中井下施工措施和管理技术水平。针对影响生产的地质因素开展各项专题研究,对各种相关的动态进行分析,结合社会发展过程中的各种技术设备进行综合的应用,在开采过程中以地质效果和手段进行管理和利用取得了较高的成果,为当前井下开采提供了有力的地质保证和安全保障。 1 传统水文地质勘探 1.1 方法 在煤炭开采的过程中,由于我国各种个地理因素的影响和制约,使得在开采的过程中,受到很大程度的影响。受岩溶承压水威胁的矿井,是在钻进的过程中由于各种底板突水是各类因素综合作用的结果,其在开采的过程中主要的影响因素包括:1)岩溶裂隙水网络的发育情况,是底板在进行挖掘的过程中出现吐水的主要依据,更是影响当前开采的前提和主要方式。2)隔水层的厚度及岩性特征,是突水的制约因素;3)在采矿的过程中,由于开采中施工的不够完善和管理技术措施的不健全,使得其破坏了底板,是底板突水的诱导因素;4)断裂结构是影响当前水温地质勘查的主要因素,更是当值底板突水的关键手段。5)水压与矿压的偶合作用也是导致底板突水的重要因素。在水文地质条件之下进行勘查和开采是当前矿产开采的重点和难点,也是当前社会发展过程中必然要解决的问题和手段。其在勘查的时候要结合当前的水质和底板变化情况进行分析与总结。 1.2 传统方法的局限性 在传统勘查方法是用的过程中,其具有一定的局限性,是在当前勘查的过程中利用传统的总结方法进行分析,然而对各种吐水因素出现的原因和方式的利用不够完善的准确。而任何一种单一的勘探方法,只能大致探明某一种突水因素,另外,矿井突水是一个十分复杂的问题,不可能用一个统一的规律进行描述,也就是说,随着空间的变化,水文地质条件发生变化,各类突水因素在突水过程中的作用相互交替变化,如:断层导水型突水,构造的突水机理起到了主导作用,而底板破坏型突水,采矿动压是突水的关键因素。因此,要防止底板突水,就必须对各类突水因素进行全面探查,有针对性的实施综合治理,才能有效的防止水害事故的发生。对水文地质条件的探查,采用单一的探查方法显然是不够的。 2 采用综合方式进行地质勘探 2.1 采区地面地震勘探 采区设计前,通过采用地面地震勘探手段,查明采区构造形态和断层发育规律,查明煤层赋存状况及底板起伏形态,对影响开采的含水层富水性进行评价,并提出水害防治措施,为采区设计提供可靠的地质资料。 同时本阶段的主要工作也是进一步查明采区范围内的小构造,包括落差5m左右的断层、陷落柱和采空区的空间分布形态,根据采区衔接的要求,应提前布置实施。现已成熟的探测技术包括三维地震勘探、瞬变电磁法、矿井直流电法和钻探。地面物探方法较矿井物探方法施工简单,探测效率也高,但受到地表条件的限制。因此,在地表条件允许的前提下,三维高分辨率地震勘探技术是首选方法。 2.2 微动测深勘查 微动是一种在时间域和空间域都极不规则的震动现象。根据波动理论,微动记录既包含有体波也包含有面波。由于在大多数情况下,微动的震源是在地表面或海底面,在微动中的面波成分相对于体波成分来说占绝对优势,微动测深勘查方法就是利用这一占绝对优势的面波来反演地下地质结构的方法。单点勘查方式观测台阵,一般由两个不同半径的同心圆(内接正三角形)组成,在圆心和圆周上内接正三角形顶点处各设置一套微动观测仪。这种观测方式勘查深度与台阵的大小成正比。根据勘查深度的要求,可采用由3个或3个以上不同半径的同心圆组成观测台阵。 2.3 井下钻探及综合物探 在放水试验对主要含水层的富水性达到宏观控制(矿井、采区)的基础上,对富水区的每一工作面,针对不同的条件,采用各种物探手段,探明局部导水构造、隔水层变薄带及局部富水带,再用少量的钻探手段进一步验证,有针对性的重点布置注浆改造、疏水降压等治水工程。 1)井下直流电法透视:从大的范畴来说,井下直流电法透视仍属于矿井直流电法。其目的是探测采煤工作面内部的导水构造、底板含水层的集中富水带。许多矿区的研究和试验证明,井下直流电法透视是探测水文地质异常区最为有效的物探方法之一。2)TEM探测:瞬变电磁法(简称TEM),它是利用大功率的发射装置向铺设在地面的矩形线圈(或称发射框)发送双极性大电流,在电流开启和关断时,由于电磁感应作用产生电压脉冲,电压脉冲的衰减产生感应磁场(即一次磁场)。一次磁场随着时间的推移,在地下介质中产生涡流。地下涡流的变化又生产二次磁场,由于不同地质体其电性特征存在差异,其二次场的衰减亦存在差异。因此,通过研究二次场的衰减规律,可达到推测、分析地下地质异常体的目的。TEM探测可以探测不同高程的相对富水区,以便有针对性的采取防治水措施。3)弹性波CT:即地震层析成相技术,可以推测主要构造的发育情况,但由于该项技术起步比较晚,还有待于进一步完善提高。4)瑞利波:利用瑞利波探测技术可以对掘进巷道前方的地质异常体,特别是断裂构造进行超前探查,预防突遇断层出水。该项技术对于探测前方构造效果较好。 3 结论 煤炭开采和勘查技术是当前社会发展过程中利用物理学基础和信息技术进行综合探究的方向,是通过各种信息技术进行有机结合和统一发展的前提手段。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探,是采用多元化数据手段进行管理,提出其在开采的过程中所需要注意的问题和控制措施,是利用相关的技术手段进行管理和控制的过程。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,通过社会发展中的三维技术,电磁波技术和各种物质手段和信息方法进行综合反复的利用,建立完善的地质信息资料和数字化管理手段,利用可视化方式和数字化措施进行总结,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害提出相应的应对措施和技术支持理论,为日后煤炭资源的开采和勘察奠定依据。 地质勘探方法论文:地质勘探找矿技术与方法创新探讨 摘要:在未来以后的几年,将是我国社会经济发展的重要战略机遇期,也是矿产资源供需矛盾的进一步凸显期。本文结合了实际主要对地质勘查与找矿技术进行分析。 关键词:地质勘探;找矿 ;技术创新 根据经济建设、国防建设和科学技术发展的需要,对一定地区内的岩石、地层构造、矿产、地下水、地貌等地质情况进行重点有所不同的调查研究工作。接不同的目的,有不同的地质勘查工作之分。例如,以寻找和评价矿产为主要目的矿产地质勘查,以寻找和开发地下水为主要目的水文地质勘查,以查明铁路、桥梁、水库、坝址等工程地区地质条件为目的的工程地质勘查等。地质勘查还包括各种比例尺的区域地质调查、海洋地质调查、地热调查与地热田勘探、地震地质调查和环境地质调查等。地质勘查必须以地质观察研究为基础,根据任务要求,本着以较短的时间和较少的工作量,获得较多、较好地质成果的原则,选用必要的技术手段或方法,如测绘、地球物理勘探、地球化学探矿、钻探、坑探、采样测试、地质遥感等。这些方法或手段的使用或施工过程,也属于地质勘查的范围。狭义地说,在我国实际地质工作中,还把地质勘查工作划分为5个阶段,即区域地质调查、普查、详查、勘探和开发勘探。 一、地质勘查技术原则 (一)统筹规划.适度超前按照以人为本、全面落实科学发展观的要求,统筹公益性地质调查与商业性地质勘查,统筹矿产勘查与环境地质调查。统筹中央与地方地质勘查工作,统筹各类规划区地质工作,统筹国内地勘事业发展与地勘领域对外开放,充分发挥地质勘查基础性先行性作用,提前10-15年规划部署地质勘查工作。 (二)遵循规律,合理布局根据我国地质条件和资源分布特点,按照国民经济和社会发展宏观布局要求,结合人口分布、国土利用、基础设施建设和城镇化格局,统筹地质勘查工作区域布局,引导商业性地质勘查工作的有序发展。 (三)突出重点.拓宽领域立足于我国地质条件、资源基础、环境基础、工程基础,突出重要矿种和重点成矿区带的勘查工作,努力创造有宏观影响的大成果,不断提高地质勘查的精度、深度和广度。根据经济社会发展需要,积极拓宽地质勘查工作的服务与应用领域。 (四)创新科技,增强能力实施"科技兴地"战略,加快地质勘查工作现代化步伐。突出重大地质理论问题研究,把地质区位优势变为科技创新优势。大力推进成矿理论和地质勘查技术发展,加快信息化建没,完善地质科技创新体系。推动科研与勘查的有机结合,发挥科技的支撑和引领作用。加强队伍建设和人才培养.注重创新基地建设。 (五)立足国内.扩大合作利用"两种资源、两个市场",充分挖掘国内资源潜力。加大矿产资源领域对外开放,适应经济全球化和资源全球化发展的需要,鼓励与国外企业合作开展境内矿产资源勘查开发,扶持、鼓励和引导有条件的企业"走出去",提离矿产资源供给能力和保障程度。 (六)完善体制。理顺机制 健全中央和地方政府各负其责、相互协调的地质勘查管理体制。充分发挥各方面的积极性,促进地质勘查多渠道投入新机制的形成,完善商业性矿产勘查机制,注重发挥财政资金对社会资金的引导和拉动作用。 二、实现地质找矿重大突破需要创新整体部署 只有大的找矿部署,才有可能促成大的找矿突破。国内外的找矿重大突破,大多建立在统一部署、集中突破之上,有些还是多学科、多工种综合集成的结晶。近年来,我国地质工作正处在体制转换、队伍调整、机制变化、投入不足、风险加大等复杂的环境当中,地质找矿缺乏统一的规划和部署,各自为战,分散布局,找矿项目多、小、散的问题比较突出,从布局上就很难形成重大突破。因此,迫切需要加强找矿部署研究,创新找矿整体布局,引导矿产资源勘查工作有序发展。创新找矿整体部署,一是稳定研究队伍,把握发展需求,跟踪市场动态,借鉴国外经验,切实加强矿产勘查部署研究。二是加快推进全国地质工作统一规划,尽早出台矿产资源勘查规划,统筹安排公益性地质勘查与商业性地质勘查,正确引导找矿布局和结构调整,避免重复、分散现象。三是突出重点成矿区带、重点矿种,遴选重点勘查区域和项目,引导和调控矿产勘查布局;对有潜力的成矿区域,设立重大工程和项目,多学科、多工种集成作业,进行会战式综合勘查研究。四是强化探矿权采矿权登记发证和动态监测,合理布局勘查开采,支持重大勘查项目,严格制止边探边采,严查无证勘探开采。五是完善地质勘查行业标准规范,强化矿产资源勘查市场准人,加强业务指导和监督管理,合理部署找矿过程中的区域地质调查、区域物化探和普查、详查、勘探等工作。 三、地质勘查实例分析 某地,以往曾进行过大量的地质勘查工作,仅对浅部矿体予以验证,但是深部矿体的勘查资料很少。现将该区的地质特征介绍如下: (一)地层 地层自西向东自老而新呈走向NE、倾向SE、倾角70~300的单斜状展布。探矿工程揭露地层自老而新为奥陶系中统峰峰组(02f)、石炭系中统本溪组(C2b)、上统太原组(C3t)、二叠系下统山西组(Pls)。地表零星出露有二叠系下统下石盒子组(Plx),上统上石盒子皇且(P2s)、石千峰组(P2sh);三叠系下统刘家沟组(T11)、和尚沟组(Tlh);第三系及第四系松散层广泛出露。 (二)构造 区内构造以断裂为主,其中尤以高角度正断层较为发育,这类构造主要为北东向,并有多次继承和发展,在构造复合位置,是岩浆岩入侵的良好通道。 (三)岩浆岩 区域内中生代燕山期岩浆活动强烈,分布广泛,岩性以中性岩为主。根据已有地质勘查资料,岩浆岩侵入部位自古生界中奥陶统(02)至中生界三叠系(T)地层,产状呈多分枝的岩床状,形态复杂。岩浆岩是本区磁铁矿成矿母岩。 (四)磁异常 磁异常曲线规整圆滑,呈近似等轴状椭圆形态。以150y值圈定异常,其走向长6000m,宽5500m,以300y值圈定异常等磁力线,其走向长约3600m,宽3500m。由此看出。异常规模比较大。 (五)成矿条件分析 根据以上地质资料分析.本区具备邯邢式铁矿的基本成矿地质条件。矿区内浅部虽是煤系地层,其下则是奥陶系地层,北东向断层构造控制了岩浆岩的入侵及矿田的分布,经钻探验证,本区在深部揭露闪长岩,同时也见到了接触带和磁铁矿。综上所述,本区具备接触交代条件,奥陶系中统含膏角砾岩地层为岩浆的侵入提供了空间,对其接触交代起了催化作用,故而在该地层中有可能形成多层厚大矿体。 (六)以往地质工作 该区过去曾施工一钻孔,在孔深700多米处见有1m厚的磁铁矿,矿石品位较高,未继续进行深部及外围的勘查工作,以致于本工作区深部铁矿矿体的产状、厚度、延伸情况等缺乏详细的资料。 (七)勘查结果 根据地磁异常分析,有可能为一大的岩体引起,但是结合过去施工的钻探资料分析,该异常可能由一深部矿体引起,推测这个矿体埋深比较大,并且规模也较大。到底是矿体异常还是岩体异常。经过专家们的反复论证,也难以确定异常性质,不好下结论,因为除了浅部钻探资料和磁异常外,没有其它资料可以利用,最终决定验证一个钻孔。实际钻探成果反映也有1m左右的铁矿。为此判定该磁异常为一岩体异常。 (八)存在问题 如此,只用一个验证孔否定了该异常未免有些太草率,至少没能完全查明该异常。在如此大的异常中心只布置一个钻孔,毕竟也有它的局限性。若是利用其它物探手段如重力、电磁测深技术或激电中梯测量等进一步工作予以解释分析,结合已知的两个钻孔地层资料对比,定会收到事半功倍的效果。另外根据不同物探测量方法获得的异常,总体上具有良好的可比性、交互印证性和地质可解读性。 结语 总之,近年来随着科学技术的发展,还出现了不少勘查方面的新理论,因此我们应重视新理论、新技术、新方法的利用,同时结合以往多种勘查手段,以期提高矿床发现能力,取得显著的经济效益。 地质勘探方法论文:探讨地质勘探方法及施工时需要注意的问题 摘要:现代建筑工程地质勘探可以说是一项复杂、系统的工程技术活。本文主要从公路工程地质勘探的工作任务着手,分析了地质勘探工程所要研究的工作重点,以及常用的地质勘探方法,并探讨了施工过程中的地质勘探所应当注意的一些问题。 关键词:地质勘探;工程;公路;问题;方法 公路工程是现代技术工程,而地质勘探作为其中必不可少一项技术活,在公路建设中必不可少的要对各种地质因素加以考虑。总体来说,工程地质条件会因公路工程的建设而导致建筑结构因素失衡,至此会产生诸多地质作用,对公路工程建设和正常运作会带来不利影响。因此,公路施工也是一个长期复杂的工程,需要经历一系列过程,而各个环节的施工质量好坏都对项目起着至关重要的作用。 正常而言,公路工程中的土木工程往往占据工程建设总造价和总工期的30%―75%左右。作为公路工程的重要施工技术环节的组成部分,即地质勘测,它关系到路基、桥梁、隧道等的建筑结构安全。因此,对于地质勘探,在施工建设中我们要高度重视。也只有这样,才能使地质勘探具备现实意义与深远价值。 一、地质勘探的工作内容、任务研究重点 现代公路工程地质勘探的工作任务重点,或工作内容重点,就是指用现代技术理论及其各种手段,先要对实地进行调查、研究现场施工环境、地质条件。一般情况下,工程勘探的重点内容,包括以下几点:1、探查周围施工场所的地质条件,即沿公路施工路线对周围地形、地貌、地质结构等条件因素进行勘察。2、在现场施工路线的范畴内,结合工程所需的地质条件,落实明确的施工方案,同时要对可基本布线的区域内展开初步勘探。3、在定线范畴内的区域,包括沿路线内各路段的地质条件,进行定量与定性的综合评价。4、路线施工范畴已经明确后,进行测设、施工,并结合不同路段内的公路项目地质条件,对桥涵、路基等基本工程的建筑结构、项目施工类型、以及施工方案,提出相应实际可行的建议。 二、工程地质勘探方法及其施工原则 公路工程地质勘探的方法有许多,其中工程测绘、地质勘测、地质试验、地质阶段性长期观测等,值得说明的是,这些勘测方法都要能够保证要与公路基本项目建设的流程、工序相协调,并且勘探工程的技术资料要能够符合其施工各阶段的深度需求。另外,在勘测的方法方面,应当要保证在作业阶段能够合理、高效,根据施工路线、以及结合地质条件等,由点到面的深入,恰当运用遥感、地质调查、测绘、物探、钻探、原位测试,水文地质试验等方法,即全面深入、细化工作,为设计、施工提供第一手地质资料,同时视具体情节,合理运用新方法、新技术等。 三、地质勘探所应当注意的几点主要问题 (一)外业调查。在地质勘探外业调查过程中,应事先探查对应路线附近区域范畴内的周围环境、地质条件,并收集周围建筑物的相关建筑施工技术资料等,以便能够及时获取周围地层状况。 (二)工作量内容。对于布孔设置应当充分结合周围地形、地貌、以及地下管道、管线预埋情况等因素,钻孔一般布置在结构线外缘3―8m,钻探完成后必须进行回填封孔:首先,勘探点数量、包括其勘探间距要掌握好,具体依据要以设计方案的相应需求、技术资料为准,同时还要考虑工程地质水文地质条件、结构形式、基础深埋、基坑结构、降水要求等,并结合施工方法进行综合评价,最后确定下具体方案。初勘阶段勘探点间距一般为l00m―200m,并可根据地质条件复杂程度及设计需要确定;勘探孔深度初勘阶段,因地铁线路纵坡不稳定,勘探孔可适当加深,避免浪费勘探工作量。 控制钻孔的深度,应当结合现场施工区域内的施工区间以及辰战的埋深、给排水、地层设计要求与施工方案等情况确立出来,正常而言,可钻深度一般为六到十米。如,基岩地区在有风化带存在的情况下,应当以三米到五米为基本标准,但是其每个站、段必须要保证能够进入基低下一米到三米的钻孔;中等风化带环境下,应保证三到五米的钻孔。另外,要根据具体施工环节的具体情况,去认真推敲、考虑,制定出详细的勘探工作内容、任务书,其内容要涵盖工点名称、勘探目的、孔数、其具体结构位置、相应作业需求等;在兼做其他试验作业的勘探孔,要提前准备,避免施工作业工序脱节,造成试验漏项,进而导致工期耽误。 (三)外业管理与检查。在项目开展的外业管控阶段,对于作业工程的技术人员,要经常到现场展开检查,了解勘探进程,保障工程质量,确保作业情况能够与方案达成一致。在检查阶段中应当注意的几点问题主要有:钻孔结构作业方法、工艺等是否能够满足其技术标准;换径深度能否满足地层条件等,取样直径的要求是否又能够满足设计孔深的需求等;地层分层又是否能够按不同地层去控制回次进尺;区段内的地层深度是够合理,要仔细查看是否有漏层现象;是否按顺序排列好岩心等;能否做好日志、笔录;样品采取、保管与运送取样数量及位置是否符合技术要求,岩心采取率是否达到钻探质量标准规定的要求;是否按规定做好岩心样品的存放和保管,样品标签是否正确以及样品是否及时蜡封;及时做土工试验,样品保留时间不能太长;在土样运送过程中应采取保护措施,防止样品被人为及其他因素扰动。岩心照片每个钻孔钻探结束后都要进行岩心照相,岩心照片作为附件附在勘察资料中。另外,水文观测方面也非常重要,要在实际外业管理检查过程中,要看其水位是否稳定,能都达到测量需求。 结语: 总之,地质勘测工程是一项技术工程,作为其工程实施的主要载体岩土,其极易受到自然因素、以及外物条件影响,具备时空变异性,所以,在实际工程勘探作业中,尤其是外业管理检查中,也应当要格外注意。另外,除了做好各个环节所展开的相应作业,还要尽量保证作业的实际效果能够与技术资料相吻合,进而提升地质勘探的实际作业质量。 地质勘探方法论文:有关地质勘探中综合物探方法的应用分析 摘 要:随着社会的快速发展,物探技术已经被广泛的应用到地质资源勘查工作中。物探技术是地质科学中比较新的、相对活跃的、有重要价值的勘探办法,明显的提高了地质勘查的进度与质量,也提高了生产力,是地质勘查现代化水平的标志。 关键词:地质勘探;综合物探;技术 对于综合物探技术来说,现阶段的发展还有很大的提升空间,很多的工作人员都反映在应用的过程中,需要对其进行一定的改进,这并不是对技术持有否定的态度。而是地质勘测中的综合物探技术能够在应用的过程中,通过不同的方式达到不同的要求,现阶段的社会进程较快,我们需要根据实际的情况进行一定的改良,这样才能达到一个较为理想的效果。从现阶段的应用来看,效果还是比较积极的。本文就地质勘测中的综合物探技术应用进行一定的分析。 1 综合物探基本原理 对于地质勘测中的综合物探技术来说,在实际的应用中,很多的工作人员之所以没有得到理想的效果,原因之一在于不了解综合物探的基本原理。现阶段的众多工作人员和科研人员比较注重于实践,但是从客观的角度来说,理论对于技术而言具有很强的指导作用,而且实践工作也需要建立在一定的理论基础上,这样才能保证综合物探技术的有效应用。 2 信号数据采集 在地质勘测中的综合物探技术当中,要想在应用的过程中,达到一个较为理想的效果,就必须将信号数据采集工作有效的进行。从客观的角度来说,信号数据采集工作对综合物探技术的应用具有一定的决定性影响,这是一个非常重要的方面,在将来的工作中,必须将信号数据采集工作当做重点来对待。 2.1 测线布置 在信号数据采集工作方面,有很多的步骤,每一个步骤都关系到工作的效果。首要的工作就是测线布置。就目前的情况而言,测线布置方面的工作主要采用综合物探技术主要是为了能够准确地探测出表层土层的厚度,现场测线布置必须保证面波测点和折射波测点对应一致,便于信号数据的综合利用。由此可见,对于测线布置来说,需要采用针对性的技术。不得不承认,现阶段的技术较为全面,每一个环节的工作都能够应用不同的技术来解决,但是对于测线布置来说,必须采用针对性的技术来完成,这样才能保证工作的质量。其它技术远远不及综合物探技术的效果。 2.2 参数设计 对于任何一项技术来说,参数设计都是非常重要的工作。每一个参数对技术的应用都有很大的影响,在地质勘测中的综合物探技术当中,必须从多个方面谨慎的进行参数设计工作。有些工作人员认为,可以按照统一的标准进行参数设计,但实际的情况却不是这样。由于每一个地区的煤矿发展情况不一样,地区的开发情况也不一样,因此在应用综合物探技术的过程中,必须根据实际的情况进行参数设计工作。本文主要从以下几个方面进行阐述: 2.2.1 采集道数选择。在参数设计方面,采集道数的选择是一项较为基础的工作。有些工作人员对这项工作并不在意,虽然工作难度不高,但有很多的细节都需要注意,这样才能保证工作的效率和质量。从主观的角度来说,只有对基础性的工作进行一定的努力,才能在上层工作方面做出一定的成绩。本文认为,在实际的工作中,必须遵循一些严厉的要求,比方说要求测震仪具有多通道接受端口,一般为12 通道和24 通道。由于上覆土层厚度有可能较小,因此应在场形条件允许的情况下尽可能采用24 道信号数据采集,以保证足够的空间分辨率。由此可见,在采集道数选择方面的工作,必须要保证足够的空间分辨率,只有这样才能获得较大的发展。 2.2.2 激震方式选择。除了采集道数选择以外,还有一个非常重要的工作,就是激震方式的选择。我国在参数设计方面的工作之所以能够在各个发展阶段满足社会的需求,主要原因在于能够对参数设计的每一项工作都细致化的进行,不仅如此,还积极的进行深化和加强工作,有效的避免了一些漏洞和隐患的发生,从客观上和主观上将参数设计工作提升到了一个新的层次。对于参数设计而言,激震方式的选择是非常重要的,可以说对参数设计工作具有一定的决定性影响。就目前的发展情况而言,激震方式主要分为三种,3 种激震方式的最大勘探深度分别为:锤击震源的勘探深度可以达到20~30m;落重震源的勘探深度可以达到30~50m;炸药震源的勘探深度可以达到50~150m。激震点土质松软程度影响震源所能激发的频率,土质松软激发出的频率偏低,土质坚硬激发出的频率偏高。同时,激发频率与垫板尺寸有关,垫板尺寸越大,所能激发出的频率越大。在应用激震方式的过程中,必须结合具体的实际情况,这样才能得到一个较为理想的效果。有些地区在进行地质勘测的过程中,认为某一种激震方式能够获得较大的成功,而且综合来看,效果较好,因此在任何情况下都统一应用。这种方式是错误的。激震方式有三种,每一种都有自己的优势,我们需要结合地区的实际情况以及激震方式的优势来进行应用,从而达到一个理想的效果。 2.2.3 道间距选择。对于参数设计而言,除了上述两项以外,本文所要强调的另外一项就是道间距的选择。很多地区在进行地质勘测的过程中,虽然应用到了综合物探技术,但由于在一些细节方面做得不到位,导致结果并不精确,对地理事业的发展产生了一定的消极影响。道间距的选择就是一个非常重要的细节,由于我国的幅员比较辽阔,因此在应用综合物探技术的过程中,必须在一些细节方面进行足够的努力,有效的进行道间距的选择,能够让工作更加的完美,减少误差,同时可以增加精确度。从各个角度来说,道间距能够帮助综合物探技术更加有效的应用到地质勘测工作中。 3 信号分析与资料解释 3.1 信号数据的分析 在地质勘测工作中应用综合物探技术,必须进行信号数据分析工作,这样有助于技术的应用以及地质勘测工作的准确性,同时可以及时的发现问题和解决问题。在信号数据的分析工作中,最重要的就是工作过程,很多地区之所以没有获得较大的成就,主要原因就在于没有按照规定的过程进行信号数据的分析工作。经过科研人员和工作人员的不断总结与归纳,认为信号数据的分析工作主要有面波信号数据的分析和折射波信号数据的分析两方面的工作,而面波信号数据分析工作主要包括面波有效信号的提取,设置合理的时间窗在时域信号窗口提取有效面波信号数据;面波频散曲线的求取,根据有效面波时域信号求取面波基阶模态的频散曲线,进行深度转换,得到深度-波速曲线;利用空间相似性原理进行测点间数据插值,得到测线面波波速云图等方面的工作。 3.2 成果资料处理与解释 在成果资料与解释方面的工作中,需要在折射波的结果处理以及土石分层界限方面的工作进行一定的努力,这些工作都是成果资料与解释方面的重点工作,必须要谨慎的进行。 4 结束语 本文对地质勘测中的综合物探技术进行了一定的应用分析,从现有的成果来看,很多地区都在综合物探技术的应用方面,取得了较为积极的效果,并且呈现出了很强的朝阳趋势。相信在将来的发展中,还会有一个更大的成就。 作者简介:赵洪涛(1970-),男,汉族,河南荥阳人,河南省地矿局测绘地理信息院管线分院副院长,研究方向:城市地下管线探测。 地质勘探方法论文:关于煤炭地质勘探方法的解析 摘 要:为了满足我国现阶段煤炭地质勘探工作的需要,进行煤炭竞争力模块的分析是必要的,这需要进行经济性安全模块的分析,保证高效采煤体系的健全,更有利于现阶段煤矿工作的开展。这就需要进行科学化的应用方法的优化,解决其发展过程中的问题。 关键词:煤炭工业;存在问题;总结探究;地质勘探 1 煤炭资源综合勘探模块的分析 1.1 为了满足现阶段煤炭资源综合勘查工作的需要,进行其地质模块、地形模块、物性等条件的分析是必要的,从而进行合理性的勘探手段的应用,保证各项工程的良好布置,从而更好的进行工程施工顺序的控制,进行各种地质信息的掌握,这离不开良好的地质质量报告的应用,保证煤炭资源综合勘探体系的健全,通过对遥感扫面、钻探技术及其相关技术的分析,进行工作部署模块的优化。这需要实现相关勘探区的地震控制断层模块的优化,进行相关褶皱及其异常体发育模块的分析,进行钻探结合模块的应用,保证地质勘探结果的优化,进行煤层变化的深入分析及其控制。通过对测井资料、钻探模块等进行综合性的研究、探究,更有利于进行地质勘探结果的分析,保证其小断层或者其他小断点的控制,保证煤层的底板等高线等的控制。 在当下工作模块中,进行岩芯钻探模块的优化是必要的,这是现阶段煤炭资源勘探工作的重要模块,通过对综合勘探方法的优化,更有利于实现钻探工作量的控制,保证新技术革命等的应用,保证自动化程度、操作灵活性等的控制,保证机械效率的优化,从而提升其综合应用程度,比如进行绳索取芯技术的应用,进行内套管结构的优化。以绳索提出内套管的方式,将钻进中收集到内套管的岩芯提取到地面后取出。使用该技术,能够大大减少工人劳动强度,提高效率、提高各项经济技术指标。该技术在煤田地质系统推广已有数年的历史,今后还将继续推广普及,并逐步解决推广应用中出现的技术问题,完善该项技术。 1.2 在现阶段参数探测技术控制模块中,进行钻探施工体系的健全是必要的,这需要进行钻进特征的分析,进行工人的良好控制,从而针对钻进状态等展开分析,进行合理化的措施的应用,进行操作的调整。该技术的应用需要进行标准化的操作控制,保证科技攻关模块及其对外技术模块的优化。这就需要进行先进性的钻进参数探测系统的应用,保证煤矿企业系统体系的健全。这也需要进行各传感仪的应用,保证钻进参数的控制,保证钻进进尺速度、旋转速度等的优化,更好的满足当下钻井工作的需要。钻进参数探测系统正在被越来越多的煤矿企业应用,因为它可以通过各传感仪实时掌握到下列钻进参数:钻杆旋转速度、钻进进尺速度、钻杆扭矩、钻进压力、进水量、返水量、泵压、孔深、泥浆粘度、密度和pH值等。钻工依据这些参数,可及时、准确地调整操作。这可大大降低工人劳动强度,提高钻进质量和工作效率。 在现阶段数字地震勘探模块中,进行数字化工作的优化是必要的,这需要进行数字化的处理,保证其地震勘探效果的优化,这需要进行数据采集体系的健全,保证相关井深及其准确点位的控制,进行数据处理模块的优化,更好的进行高频信号的优化。这需要引起相关人员的重视,保证其井深的控制,进行准确点位的优化。这需要保证子波长度压缩模块及其叠加模块的优化,实现高频信号体系的健全。使得小型煤田构造和异常清晰的显出。从1985年开始至今,高分辨率数字地震勘探技术在地质综合勘探和地震补充勘探实践中得到不断完善和发展。通过地震补充勘探,查明规模较小的断层、褶皱及其他异常体,以使得设计部门能够及时优化、修改设计,包括:改变开拓方案,调整井筒位置和生产能力;修改采区设计,如工作面位置、走向及长度;修改主要巷道位置,调整矿井边界等。 在现阶段矿井高速高质量工作模块中,进行地质资料的分析是必要的,从而保证经济损失等的控制,这需要进行技术模块的优化,实现当下煤矿体系的健全,保证煤矿工作的有效开展。这就需要进行地震补充勘探模块及其采区地震模块的优化,实现其综合运作效益的提升,这需要引起相关人员的重视。近年来,随着用户要求的逐渐提高和大容量高速计算机的发展,使人们能够对海量的地震勘探数据进行处理,这才使得三维地震勘探技术得以提出和飞速发展。三维地震勘探技术能够将探测小构造的程度大大提高。 1.3 在当下工作模块中,进行三维方法的应用是必要的,从而满足现阶段矿井地区的工作需要,保证三维地震勘探工作的良好开展,保证三维地震勘探技术体系的健全,保证对主频波的应用,进行更小断层的应用,进行地震勘探技术体系的健全,保证山区地震勘探方法的更新,保证勘探方法的更新。这也需要进行煤炭生产及其管理体系的应用,保证现阶段煤炭工作的良好开展,从而提升其应用效益。三维地震勘探由于工作量大、成本高、技术成熟度低等因素,近几年已经通过推广体积解释技术、深度域代替时间域、模型技术的广泛使用、约束反演的使用、山区三维地震问题的解决、纵横波联合勘探的推进、多道三维地震勘探技术的开发、现场实时处理的应用等一系列方法和手段,得到逐步完善和发展,进一步提高了精度、降低成本、提高工作效率、最大限度满足用户的需求。 2 测井勘查技术模块的优化 2.1 为了更好的进行测井勘查方案的控制,进行各种高密度电法勘探方法的应用是必要的,从而满足当下勘探工作的需要,保证地质勘探体系的健全,保证一系列的资源的良好应用实现其综合效益的提升。针对一系列的复杂资源的勘探领域展开控制,实现其综合方案的优化。测井勘查技术:采用电、声、核系列物理参数测井,水文测井及煤层气测井等技术。可精确为煤层定厚、定深;非煤系地层定厚、定深。常应用于煤岩层定性、定深、定厚;煤岩层力学性质分析,煤层炭灰水分析,煤层沙泥、水分析等。 在现阶段工作模块中,进行煤炭遥感技术的应用是必要的,这需要进行空间遥感的应用,保证每天地质及其煤炭工业体系的健全,保证其技术的更新,这需要保证其快速性、整体性、客观性等,从而满足当下计算机工作的需要,积极做好相关的煤矿区水资源调查工作,保证煤炭资源体系的健全,保证其调查的良好性,这就需要进行煤炭资源勘探体系的健全。这就需要进行遥感找煤形式的优化。遥感是通过空间传感器接受地面目标反射、散射外来电磁波或者目标自身发射的电磁波而获得目标物理参数的技术方法。遥感技术彻底改变了地球科学中传统的点测量状况, 从像元到像元获取地物信息,进而发展为三维立体测量,这一信息获取方式的改变对地质找矿有重要的促进作用。遥感找煤是以煤炭遥感理论为基础,成矿理论为指导,采用遥感手段对找煤标志。 2.2 在当下煤炭遥感技术应用过程中,进行计算机技术的应用是必要的,比如进行煤炭地质模块及其资源调查信息系统的应用,实现环境检测信息系统的优化,保证煤矿区的水资源调查信息模块的优化,保证现代化信息产品的应用,保证煤炭工业的可持续发展,为其提供良好的决策。这需要引起相关人员的重视。 煤炭地质勘探是一项多学科的综合性科技工作, 它不仅仅是探明煤炭资源储量和开采技术条件, 而且还应为煤炭资源的综合利用、合理利用提供充分的依据。目前我国煤田地质勘探技术与世界先进技术相比尚存在较大差距。因此,必须把握时机,加快我国煤田地质勘探技术的发展。 3 结束语 煤炭勘察工作的开展,是一个循序渐进的过程,这需要引起相关人员的重视,做好地质勘探的相关工作,满足工作需要。 地质勘探方法论文:对地质勘探工程中测量方法的问题解析 【摘要】随着科学技术的不断发展,建筑行业中的测绘技术与测绘使用的仪器设备也得到进一步发展,在地质勘探工程中所使用的测量方法,已经成为测量行业的重点关注问题。就目前的地质勘探工程测量技术而言,已经步入一个全新的发展阶段,这预示着我国地质勘探工程技术实现了成功的技术变革,本文就对测量方法的问题进行解析。 【关键词】地质勘测工程;测量方法;问题解析 引言 以往在地质勘探中所使用的工程测量方法主要有经纬度测量仪、光电测距离仪器、水准仪器以及单纯依靠手工操作的计算方法,而现在所使用的地质勘探技术是依靠计算机软件操作的使用全站仪、电子水准仪、GPS相互帮助工作,已经形成了比较成熟的计算机软件系统,以信息化计算机计算方式的工作方法是目前在测绘行业中一次成功的变革,本文作者从多年的工作经验中总结出,对于现在所使用的地质勘探工程测量方法进行比较。 1、对于地质勘探工程中测量介绍 工程测量中地质勘探主要包括:地质填图测量、坑探工程测量、钻探工程测量 、地质剖面测量,包括勘探区平面、高程控制测量,勘探区地形图测绘和地质勘探工程测量。地质勘探工程测量主要工作是布测勘探基线、勘探线,测量勘探线剖面,测量定位勘探线基点、端点、探槽、探井、坑口、取样钻孔、地质点,以及勘探坑道及竖井联系测量等。勘探工程测量需提交矿区地形图、剖面图、勘探工程点位布置图、点位坐标高程及控制资料等。 2、如何建立地质勘探工程测量控制网 2.1什么是控制测量 如何在地质勘察工程中进行上面的测量工作,是需要综合需要进行勘探的地区内的交通情况、自然以及地理方面的现实形态、自然界的水文以及气候特征在实行勘探的地区进行勘测测量控制布网。而所使用的工程方法要能够依据现实勘测面积发小、勘探网密度的高低、地貌形态等工程方法的应用,基于这样的方法之上使用线形锁、测绘交汇等方法进行进一步加密的工作方式。 上面介绍的工程测量方法,先介绍的方法是具有消耗较多时间,在人力消耗方面也比较多为特点的,所能够应用的观测方面的数据,也主要以手工的记录方法为主,在计算整理工作中多是比较复杂的,也是容易出现误差。而后面的方法是具有节省时间和减少人力消耗的特点,观测方面的数据是以自动进行记录为主要特点,这样可以有效的降低误差产生,在计算方面需要借助电脑软件进行,不仅快速而且非常方便,既能直观的读出数值又能保证数字真确真实。 2.2在地质勘探工程测量需要参照的规范及标准介绍 依据专业特性,原来大多执行中华人民共和国地质矿产部批准,1990-01-01实施的《地质矿产勘查测量规范》。现在还须执行《全球卫星定位系统(GPS)测量规范》。 3、就勘探区所应用的地形测绘技术介绍 以往在勘探区的地形状态应用的测绘技术大多是一些实际测量方法,这些方法在操作过程中是需要受到测量的距离远近以及在实际绘制条件制约的,由于操作人的目测距离受到的制约因素很多,这些器具又比较沉重,增加了测量人员每天的工作强度,在测量工作之中的人员涉及较多,也必须依靠分组的方式,大家以组的方式集中工作,单纯依靠手工的方式工作使工作效率难以提升。而目前在勘探区所使用的方法是截然不同的,是应用动态的GPS与全站仪相互结合的工作方法实现测量,其中全站仪是一种依靠数字化工作机器,以一站式的工作方法完成在数据的定位以及数据存放等工作程序,目前在工程测量中已经得到了广泛的使用。而PTK与全站仪能够将信息中全部的记录碎点信息,并且能够在测量中制成详细的草图样,在勘探地区就能够以数据方式传输到电脑上,参照草图应用地形图制成软件最后形成图。而GPS采集过程只需要较少的工作人员进行,并不需要进行测站与碎部点之间通视。全站仪的工作制需要在一个比较广阔的工作地址进行,这样可以实现在测量方法的优点相互互补,共同提升工作效率,而PTK与全站仪的工作记录数据形式可以实现立体数据记录形式,这样避免人为的误差影响数据的客观性,减少能够形成的误差情况,满足测量中对于数据真实以及精准方面的要求。 4、就勘探区进行地质勘探工程测量方法介绍 4.1地质工程测量方法中的勘探基线基点布测测量 常规进行勘探基线、基点布测时,根据确定好了的起点,埋设标石,用经纬仪根据控制点联测起点坐标,再在起点上架设经纬仪设置勘探基线方位角,从而在实地设置出勘探方向线,布测基线长度并测出另一端点坐标。还可采用经纬仪照准另一端点定向,按设计长度用红外测距量测出各基点位置,为了点位准确,常用正倒镜法设置方向线取中点定向, 精确测距定出点位,埋设标石。而现在多用动态GPS测出起点坐标,利用起点坐标、勘探线方位角和基线长度,计算出另一基线端点坐标,再根据点放样或线放样的方法在实地确定出另一端点点位,埋石设置标石。勘探基线上的基点,也可用GPS动态采用线放样法精确施测,按基点到起点距离,确定各基点的位置并埋设标石。或者使用全站仪按上述经纬仪方法布测。 4.2地质工程测量方法中的勘探线剖面测量 在地质勘探工程测量中,因为勘探线剖面必须要垂直于基线,基线端点要进行放样埋石、剖面测量,再从基点开始向两边施测。以前使用经纬仪与全站仪测量方法一样,只是手工记录计算后,再绘于图上。现在用全站仪测量时,仪器架在基点,用基线定向旋转90度即剖面线方向,沿线测量剖面到设计端点。全站仪可全信息记录与起点的里程和高程,测量过程中同时画出详细草图,剖面端点埋石并和控制网联测,野外结束后把数据文件传到电脑,根据草图用成图软件编绘成剖面图。 4.3地质工程测量方法中的地质填图测量 地质填图用地形图作底图,将地质点测绘到地形图上据其描绘岩层和矿体界线,并填绘地层符号。测定地质点以前一般采用经纬仪测碎部点的测绘方法,也可采用图解交会法,布设控制点较繁琐;如比例尺相对较小地质人员也可使用罗盘和目测法标定。现在基本采用PTK测绘,简洁方便,如比例尺相对较小直接使用手持GPS测定并自动记录,进而转汇到地形地质图上。在地质勘探工程测量中,这两种设备取长补短,解决了过去利用常规方法测量时间长、野外工作量大等难题,节省了人力物力财力的投入。 4.4地质工程测量方法中的钻孔探槽端点的测量 在进行地质勘探工程测量的工作中,钻孔和探槽有的是,在勘探时已经重新布设了;也有的是,在矿区普查和详查时布设的。 结束语 应用科学的技术手段不断促进测量仪器的更新,以及测量方法的不断前进,这是将科学技术手段与地质勘探工程工作更好的相互结合,也是为地质勘探工作更好的服务。以往单纯依靠人工的工作方法已经被科学化的工作方式所替代,这不仅节约了勘探区工作人员的数量,同时减少人力方面的消耗,有效减少经济与物质方面的支出,在保证数据更具有真实性以及精准性的基础上实现了工作效率的提升,缩减了工作成本,实现工作中的最大的工作成绩。利用科学化的工作方法实现地质勘探工程中测量方法的变化,不仅预示着地质勘探工作的技术变革,同时也实现测量方法科学化,科学化的工作方法扩大应用,是在地质勘探工程工作中一次技术变革。 地质勘探方法论文:浅谈煤矿地质勘探的方法与技术 【摘要】煤矿地质勘探又称煤炭资源地质勘探,是寻找和查明煤炭资源的地质工作。其目的是寻找煤矿床、圈定煤炭储量,为煤矿设计、建设提供科学依据。地质勘探是运用地质科学和技术来分析、研究、探测煤矿床。其目的是为煤矿设计、建设和生产提供可靠的地质资料,保证煤炭资源合理、顺利开发。其主要任务是运用各种地质理论、选择相应的技术手段和工作方法,查明地层、地质构造、煤层、煤质、储量及开采技术条件等因素,正确评价煤矿床及与含煤岩系伴生和共生的其它有益矿产。 【关键词】煤矿 地质勘探 方法 技术 一、勘探方法 (1)地质填图法。地质填图法是运用地质理论和有关方法,全面系统地进行综合性的地质矿产调查和研究,查明工作区内的地层、岩石、构造与矿产的基本地质特征,研究成矿规律和各种找矿信息进行找矿。 (2)砾石找矿法。砾石找矿法是根据矿体露头被风化后所产生的矿砾(或与矿化有关的岩石砾岩),在重力、水流、冰川的搬运下,其散布的范围大于矿床的范围,利用这种原理,沿山坡、水系或冰川活动地带研究和追索矿砾,进而寻找矿床的方法。 (3)重砂找矿方法。重砂找矿方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象,以实现追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法。 二、发展和作用 (1)技术发展。勘探技术的发展为地质业的进步发展提供了便利,随着经济技术的不断普及,我国煤矿的地质勘探技术也在不断发展。新中国成立之初,我国煤矿中大约只有20人是技术人员和500来名钻探工作者。随着人们对技术和科学理解的不断加深,煤矿业发展到现在已有大约12万人从事地质勘探工作,为煤矿业的发展做出了巨大贡献。煤矿业的勘探技术不仅涉及钻探、物探、水文地质、工程地质、航空测量还涉及煤质化验和古生物的鉴定等。这些技术的应用使得资料采集与处理、综合解释与分析、方法理论等工作有了可行的依据,同时这些技术岩层定性、矿山矿井地质、煤层气评价、水资源勘察等方面也发挥着重要作用。 (2)重要作用。地质勘探技术能够很好地帮助煤矿企业掌握井下煤田的地质构造,在预防事故发生方面起着举足轻重的作用。 首先,煤矿地质勘探技术在瓦斯治理方面的作用。瓦斯一词是煤矿事故中出现频率最高的一词,很多事故的发生都与它有直接或间接关系,所以它号称是煤矿的第一号杀手。瓦斯与上下顶底板岩层的岩性、含水性、周围断层等都有很大的关系。只有探明井下的地质构造,提前采取预防措施,才能减少煤矿事故的发生。 其次,煤矿地质勘探技术在水害防治方面的作用。采用煤矿地质勘探技术可以对煤田地下文层的奥灰含水层的富水性和水压进行正确的探测,进而可以避免由于煤层底板隔水层太薄在受到内张力的情况下会断裂的损失,经过勘测在地质构造比较的危险的地方提前采取预防措施,就可以在很大程度上避免矿井突水事故的发生。 再次,煤矿地质勘探技术在顶底板施工防治方面的作用。煤矿开采过程顶板事故也是其中一个常见的事故。造成这项事故的原因是:地质构造的影响、工艺落后、生产工序不符合实际、工人素质差等,但是最主要的原因是与地质条件和地质构造有关。 三、勘探技术 (1)地震勘探技术。地震勘探技术就是利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测大地对人工激发地震波的影响,进而推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探技术主要是应用地震波在向下传播时,遇到介质性质不同的岩层分界面,地震波发生反射,地面根据反射回来的信号来确定震源特性、检波点的位置,进而根据这些记录来推断岩层的性质和结构。地震勘探技术在煤田和工程地质勘察、区域地质研究方面有着广泛的应用。在煤田浅部,一般是不超过800m的范围,地震勘探技术可以被直接采用,在煤田深部,就必须采用矿井地震勘探技术。 (2)地质雷达勘探技术。地质雷达勘探技术就是基于低下介质的电阻率、介电常数等参数的差异,利用高频电磁脉冲波的发射,来探测目标地质情况的一种物理方法。这种方法采用了先进色雷达技术可以清楚地探测到一定范围内岩石、空洞、水体等的分布和岩性变化情况,从而精确地确定井区的水、岩分布情况,为煤矿的开采提供很重要的资料。 (3)高密度电阻率法。高密度电阻率法是以岩土介质的导电性为基础,通过观测和研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律来达到找矿或解决地质问题的目的。高密度电阻率法有很多工作方法,它是最新发展并推广的新技术。较之常规电阻率法它有很多优点主要是:测点密度大、多极距和多装置形式,并且可以通过求取不同比值参数从而突出异常信息的特点。 (4)矿井瞬变电磁技术。矿井瞬变电磁技术也被称为矿井瞬变电磁法它是一种非接触类的探测技术,属于时间电磁法。这种方法在工作时,发射和接受回线边长依据采掘空间断面的大小选择,能够加大发射功率和接收回线匝数增加二次信号的强度,进而可以增大瞬变电磁法的顺层。这种方法也是新发展起来的勘探技术,它有广阔的应用空间。 (5)无线电波透视技术。无线电波透视技术又被称为坑透法,它是通过地下质体发射高频无线电波,可以通过观测电磁波在传播过程中场强的衰减情况,以此来确定地质异常体的位置和形态。这种技术是从国外的勘探技术中引进来,在我国的发展时间还不长,一些相关技术不太成熟,有待进一步的研究和发展。 四、结语 地质因素是影响煤矿开采的主要因素,但是地质结构是复杂的不容易被充分得知的,这就需要借助于一定的技术,煤矿勘探技术为煤矿进行地质勘探提供便利,它是一项很实用的技术无论对瓦斯灾害的防治、矿井水害防治方面还是在顶底板事故预防方面都起着举足轻重的作用,所以在实际应用中应该根据不同的情况采用不同的具体技术,从而进行科学的勘探为煤矿进行安全生产提供保障。煤矿开采地质勘探技术的发展方向是将地球物理方法、基础地质勘探手段与地理信息系统技术进行有机结合。利用三维地震、瞬变电磁、矿井物探、地面钻探和井巷工程等多元数据,查明采区内断层分布、煤层埋藏深度与厚度、岩溶裂隙发育带的分布和隔水层厚度等。利用地理信息系统作为平台建立矿井多元信息集成系统,把三维地震、瞬变电磁、矿井物探、构造地质、水文地质等多元信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型,实现地质资料的信息化、数字化和可视化,为开采地质条件的快速评价、生产地质工作的动态管理、突发性地质灾害应变对策的制定提供技术支撑。 地质勘探方法论文:地质勘探中综合物探方法的应用探究 摘要:近年来,综合物探方法在地质勘探中的应用越来越多,本文作者结合多年金矿工作经验,对综合物探技术、特点、几种常用的物探方法及发展前景进行了分析论述,仅供同行参考。 关键词:物探方法;地质勘查;应用 1、 物探方法的特点分析 1.1 探测深度不大 地质勘探中用到的物探技术大多只能勘查地表浅层,且勘查深度较小,一般只停留在几十米位置,最大勘查深度不会超过百米。这是地质勘探中物探技术具有的第一大特点。 1.2 探测精度越来越高 从我国目前的情形来看,物探技术水平随着科技技术的进步而不断提高,国内市场上现有的多种物探设备精度越来越高,连带着物探技术也越来越精湛,越来越能满足现代工程地质勘探的探测要求。物探技术的精度不仅体现在技术先进性上,还体现在探测标准上,工程地质勘探要求,使用物探技术进行地质勘探时,实际勘探深度与平面位置之间的误差必须控制在厘米,防止误差过大。 1.3 勘探作业的半径较小 物探方法在工程地质勘探中承担着多项工作,既要负责对工程地质进行勘查,又要负责地质条件测试与分析,还包括多种其他同类工作。工程地质勘探要求所有物探工作在十几天内全部完成,同时确保工作完成后地质勘探精度和勘查有效性,以免引发不必要的质量问题。在一些抢险项目中,地质勘探工作精确完成的时间更短,仅仅只有几个小时,这一明显特点是物探地质勘探主要优势,也是其工作实践中遇到的最大难题。 2、 综合物探技术的概述 2.1 瞬变电磁法 以接地导线或者不接地回线为场源,通过激励探测目的物感生到二次电流,并在脉冲间隙对二次场随时间变化的响应进行测量。比如,借助瞬变电磁法对矿区积水采空区进行探测就能够取得较好的地质效果。相关分析还揭示,如果煤层采空区不塌陷、不含水时,会引起高电阻率值的电性反映。在这种情况下,那些保存完好的地层电阻率就会出现走低的情况。 倘若煤层采空区没有塌陷,并且充填了泥砂或者其它较软杂质,即其中有一定规模的填充物,将引起相对低电阻率值的电性反映。 在这种情况下,保存完好的地层电阻率将会处于较高的水平。 相反,倘若煤层采空区塌陷出现含水情况时,将会引起低电阻率值的电性反映。 2.2 地震 CT 法 该方法又称为地震层析成像方法。 其原理是借助地震波走势或者地震波场观测数据,完成对介质的反演,以此获取探测区域内部介质的波速和慢度以及密度或者衰减速系数等参数。 这样做的目的在于能够充分识别探测区域的内部结构。更为重要的是,因为物探多解性和单一物探方法的局限性要求,只有将不同物探方法联合起来进行勘探,才能取得更为理想的效果,并且这将逐渐发展成为今后煤矿采空区勘测的主要手段。 2.3 可控源音频大地电磁法探测法 它是以有限长接地导线为场源,在距偶极中心的一定距离内同时对电、磁场等参数进行观测。 这种电磁测深方法依照电磁波的趋肤效应理论进行。 如果地表电阻率处于固定状态,电磁波的传播深度和频率就会呈现出反比的情况,即高频时探测深度浅,相反探测深度深。 因此,能够借助改变发射频率对探测深度加以调整,以此达到频率测深的特定目的。 从这个角度讲,可控源音频大地电磁法探测和普通电法勘探相比,拥有一些明显优势。 即可控源音频大地电磁法更加轻便和快捷,不但探测面积大,勘探深度大,而且在工作效率方面也表现出较高的性能,具有不受地形影响,可以穿透高阻覆盖层等特征,在寻找含水地层等方面有明显的效果。 2.4 浅层地震法 在正常情况下,煤层和顶底板岩层之间会形成明显的波阻抗差异。如果煤层厚度超过 K/4 时,它的顶板反射波同相轴就会表现出负相位,相反底板反射波同相轴会表现出正相位,而其波组特征会相应地表现出同相轴连续和稳定的特征,并且能量相对强。 而倘若煤层被采空之后,就会出现以下两种不同的情况:一种是采空后未出现塌陷情况,一种是采空后出现了塌陷,此时的反射波会在频率、振幅和相位、时间等参数上表现出异常情况。 由 震源激发而产生的地震波,可以沿着地下介质进行传播,由此会产生反射和折射以及绕射等物理情况。 因此,可借助仪器接收含有反映地层结构与岩性等地质信息的地震波,可以对采集到的数据进行复杂的处理运算,同时,可以综合其它的地质与物化探资料完成合理、科学的推断与解释。 然后,以此为基础,最大限度地解决工程与水文勘探中所涉及的地质问题,为地面的房屋、道路、桥梁、铁路设计等提供帮助。 3、 地质勘探中综合物探方法的应用分析 现代工程地质勘探作业中,常用的物探方法主要有三种,即电法、电剖面法以及地震勘探法。这三种方法应用到工程实践中,都能获得较好的应用效果,实现工程地质精确勘查。下面介绍以上三种物探方法在地质勘探工作中的实际应用情况。 3.1 电法测探的应用 电法,也作电法测探,通过相应设备从观测点深入到地下,并通过电阻率观察变化情况的一种探测方法。正因为这一方法能够对岩层的分布情况以及变化情况深入研究,因此受到人们的广泛关注。近年来,高密度的电阻率法得到了广泛发展,这一方法一般是将地质结构进行有效的划分后对其进行探测。 3.2 电剖面法 电剖面法与电法的原理相类似,实际应用时都需要借助此采电设备,依靠采电设备来探测被测对象的地下岩层情况。该方法同样是工程地质勘察技术的厂常用探测技术之一。电剖面法可以与上述电测探法相互结合,可以对岩层的变化规律以及断裂带的分布情况进行详细的探测。我们还将该方法分为四极法与联合剖面法。一般情况下,电剖面法是对沉积岩进行探测,要想保证点发工作的质量,首先我们要对岩层电性的差异进行深入研究,了解电性差异的变化情况,可以采用电阻率法进行分析,了解要岩层的含水情况以及各种状态。如果岩石中的含水情况呈现分散的状态,这就说明电阻率对其影响过小,如果含水情况呈现较为集中的状态,那么就会极大的降低岩层中的电阻率。 3.3 地震勘探的应用 地震勘探主要有反射波法及折射波法。主要原理是根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测,确定地下反射面深度及构造性质。地震勘探相比其它物探方法,具有精度高的优点,但是,成本相对会比较高。我们所看到的物探剖面是一种经过校正后并赋以地质内涵反射波时间剖面。浅层折射法在覆盖层探测中具有技术优势,在隐伏构造、空洞以及考古探查中也有成功应用,但是该方法受施工场地影响明显。 4、 物探方法在地质勘探中的发展前景 国内现有的地质勘探物探技术种类很多,且大部分技术都发展成熟,具备了一定的技术先进性,这是社会经济发展以及科技进步下的必然趋势,未来地质勘探中应用到的物探技术水平势必会更高,精度与可行性也会更好。笔者认为,未来物探技术的发展方向主要有两个,一是技术发展,各种先进性探测理念、探测技术会被不断引进,如多波理论、电磁波谱、地震映像法、高密度电阻法等,都会被依次引入和应用,为工程地质勘探工作的开展提供更为有力的技术保障;二是物探仪器设备会不断更新,设备性能会不断完善,如防潮、防尘、防震等。科技的进步会推动物探技术、物探设备朝着更加光明的方向发展,最终实现工程地质勘探物探技术的可持续性发展。 结束语 综上所述,物探方法是地质勘探工作中必须用到的勘查手段与技术,在地质勘察中发挥着不可替代的作用。考虑到国内现有的物探方法种类很多,本文例举了其中三种,并重点分析了这三种常用物探技术在金矿勘探中的应用,展望了物探方法的未来应用与发展前景,得出了一系列相关结论,希望能为同行工作者提供帮助与参考。
地质构造论文:针对地质构造及矿床形成的研究 摘要 随着地球资源的不断开采、利用,矿业技术已逐步成熟,人们也越来越关注有关地质构造方面的问题,为使人们更加清晰地学习有关这方面的知识,本文分析探讨了一些区域地质构造成矿的问题,并对影响成矿系统的发生和有关保存的因素进行了研究并提出了一些自己的观点,希望都够对相关研究人员提供一些帮助。 关键词地质构造;矿床;研究 在地质的研究中,最重要的就是研究构造,构造可以控制矿床的形成,并且在矿床存在的时候,构造有时候还会影响矿床的保护和破坏。地质构造在一定程度上可以进行分类,将它的层次和级别进行划分,最小的地质构造可以称之为显微构造,大的可以达到全球构造,成矿的范围也受到它们的控制,研究价值也各不相同。 1.构造成矿研究简史 随着人类文明的发展,人们在很早以前就已经了解到矿体和构造有关,在一些文献的记载中,各个国家古代的一些采矿大多是有迹可循的,它们的轨迹一般是沿着断层和一些缝隙。在科技的不断进步下,在矿业的不断发展下,地质构造中单个形态的几何学描述已经不足以满足人们,为了更好地进行采矿,人们越来越喜欢研究地质构造的全方位特点,研究方向延伸到各个层次、各个尺度、各个方位等等,这样的研究使得人们对构造以及矿床形成有了更深的理解。 2.矿床地质研究的进展 1)全球构造与成矿作用。科学界对成矿的研究只要集中在构造上,因此,全球构造和构造的演化也成了研究的重点问题,它对于成矿作用和矿床形成具有很高的要求和控制,也能很好地帮助我们进行矿床的定位,在之前的理论研究中,板块偏移理论对全球的构造学研究都造成了巨大的影响,也是目前地质研究中最热门的话题,在有关地学的领域中流传甚广,尤其这个理论在矿床地质学领域的影响更是巨大的。在这种理论提出之后,矿床研究的重点方向就是板块构造和成矿作用的关系,以及超大陆板块裂解和成矿作用之间的关系,在各种构造背景的研究下,人们对地质构造的了解正在不断深入,裂谷带、碰撞带、转换带等地质构造也让人们的眼界大开,最终也是得出了一系列的结论,如:金属矿床的产生大多都要伴随着这些地形,在大陆边缘这种现象尤其明显,这是因为有钙碱性岩浆的训在,使得热流体作用产生了极大的影响,使得金属矿床产生在这种环境下。 现代矿床地质的另一个研究,是在空间和时间上进行研究,研究者将地质构造的演化过程进行推演并根据这个研究矿床的形成所需要的环境,将矿床地质研究融入到全球地质构造的变化中去,这也是目前研究的一个热点和进步点。在最近的研究中,人们已经不仅仅局限于研究单个的矿床构造,矿物学家将矿床的研究模式应用到地壳剖面上,将矿床在地壳剖面上的分布情况进行了统筹和分析,研究和分析范围比以前要大了不少,与此同时研究难度也相对来讲变得大了。如:在进行太古宙晚期岩浆时,将演化历史进行了进一步的分析,发现金的成矿也是一种演化的表现形式――岩浆和热在地壳中的变化。 2)超大型矿床研究。在对矿床的一些研究中可以发现,地球上的矿床基本以大型和超大型矿床存在,如果从数值上看,大约占到了70%~90%,这是非常庞大的比重,并且在一定程度上,只有大型和超大型的矿床才能有机会成为国家级的,成为稳定的金属生产基地,因此,大型和超大型的矿床就成为了研究和发掘的重点,大型和超大型的矿床的寻找也成为了目前研究的意义所在。我们都知道,大型和超大型矿床是大量金属物和成矿物质的堆积,并且满足一定的条件。因此,这种条件和矿床的形成背景是目前地质学家研究的重点。近几年来,人们对与岩浆有关的成矿作用的研究也逐步提高,在最近的陆松年的理论中,对成矿作用提出了新的想法,认为下层变质结晶基底本身特点和演化发挥了巨大的作用,才使得金矿床击在那三个地区形成,并且在一定程度上,下层变质基底中初始地壳金丰度会制约金矿的形成,在金矿密集的区域起到了很明显的作用,因此,在矿床形成的过程中,有一些必然的因素必须要满足,比如大地构造要对矿床的形成有利、区域的背景要符合要求、周围的岩石和物理化学环境要适合矿床产生、地质地壳的移动叠加等等,只有满足了这些条件,大型和超大型金属矿床才会产生。 3)研究成矿作用的新思想。在国内外的矿床学研究领域中,地质学家们越来越倾向于研究成矿模式,而其中研究最为广的当属剪切带成矿模式,国内外很多地质学家都一致认为,剪切带能够有效地反映出全球各类金矿床的定位,并且其本身也是金属矿床形成、发展和富集的整体,矿床的韧性到脆性的演化也包含在剪切带里,剪切带构造不仅仅是影响控矿的一种因素,还是一种机制,一种重要的成矿机制,因此,剪切带的成矿模式方面的研究就有了很大的进步和发展。另外,一种新概念的产生和推广,即含金剪切带成矿机制,对我国的剪切带金属矿床的寻找和研究起到了很大的推动作用。另一方面,不只是理论研究上,近些年来,我国的陆续发现了一些与剪切带有关的矿床,并且大多是中型和大型的,这些发现更是在一定程度上反映了剪切带成矿模式的研究是有重大的实际意义的,更是一种应用型的成矿理论。 矿床成矿系列是一种自然组合,由我们生活的空间中的各个矿床组合起来的,所谓的矿床成矿系列,概念核心就是把所有的矿床当成一个整体来考虑,将整个历史背景和流程穿起来,以便探索不同的阶段矿床的形成规律,来发现他们之间存在的联系,这种情况下,根据联系和规律,在今后的矿床发现和研究中就会占据主导地位,并使得研究问题变得简单和有迹可循。 在最近几年的研究中,我国地学工作者经过了多方面的考察和理论研究,在成矿系统分析和成矿动力学方面有了一些进展,认为矿床在一定程度上讲,可以当作是一种成矿系统,当然,这种成矿系统是非常复杂且庞大的。成矿系统分析是在最近几年才逐渐兴起的,它使得地质学家对成矿作用的认知更加清晰,并且引导人们从整体考虑。而成矿动力学方面,主要认为成矿是一种动力学问题,因此将成矿问题延伸到了动力学问题上面,这种地质构造的研究方法是全新的,对于地质学家来说这种研究领域也是全新的,将多学科融合和深入,将会对地质构造和从矿床形成的研究下产生深远的影响。 3.问题与展望 有关矿床成因的问题。矿床,一直以来都被认为是一种地质体,具有特殊性和复杂性,而成矿的过程更是复杂的,因此,我们对于成矿的过程、成矿的作用等方面的研究都是不多的,并且对于已发现的一些矿床,地质学家们也在争论它们的物质来源以及形成机理等方面,尤其是对一些典型的矿床,地质学家们经过了长期的研究和讨论,至今也没有达成共识。如:对于著名的美国内华达州的卡林型金矿,其内部存在的黄金储量不断的在扩大,因此对其的研究也是颇多,但至今对其成因仍存在三种意见。又如:我国内蒙的一处超大型铁稀土矿床,地质学家们对其成瘾也是争论不休,而最近又有人提出了自己的意见――该矿是地幔流体交代矿床,相信未来会有一个确切的结果。 4.结论 在地质构造和矿床形成方面的研究已经有了很迅速的进展,尤其在最近的20年,地质学家们在地质构造的研究道路上已经走的越来越远,我们相信,在科技的不断发展下,在不久的将来,地质构造和矿床形成方面的研究必将有更大的突破,也必将为社会的进步做出极大的贡献。 地质构造论文:中国自然美景:多样地质构造的杰作 中国地处太平洋、欧亚、印度三大地质板块汇聚之处,又是世界上纬度跨越最大、海拔高度跨越最大的国家之一,因此具备了极其多样的地质地貌环境与自然生态系统。把中国的自然保护区放到地质地貌的大背景下观察,可以更好地理解中国自然生态系统的多样性和中国自然景观的丰富性。 地质遗迹是生物圈之母 也是保护区的重要保护对象 中国的自然保护区分为9种类型:森林生态、草原草甸、内陆湿地、荒漠生态、海洋海岸、野生动物、野生植物、古生物遗迹、地质遗迹。实际上,野生动植物都依存于前5类自然环境与生态系统中,野生动植物作为一些保护区的分类类型,只是为了强调保护某些旗舰物种的价值和意义。另外,古生物遗迹其实是地质遗迹的一种,从分类上它可归于地质遗迹之中。 地质遗迹作为地球演化过程中的自然遗存,它既是赏心悦目的自然景观,例如高山、大川、平原、海洋,也是地球表面生物圈赖以存在的基础,它还是人们得以认识地球演化过程的珍贵历史记录。因此,地质遗迹本身,也成为国家级自然保护区的重要类型和保护对象,它们包括了以下种类和案例。 典型地质剖面:天津蓟县的中上元界地层剖面,河北抚宁县柳江盆地的元古界-新生界的标准地层及典型地质构造剖面,河北蔚县-阳原县泥河湾的新生界地层剖面,浙江长兴县二叠-三叠系界线层型剖面以及长兴阶层型剖面。古生物遗迹:内蒙古鄂托克恐龙足迹化石,辽宁北票中生代晚期鸟化石等古生物化石群,福建晋江的海底古森林遗迹和古牡蛎海滩岩,山东即墨市马山的硅化木,山东临朐县山旺的古生物化石,河南南阳的恐龙蛋化石群,湖北郧县青龙山的恐龙蛋化石群。火山地貌:吉林省四平、伊通、辉南、靖宇、长白山等地的火山地貌,黑龙江五大连池的火山地貌。喀斯特地貌:辽宁大连金州成山头海滨喀斯特地貌。丹霞地貌:广东仁化县丹霞山的丹霞地貌,宁夏西吉县火石寨的丹霞地貌。 除了这些地质遗迹类型的国家级自然保护区外,其他类型的保护区实际上也包含了诸如火山、喀斯特、花岗岩、丹霞、砂岩峰林、冰川、古生物化石等许多典型的地质遗迹与景观。 纵横南北的浩瀚山脉,呈现变幻多姿的森林面貌 森林生态类型是中国数量最多的一种自然保护区类型。目前,中国已建立的446处国家级自然保护区中,森林生态类有206处,如果加上64处依存于森林生态系统的野生动物类、野生植物类保护区,那么与森林生态系统相关的保护区共有270处,占国家级自然保护区总数的61%。 与森林生态系统相关的保护区都有一个共同点,即它们都与中国众多的山脉唇齿相依。中国地处欧亚板块东南缘,它受到来自东边的太平洋板块以及来自南边的印度板块的碰撞挤压,在一二百万年以来的晚近新构造运动时期,便逐渐形成了现今中国地貌的基本格局。其最显著的特征,便是西部青藏高原的隆起,东部平原低地的沉陷,以及由西向东渐次降低的三级地形阶梯,而大致平行经向(南北走向)和纬向(东西走向)的诸多山脉,便构成了中国地形的基本骨架与脉络,也是森林植被的“基体”。其中不少山脉有古老的历史,但在新构造时期都产生了新的活动与抬升。 一些山脉尤其是南北走向的山脉,常常构成中国地形大阶梯的“阶坎”。例如,一级地形阶梯青藏高原向二级地形阶梯云贵高原、四川盆地过渡的横断山脉东部;二级地形阶梯蒙古高原、黄土高原、云贵高原向三级地形阶梯东北平原、华北平原、长江中下游平原过渡的大兴安岭、太行山、巫山、武陵山等等。因此,森林植被的变化,既可以因这些山脉穿过不同的气候带而产生,也可以因山脉的巨大高差而在垂直方向呈现。例如,作为内蒙古高原东缘界山的大兴安岭,其北段分布有中最北端的寒温带针叶林与针阔叶混交林,向中南段过渡为中温带的以红松、东北红豆杉、蒙古栎林、黑桦林、紫椴林为特征的针阔叶混交林。 山体垂直方向上的森林植被变化,则以横断山区的岷山、邛崃山、大雪山、云岭、高黎贡山,以及喜马拉雅山东段最为典型,这些高山、极高山不仅海拔极高,而且由于青藏高原边缘的断裂活动,地形切割也极大,高山深峡相伴,成为地球上地形高差最大的区域,可以见到由亚热带至寒带的完美自然垂直分带,在短距离内,即可出现极为丰富的森林植被群落的变化。 由于地球上的气候分区主要是按纬度变化划分的,因此,中国近东西走向的山脉,也常常成为中国南北地理与气候区域的分界。这种地理的区划界线,在自然界中并不是一条线,而往往是沿着山脉走向的一个过渡带,这就使南北两侧不同的生物物种交叉混生,在森林群落上,表现出另一种多样性和特殊性。例如,燕山以及太行山北段作为中温带与暖温带的分界;秦岭-伏牛山作为中温带与北亚热带的分界;米仓山-大巴山作为北亚热带与中亚热带的分界;南岭作为中亚热带与南亚热带的分界,等等。 在不同的气候条件下,相似的岩石构成,也会表现出不同的山地地貌形态,山岳与森林景观的美学特征也呈现出多样化。例如,东北的大兴安岭-小兴安岭-长白山,主要由古生代至中生代的花岗岩、中-新生代的火山岩构成,在中温带以冰雪融冻为主的物理风化作用下,形成以花岗岩石峰、石穹,火山堰塞湖及火山口湖,熔岩台丘等为主要特色的地貌景观,与中温带的针叶林、针阔叶混交林相映衬,自有一种苍凉、冷峻的意境。 在中国南方的幕阜山-九岭山-武功山-罗霄山、括苍山-雁荡山-戴云山,以及南岭诸山,不少山体也由花岗岩以及火山岩构成,在亚热带湿热风化及流水侵蚀为主的作用下,形成许多峭壁千仞、奇峰兀立的峰丛、峰林、石柱景观,与亚热带的常绿或落叶阔叶林相得益彰。 到了边缘热带的海南岛,由于更为强烈的湿热风化作用以及热带雨林的覆盖,以花岗岩为主体的五指山、黎母岭、雅加大岭,多呈现出峰岭虽陡峭,但山石藏而不露,植被郁闭度很高的山岳景观特征。 此外,在类似的气候条件下,由于不同山脉的岩石构成差异,也会呈现山地地貌形态以及景观美学的差异。例如,中国南方最具特色的山岳景观当属丹霞地貌、喀斯特地貌,它们在地貌景观组合与美学特征上都独树一帜。例如,丹霞地貌的赤壁丹崖、峰丛石柱、瓮谷悬瀑;喀斯特地貌的峰丛石林、峡谷地缝、溶洞天坑,等等。 另一方面,不同的岩石对于地形和土壤的影响、地质作用形成的特殊地貌,也会给森林的物种、群落结构、林相烙上不同的印记。例如,武夷山、南岭丹霞地貌区的亚热带常绿阔叶林;大娄山北坡川南、黔北、渝西南一带“赤水型”丹霞地貌区以竹林、桫逦特色的森林植被;在黔南及广西境内的苗岭、凤凰山-九万大山-大瑶山、六诏山等地,常见有中亚热带至南亚热带的喀斯特森林,或称石灰岩的季风常绿阔叶林、山地苔藓常绿阔叶林、季雨林等,白头叶猴、黑叶猴是这类森林中的标志性物种。 火山喷发形成的火山口,或者喀斯特溶蚀塌陷作用形成的天坑,会造就环状封闭的巨型凹坑。在中国,这些凹坑直径最大可达千米左右,最深可达600多米,因坑内气候温和湿润,蒸发量小,树木生长旺盛,且不易受人类干扰,常常繁衍出壮观的“地下森林”,生物多样性比地面的森林群落更为丰富。以广西雅长兰科植物国家级自然保护区附近的大石围天坑为例,天坑内的森林郁闭度远高于坑外,保持了原始森林的特性,植物与洞穴动物的种类极为丰富,有许多中国乃至东亚特有种。在趋光作用影响下,凹坑内树木的高生长也尤为突出,在黑龙江小北湖国家级自然保护区附近的镜泊湖火山口“地下森林”中,一般树高达50米以上,最高超过100米,远高于坑外地面上的树木。 从平原到高原,浩渺缤纷的湿地大观 湿地是中国另一个十分重要的自然保护区类型。被定为“内陆湿地”类型的国家级自然保护区有53处,如果加上36处包括在野生动物、海洋海岸、草原草甸、森林生态、荒漠生态、地质遗迹等类型中的湿地类保护区,含湿地保护的国家级自然保护区中共有89处,占国家级自然保护区总数的20%。 由于不同的地质地理成因与背景,中国国家级自然保护区中的湿地也呈现十分多样化的类型,笔者把它们分为以下几类: 寒温带-中温带的东北平原河流湖泊湿地;中温带的内蒙古高原东部湖泊湿地;中温带的阿尔泰山、天山山地湖沼湿地;中温带的西北干旱区荒漠-绿洲湿地;暖温带的华北平原河流湖泊湿地;北亚热带-中亚热带的长江中下游平原河流湖泊湿地;暖温带-北亚热带-中亚热带的海岸滩涂及河口湿地;南亚热带-边缘热带的红树林海岸湿地;高原暖温带-北亚热带-中亚热带的云贵高原湖泊湿地;高原温带-高原亚温带-高原亚寒带的青藏高原高寒湖沼湿地。 东北平原-华北平原-长江中下游平原,是欧亚板块东缘因与太平洋板块碰撞形成的一个大的沉降带。东北平原三面被山地围绕,地势低平,排水不畅,加上气温低、蒸发量小,以及冻土层的隔水作用,所以在松花江、嫩江、乌苏里江、黑龙江、辽河沿岸形成大面积湖沼,当地人称之为“泡子”。而新生代以来因板块碰撞发生的广泛火山喷发,常常堵塞河流,形成堰塞湖群,这也是东北平原大范围积水成沼的重要原因。在东北平原,这类湿地保护区达到29处,是中国国家级湿地自然保护区分布最密集的区域。 华北平原以前是渤海和黄海的一部分,由于黄河以及由太行山而出的漳河、滹沱河、唐河、拒马河、永定河、白河等带来的泥沙淤积,才成为今日之平原。其中黄河居功至伟,它造就了以河南郑州桃花峪为顶点的地球上最大的陆上三角洲。虽然在填海造陆的过程,潴积的不少湖淀现已干涸,但海河河口、黄河河口、海河水系的衡水湖以及河南境内的黄河沿岸,仍是目前华北平原的国家级湿地保护区所在地。 长江中下游平原历史上曾经被浩渺如海的“云梦大泽”那样的许多湖泊所占据,后虽因泥沙堆积以及人类活动影响,湖泊缩小分离,但这里仍保留了中国东部最大的淡水湖群,如今在洞庭湖、洪湖、龙感湖、鄱阳湖、洪泽湖以及长江口的九段沙,均建有湿地类的国家级自然保护区。 “地球第三极”青藏高原的隆起,是晚近地质时期对地球气候与环境产生重大影响的最重要的地质事件。由于成为许多大河的发源地,青藏高原也被称作亚洲“水塔”,而保障“水塔”供水的重要水源涵养地,便是青藏高原独具魅力的高寒草原-草甸-湿地生态系统。一方面是因为原来经剥蚀形成的低海拔平原被快速大幅抬升,保留了平缓的地形面,加上构造断陷,容易积水成湖;另一方面,大面积冻土表层的融冻作用,也极易形成积水洼地并沼泽化,进而扩展连接成大片湖沼湿地。四川、甘肃、青海、西藏境内的若尔盖、尕海、黄河首曲、隆宝滩、三江源、色林措等地,便是这类湿地及其保护区的典型。 比青藏高原外缘低一个“台阶”的云贵高原、内蒙古高原,也有许多高原湖泊湿地。在云南高原,它常常是沿着南北向断裂带发育的长条状深水湖;在贵州高原,往往是伴随着喀斯特及构造作用的溶蚀断陷湖;在内蒙古高原东部,常见为构造拗陷低地的汇水湖盆。云南的苍山洱海、贵州的威宁草海、内蒙古的达赉湖等国家级湿地自然保护区,可分别视为这些高原湖泊的代表。 值得人们高度关注的还有中国西北干旱区的荒漠-绿洲湿地,它主要分布在内蒙古西部、宁夏河套、甘肃河西走廊,以及新疆的塔里木和准噶尔盆地。在高山夹峙的这些干旱区断陷低地,虽然戈壁沙漠广布,但依赖于高山的冰雪融水,在山前的冲积扇上及沿河两岸形成了绿洲湿地,它是荒漠地带最富有生机的生态 “绿岛”。例如已建立国家级自然保护区的内蒙古额济纳、甘肃的张掖黑河、敦煌阳关,新疆的艾比湖等。 气候与地貌条件纷呈多样的湿地,也孕育了各具特色的植物群落与动物种群。例如,青海三江源的高寒草原-草甸-湿地生态系统,为青藏高原特有的、以藏羚羊、野牦牛、藏野驴、藏原羚等为代表的大中型食草类动物种群提供了良好的栖息环境,成为它们的大种群集中分布区,同时还为高原上的雪豹、狼等肉食动物种群的生存提供了食物来源。当然,最重要的也许是,湿地为众多鸟类提供了栖息地,而且由于中国地域辽阔,可作为同一类候鸟的夏季繁殖地与越冬地。例如,黑颈鹤在四川若尔盖、青海隆宝滩、青海湖的夏季繁殖地,在贵州威宁草海,云南昭通大山包、西藏雅鲁藏布江中游河谷的越冬地;丹顶鹤在黑龙江扎龙的夏季繁殖地,在江苏盐城的越冬地,等等。 从温带到热带,漫长的海岸线展示丰富多彩的海洋生态 中国大陆的海岸线长约18400公里,岛屿海岸线长约16900公里,二者相加约35300公里,而且中国的海岸线地跨温带、亚热带、热带多个气候区,因此海洋海岸的自然特征也极为丰富多彩。 上文提到华北平原、长江中下游平原都有由海变陆、由湖变陆的演化历史。在天津海河口的古海岸与湿地、河北昌黎黄金海岸、山东黄河口的滨州贝壳堤岛与湿地、福建晋江深沪湾海底古森林遗迹等地的国家级自然保护区,反映海陆变化的古海岸遗迹,都被记录在一道道古贝壳堤、古沙堤,或古牡蛎海滩岩中,它可以帮助人们阅读这种自然变化的历史书页。 需要着重提到的,是位于南亚热带-边缘热带的红树林海岸、珊瑚礁海岸,它们皆在北回归线以南,主要分布于福建、广东、广西、海南的大陆及岛屿海岸。在这里已建立国家级自然保护区的红树林海岸有福建的漳江口,广东的湛江,广西的合浦山口、防城北仑河口,海南的东寨港;已建立国家级自然保护区的珊瑚礁海岸有广东的徐闻,海南的三亚、文昌铜鼓岭。 红树林海岸与珊瑚礁海岸都被称为生物海岸,但其成因却与地质作用密切相关。红树林海岸主要是受地质断陷作用影响,海岸下沉,形成喇叭形海湾,又被称为溺谷。河流带来的泥沙大量堆积,形成低缓的滩涂,利于红树林生长。而珊瑚礁海岸是在相对抬升的岩石海岸上,因波浪侵蚀形成浅水平台,给珊瑚礁生长提供了良好场所。红树林海岸与珊瑚礁海岸都是生物多样性最突出的海岸段,而且它保护了海岸的稳定,也使海岸地貌呈现多样化。 海南岛由于全岛处于热带,加上有利的海岸地貌条件,因此成为中国红树林海岸与珊瑚礁海岸发育最好的地方,其红树林、珊瑚礁的规模与物种种类都远远超过大陆东南沿海和台湾岛。而且,琼北后水湾的邻昌礁、琼西洋浦湾的大铲礁,还是中国海域内仅有的两处堡礁。 地质构造论文:论地质构造对矿山煤层顶板事故的影响 [摘 要]造成矿山煤层顶板事故的主要原因多数是由于地质构造不清而引起的,所以准确掌握矿山开采范围内的地质构造对预防顶板事故的发生具有极为重要的作用。本文通过简单阐述地质构造对煤层顶板的一些影响及相应的管理办法,希望对同业人员在实际工作过程中有一些启发。 [关键词]地质构造;顶板;事故 1.造成顶板事故的因素 1.1 构造 地层受力发生断裂,沿破裂面两侧岩块发生显著相对位移的构造。在较大断层附近一般都会伴生着一些较小的断层及裂隙,其断层性质基本与大断层相同,这N情况在顶底板都是厚砂岩层时最为常见。这些小断层及裂隙虽然落差小,不能影响煤矿工作面的正常开采,但是它将使煤层的顶底板产生破碎,如果这些小断层及裂隙较多,将对煤层工作面的顶板产生更大的危害,容易造成顶板事故的发生。 1.2 褶皱 岩层在构造运动作用下,因受力而发生弯曲,一个弯曲称褶曲,如果发生的是一系列波状的弯曲变形,就叫褶皱。褶皱的基本单位是褶曲。褶曲是发生了褶皱变形的岩层中的一个弯曲,通常在地层受水平挤压力或者受水平挤压剪切力时产生。煤矿开采的煤层在受各种构造应力的作用下,会产生各种各样的裂隙、节理等煤层内小构造。尤其在褶曲的轴部,这种地质表现尤为明显,煤岩层的破坏程度也更大,当煤层在开采、掘进等生产过程中被揭漏就会更易产生脱落现象,甚至是发生片帮和冒顶等事故。 1.3 断裂 在断层的作用下,将煤岩层分割开,两盘发生相对位移,使煤岩层不再具有岩层的连续性与完整性。断层产生于各种不同构造中,在构造环境较复杂的煤矿矿区,伴随断层所产生的破碎带及其对顶板的破坏程度都较构造环境简单的矿区严重,因为破碎带的大小与破碎程度是煤矿顶板事故的一个主要影响因素,所以这类矿区更易发生顶板事故。 在构造应力作用下断层两盘容易出现牵引褶曲、破碎、挤压和揉皱等地质现象,且会改变煤层厚度,在煤矿生产过程中这些煤层在揭露后经常是发生顶板事故的地点,另外有些顶板断裂而底板不断裂或者底板断裂而顶板不断裂的构造部位,因为构造应力的影响,顶板容易发生冒落,一般冒落范围都较大,且都不发生明显先兆,这也是容易发生顶板事故的原因。 1.4 煤岩组合 煤层顶底板的岩性、强度、厚度及其存在的构造是煤矿生产过程中选择支护方式和处理采空区方式的根据,也是顶板事故的主要诱发因素。由于煤层顶底板因为地层应力和构造影响,地层产生形变,导致顶板破碎,煤层变形。在实际煤矿生产中也证实,一般容易引起顶板事故的煤岩组合情况为:①煤层伪顶不连续,强度不够,如果支护不及时,或者支护方式支护手段不能适应顶板变化,也容易发生顶板事故。②煤岩组合复杂的煤层中通常具有较多夹矸层,生产过程中容易发生分层砸落伤人;③主要成分是沼泽泥和泥炭沼泽泥的煤岩组合,在原始沉积时部分沉积物的表层可能发生风化,高岭土化作用显著,容易发生顶板事故;④顶板节理和劈理发育地段,在生产过程中容易导致顶板事故,在顶板上方存在积水情况下,积水沿构造导入,使顶板事故的发生几率增大;⑤煤层厚度急剧变化地段造成顶板稳定性差,容易产生顶板事故;⑥如果煤层倾角较大,当某处发生顶板冒落时,将使煤层顶板沿倾角下移,有可能顶板冒顶事故的面积变大。 1.5 岩浆侵入 岩浆侵人会分割煤层,破坏煤层的完整与连续。一般情况下,岩浆岩体形状都不规则,岩浆岩体与煤岩体接触部分常常伴随特殊褶皱及旋窝状褶曲等小构造。在生产过程中这些地质情况不易掌握,且不易支护,是容易发生顶板事故的一个因素。 2.预防顶板事故的相关措施 2.1 加强煤层观测工作 为更好的了解矿区地质状况,就要充分了解所采煤层的各相关特性,以保证安全生产,在生产过程中尽量减少发生顶板事故的可能性。观测内容:①结构:要查明煤层的各个分层和夹矸层,观测夹矸层的层数、厚度、岩性及其与煤层的接触关系。②煤厚:实际测量煤层的分层厚度及其总厚度,观察分析煤层厚度的变化规律。③围岩:观测围岩的岩性及其与煤层如何相接处,围岩构造的发育及其稳定性等。④煤质:观察所采煤层的物理性质、煤层结构及内在构造等特性;若因实际情况需要,可以对煤进行取样化验,以测定煤的灰份、挥发分等化学性质。⑤含水性及导水性:通过在实际生产过程中进行观察,掌握所采煤层的含水性及其导水性。⑥产状:煤层的产状包括煤层倾角、倾向及走向。这些都需要在煤层揭露后由技术人员进行观察测量。 2.2 加强地质工作 必须提高对煤矿地质的认识、加强地质勘探和地质队伍建设、推广引用地质勘探新技术、认真落实地质工作,防止顶板事故的发生。 我国煤矿在生产过程中通常使用通过打钻以及图纸分析等方法探查矿区范围内地质构造情况。要继续加强这方面的工作力度,做到在生产前掌握地质构造和顶底板特征,做好地质工作。同时,要积极引进先进的科学技术,比如物理探测方法进行地质勘查工作,结合传统的技术手段,把顶板事故的发生可能性通过加强地质工作来降低。 2.3 合理布置巷道 在煤矿巷道的设计过程中,要尽量避免在断层、节理破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置巷道。顶板的次生应力与原岩应力和侧压系数有关,要把巷道的位置布置在顶板压力不太集中、顶板稳定性较好的地点。 2.4 加强现场管理与技术管理工作 现场管理人员要经常性的对顶板进行检查,发现问题及时处理。这对预防顶板事故来说是一项基础工作,也是最为重要的一项工作内容。而技术人员要通过观察已揭露煤岩层的活动规律,分析推测出本矿区内其它位置煤岩层的大概活动规律。详细地了解顶板情况,编制出适合本矿井或本区域的一套行之有效的预防措施。同时,也要注重对一线工作人员的培训,使一线工作人员对顶板管理有一个的科学的认识,让他们能够在生产过程中及时预防和处理可能危及他们生命安全的顶板事故问题。对检查出来的安全隐患问题,要及时整改,定人员,定措施,定时间的保证将整改落实到实处。整改后,要进行严格验收,保证合格,否则不可继续进行生产活动。 2.5 细致编写作业规程 在编制作业规程过程中,要根据具体的地质条件,编写尽可能详尽的顶板支护措施及实施细则,并严格执行所编写的规程,以保证井下工作人员的人身安全,同时,根据实际情况的变化,及时编制补充措施,以适应实际工作中遇到的地质构造变化情况。 2.6 重视防治水工作 由于煤矿的采煤工作面往往在其上段存在采空区,采空区内积水可以通过采动裂隙及断层等构造导入煤层的顶板,使其更容易发生顶板事故。所以,要加强煤矿防治水工作,尽量使采空区内的积水不能对煤层顶板产生影响,以减少顶板事故的发生。 3.结语 地质条件的不清晰是诱发顶板事故发生的主要因素。相关技术人员在实际生产工作过程中要对矿区的地质情况和顶板地质特点进行深入地调查与研究,掌握其与顶板事故的相关性,最后使用与矿区实际情况相适合的防范措施,这样才能有效预防顶板事故的发生。对顶板事故的防治工作是矿山生产过程中的重要部分,必须认真对待,充分了解其发生的各种诱因,才能做好矿山安全工作。 作者简介 高志广,男,1967年出生,1990年毕业于鹤岗矿业职业学院学校采矿专业,助理工程师,现工作于黑龙江龙煤集团鹤岗矿业公司新陆煤矿地测大队,主要从事地质工作。 地质构造论文:铁矿中伴生白云岩矿的地质构造特征 摘 要:河北聪鼐衬诘乃炯矣北区铁矿是近年来开采的大型露天铁矿场,属鞍山式沉积变质型。矿区范围内大洪峪组白云岩与铁矿床伴生,岩体主要呈似层状,上被第四系地层覆盖,位于太古界单塔子群变质岩地层之上,岩体与铁矿床产状一致,受矿区内震旦纪之后的北北东向和近东西向两组为主的断裂构造控制,其形态呈舒缓波状展布。 关键词:白云岩;矿床;构造;地质特征 0前言 河北省滦县境内司家营北区露天铁矿位于响R-李兴庄-滦南县乐营成矿带上,是冀东地区重要的露天铁矿集中区。该区的白云岩矿产资源储量也相当丰富,研究对象为司家营铁矿北区N6~N34线间,设计终了开采境界线以上的保有建筑用白云岩矿体,非金属矿物包括石英,长石、碳酸盐、绿泥石、黑云母和角闪石,其中石英含量较高。 1区域地质背景 司家营北区地处滦县响R镇境内,位于河北省东部,燕山南麓,滦河西畔,地处环渤海经济圈和京津唐的腹地。该区探明储量的矿产资源多达20多种,包括有铁矿石23亿吨,石灰石约2亿吨,白云岩约1500万吨。司家营北区铁矿属鞍山式沉积变质铁矿床,位于新河复式背斜西翼,主要呈单斜构造,片理走向近南北,倾向西,倾角40-50度,从上世纪50年代,在经过几次比较大的地质勘探过程中,共探明B+C+D级矿石储量超过17.7亿吨,平均品位为TFe29.17%。司家营矿区拥有丰富的水资源、电力设施、熔剂矿资源和煤炭资源,使钢铁工业具有资源与设施方面的优势。 2矿床地质特征 本区大地构造位置为中朝准地台、燕山台褶带、山海关隆起之昌黎凸起的西南边缘地带、司马长复式向斜的次一级褶皱构造司家营复式向斜东翼新河复式背斜西翼。 2.1地层 矿区大面积被第四系覆盖,基岩地层以太古界单塔子群黑云变粒岩和中元古界长城系大红峪组石英砂岩、白云岩为主,沉积岩大洪峪组地层角度不整合覆盖于单塔子群变质岩地层之上。 2.1.1太古界单塔子群 矿区出露变质岩地层为太古界单塔子群白庙子组三段,在矿区内广泛分布。主要由一套变质程度比较浅,粒度比较细,岩性比较简单的变粒岩类、片岩类和石英岩类等组成。混合岩化弱而普遍。该套地层走向近南北,倾向西,倾角40°~50°。 2.1.2中元古界长城系 矿区长城系地层为大洪峪组,岩性为石英砂岩、白云岩及含砂白云岩。走向北北东,倾向北西西,倾角10°~25°,以角度不整合直接覆于太古界单塔子群变质岩之上。由于区内第四系大面积覆盖,长城系地层零星出露。矿体赋存于该层位中。 2.1.3第四系 分布广泛,占矿区面积的70%以上。地表出露的以亚砂土为主,其次为坡残积物。个别钻孔中可见到粘土。第四系厚20~30m,最厚70m,一般是东薄西厚。 2.2构造 区内构造简单,仅一条北北东向F4断层:主要是在N6~N30线间的钻孔中见到,全长约2700余米,向南、北端可能还有一定的延伸,为矿区内规模较大的断层。其走向15°~20°,倾向北西西,倾角40°~55°。在平面上呈舒缓波状,为一压扭性走向逆断层。该断层在N8线将建筑用白云岩矿体断开,导致长城系地层重复。水平断距50~80m,倾斜断距70~80m。断层虽从矿体中通过,但因断距较小,影响不大。 2.3岩浆岩 区内目前尚未发现岩浆的大规模侵入现象,只在极少数的钻孔中出现了厚度较大,产状不明的黑云霓辉正长岩。另外,伴生的还有一些中基性的脉岩,如变质辉长岩脉、橄榄灰绿玢岩脉、伟晶岩脉等。 2.3.1黑云霓辉正长岩 主要呈黑绿色,岩石几乎全部由结晶矿物组成,具有不等的它形粒状结构且表现为块状构造。矿物成分以辉石为主,其次为角闪石和黑云母。辉石呈现出带状结构的特征,透辉石在中心地带,边缘为绿色的霓辉石。微斜长石表面较脏,有的光性异常,为交代别的矿物而来。 2.3.2变质辉长岩脉 颜色主要呈黑绿色,以辉石、基性斜长石为主要成分,具变余辉长或纤状变晶结构。岩脉中的辉石已经变质作用变为角闪石或阳起石。并伴有磁铁矿、钛铁矿及磷灰石等副矿物的生成。在N18-N32线间分布有区内最大的变质辉长岩脉带,斜切矿体,呈北西西走向 厚度为10-20米,长度约为1500米,倾角较陡。 2.3.3橄榄灰绿玢岩脉 灰黑色,具斑状结构。斑晶常聚斑出现,主要成分为基性中长石;辉石、橄榄石的含量较少。基质中分布有杂乱无序的细小半自形条柱状斜长石,辉石呈半自形或它形和细小铁矿物一起分布在斜长石间隙,构成似辉绿结构。在N6线ZK238孔、N12线ZK200孔见此岩脉侵入于震旦系地层之中。 2.3.4伟晶岩脉 灰白色或肉红色,具伟晶结构。岩脉的主要组分为钾长石、斜长石和石英,并含有少量的黑云母、白云母、角闪石和磁铁矿。分布较广,多以透镜状顺层贯入于变粒岩和矿层之中。 3.矿体地质特征 矿体赋存于长城系大洪峪组地层中,矿体呈层状产出,矿体在矿区内主要分布于N6~N34线之间,赋存标高-200m~+40m,矿体平均厚度约80m,矿体走向15°~20°,倾向北西西,倾角40°~55°。矿石为厚层白云岩及含砂白云岩。 3.1矿石质量 3.1.1矿石的矿物成分 白云岩又称苦灰石,白云岩是以白云石为主要组成的碳酸盐岩,是碳酸钙和碳酸镁的复盐。矿物成分以白云石为主,少量方解石、石英、粘土矿物及陆源碎屑(石英、长石和云母),有时也有少量的石膏、硬石膏、天青石、重晶石、黄铁矿、有机质等。矿石主要自然类型为白云岩及含砂白云岩。 3.1.2矿石化学成分 矿石的化学成分主要为CaO、MgO,少量SiO2,其它组份微量。 3.2矿体围岩及夹石 矿体顶底板为石英砂岩、含砾砂岩及燧石岩,地层为长城系大洪峪组。围岩与矿体产状一致,接触面比较规则。 夹石:矿体内偶见砂岩夹石,砂岩夹石厚度较小达不到剔除厚度时,本次估算未剔除。 3.3白云石的矿物特征 纯白云石的化学分子式为CaMg(CO3),理论含量CaO:30.41%,MgO:21.86%,CO2:47.73%,其晶体结构为三方晶系,晶形为菱面体形态。颜色为灰白色,有时为浅黄、浅褐、浅绿、肉红色。光泽为勃利光泽,解离完全。莫氏硬度3-4,密度2.8-2.9g/cm3。滴入盐酸后不发泡,只受侵蚀。 地质构造论文:瓦斯赋存与地质构造关系之我见 摘要:随着煤矿行业的快速发展,对于井下瓦斯赋存状态影响因素的研究得到了业内人士的高度重视。对于瓦斯赋存状态在多数情况下不仅受到一个区域地质构造型式的影响,还会受到局部地质构造型式的影响。可以说,地质构造型式对瓦斯赋存状态起着决定性的作用,同时也可以有效地评估该地区的煤田瓦斯状况。本文结合对地质构造特征的描述,阐明了地质构造型式对瓦斯赋存状态的影响作用。 关键词:地质构造型式;瓦斯赋存状态;影响作用;分析 一、前言 瓦斯是煤在地质历史演变过程中逐渐形成的气体地质体,影响瓦斯涌出量大小和煤层瓦斯赋存状态的地质条件是含煤层历经多次构造运动演化的结果。瓦斯赋存和运移与地质构造有着十分紧密的关系,从地质角度来分析矿井瓦斯赋存规律,对于瓦斯抽放利用及防治矿井瓦斯灾害有重大意义。 目前,随着将瓦斯与地质构型相结合研究工作的开展,在对地质构型与瓦斯生产、转移等关系之间的研究已经取得了初步成效以及进一步研究的基础。现如今,在越来越先进的技术支撑下,必须要善于利用这些技术并加大对该课题的理论研究,全面提升相关研究水平,最终为煤和瓦斯的进一步发展提供可靠的理论基础,从而更进一步推动我国煤矿事业的大力发展。笔者根据多年的工作经验,采取地质划分的方法,对该课题进行简要的分析研究。 二、地质构造特征介绍 (一)断裂构造介绍 地壳的形变,一般都是从褶皱到断裂,断裂又可分为断层和节理;但一旦发生断裂,它便作为地块的边界条件,从而对以后的变形起决定性影响。虽说每个采煤矿区的地质环境条件各有不同,其断裂构造形态也不尽相同。但经过研究,可以看出它们之间也存在着一些相同的规律性可循。对具有成生联系的各项结构因素而言,在统一的构造应力场的作用下,在具体统一的地质构型下,其产生的构造形迹并不是随机无序的,尽管这些结构要素可能具有不同形态、不同级别、不同性质、不同方向和不同序次,但仍有着一定的内在规律可循。断层的封闭性和透气性将对瓦斯的积聚产生巨大的影响。 (二)褶皱构造介绍 每一个采煤矿区的地质构型都各不相同,除了上面提到的断裂构造外,还存在着一种褶皱构造。当煤层受到褶皱的充分影响作用后,在褶皱区域的不同部位对于瓦斯的赋存状态也是千差万别的。例如在复式向、背斜轴部转折端,瓦斯极易聚集,而在褶曲两翼,则瓦斯不易于积聚。 (三)地质动力的区分? 地质动力区分是结合了现有先进的科学技术,以地质形态的基本常识与常见的地质外形为依据,来正确地预测出该地区的地质形态。在这其中,必须有对该地区地质形态最专业和权威的分析研究,还必须要能够分析出该地区地质断裂形成的原因以及其历史的发展变化情况,再利用现代化先进的数据分析软件、应力测量仪等来找出应力集中的地域或方位。这种办法现在已经在中国很多矿区加以实际推广应用,也得到了业内人士的一致好评,为煤田的顺利开采提供了一定的技术支持与丰富手段,也值得进一步的推广使用。 三、地质构造对瓦斯赋存状态的影响分析 (一)地质构造与瓦斯赋存的关系分析 地质构造形迹对瓦斯赋存的影响主要表现在:一方面造成了瓦斯分布的不均衡,另一方面是形成了有利于瓦斯赋存或排放的条件。受到地质构造应力的作用和应力场复杂性的影响,在同一构造形迹内会出现有应力集中程度不同的块段,从而形成了相对的高压和相对的低压区域,压力差驱动了瓦斯的运移,形成了瓦斯的相对聚积,这也是造成瓦斯分布不均衡的重要原因。 如果煤田所处断层较少,瓦斯赋存就主要受到区域褶皱的控制。由于褶皱运动,会造成褶皱产状发生较大变化,而煤层作槌粱岩中最软弱的成分之一,在构造应力的作用下或重力作用下极易发生形变,甚至产生塑性流变,从而形成复杂的褶皱和厚煤包。岩层经过褶皱作用后,在褶皱不同部位围岩封闭瓦斯能力也具有较大的差别,在背斜轴部节理以张性为主,其封闭瓦斯的能力明显较弱。而在向斜轴部,节理以压性或压扭性为主,因此,围岩封闭瓦斯的能力会介于背斜轴部和向斜轴部之间。此外,背斜倾伏端埋深相对大,封闭瓦斯的能力也会相应增强;而向斜仰起端埋深相对减少,则封闭瓦斯的能力也相对减弱。 (二)煤层埋藏深度及围岩与瓦斯赋存的关系 瓦斯含量随埋深增大而增大,煤层埋深越大,煤层中的瓦斯向地表运移的距离就越长,就越容易保存下来。此外,深度的增加致使压力增大,煤层及围岩被压实,降低了透气性,有利于保存瓦斯,正常情况下,煤层的瓦斯含量与埋深呈现一定的相关性。 由于压力的作用,煤层瓦斯会不断运移和排放,围岩和煤层的渗透性决定了瓦斯运移和排放的速度。如果煤层顶底板为致密较完整透气性差的岩层,如泥岩、裂隙不甚发育的灰岩,瓦斯不易渗出,瓦斯在煤层中就容易保存下来,致使煤层瓦斯含量过高,瓦斯压力过大。相反,如果煤层顶底板由胶结较差的中粗砂岩、砾岩组成,则煤层瓦斯含量低,瓦斯压力小。 (三)地质构造对瓦斯含量及压力预测的影响 对于一个采煤区的瓦斯含量及其压力等方面的测评工作是十分必要的。在实际工作中,可以利用目前先进发达的仪器设备来进行具体测试。首先,需要对具体煤矿的井下瓦斯原始值进行测量,并且要做好多组数值的历史记录;其次,要能够正确灵活地使用多场耦合分析模拟系统,正确计算出最后的数值;最后,需要结合记录下来的数值,在适合的软件里面做出曲线图。经过对这些测试、分析以及总结的经验中,可以很直观的发现地质形态对于瓦斯和压力值都有很大的影响作用。 (四)区域构造对于瓦斯赋存的影响 大型构造体系决定了煤田盆地的形成。如含煤岩系一般保存于山字型的马蹄形盾地和两翼负向构造单元内,盾地部位可以是构造简单的含煤盆地,也可以是一系列含煤向斜构造,两翼的含煤向斜构造则呈雁列展布。煤田中常见一些中、小型直扭型构造型式,如中、小型多字型构造和中、小型入字型构造等。在多字型构造中,保存含煤岩系的褶皱和断裂构造具有等距、雁列展布特征,一般以长条状、短轴状褶曲为主,两翼不对称,陡翼常伴生走向逆冲断层。入字型构造其主干断层一般长数十公里,张扭性分支断裂与主干断层所夹锐角指向所在盘相对运动方向,含煤岩系一般保存于分支断层下降盘或拖曳向斜构造内,等距、雁列于主干断层旁侧。在构造型式的控制下,煤区周围出现一定的应力集中区,从而导致瓦斯得不到及时的释放,使得这个地区的瓦斯量比较高。这种对地质形态的预测为进一步评估一个地区的瓦斯赋存具体状态有着不可取代的重要作用。除此之外,由于地区的环境条件不同,其煤层的透气性能以及断层的情况对瓦斯的赋存状态同样有着相当重要的影响作用。 四、结论 随着科技的不断发展,煤矿行业也在发生着日新月异的变化。对瓦斯赋存状态的研究一直都是业内人士非常关注课题,经过不断地研究分析发现,地质构造型式对其的影响作用是至关重要的。在实际的煤矿运营中,技术人员应该在大量理论知识的支撑下,对该课题进行更深层次的研究与分析,进一步提升我国煤炭事业的发展与壮大。 地质构造论文:地质构造对煤矿安全生产的影响分析 摘 要 煤矿行业作为国家重点高危行业,安全生产是其工作的重中之重,安全与生产两者密不可分,要想搞好生产,实现矿井的高效高产,第一要务就是抓好安全。随着煤矿开采的矿井越来越深,井下地质构造更加复杂、煤层厚度所呈现出的不稳定及不规则形态,会对煤层开采及井巷掘进造成严重影响,是影响煤矿安全生产的最重要客观因素。 关键词 地质构造 煤矿 安全生产 影响 0前言 据不完全统计,近年来我国发生的各类煤矿安全事故中,有超过60%为瓦斯、顶板及突水等恶性事故,而这些类型的事故的发生基本都与煤矿地质构造有着密切的关联。 1煤矿地质构造与瓦斯事故的关系 1.1煤与瓦斯突出 煤与瓦斯突出是指在煤矿井下采掘过程中,在煤和地应力的共同作用下,在极短的时间从煤岩体内喷出大量煤岩与瓦斯的动力现象。瓦斯突出与地质构造的关系十分密切,其多发生在地质构造带内,如褶曲、断层或火成岩侵入区附近,可能造成设施破坏或人员伤亡事故。 1.2对瓦斯风化带的影响 煤田形成后,煤变质生成的瓦斯经煤层、围岩裂隙和断层向地表运动;地表的空气、生物化学及化学作用生成的气体由地表向深部运动。由此形成了煤层中各种气体成分由浅到深有规律的逐渐变化,即煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。一般将煤层由露头自上向下分为四个瓦斯带:CO2-N2带、N2带、N2-CH4带、CH4带。前三个带总称为瓦斯风化带。在地质构造复杂区域的煤层结构被破坏时,即可能影响瓦斯风化带的发育程度。如采掘工程在瓦斯风化带内,当通风不良或停风时,不但会存在CO2引起窒息的危险,还有发生瓦斯爆炸的危险。 2煤矿地质构造与顶板事故的关系 2.1断裂构造与顶板事故 断裂构造是指岩石在地壳内的动力作用下,沿着一定方向产生机械破裂,失去其连续性和整体性的一种现象。断裂构造包括断层和节理,其中断层使岩(煤)层两侧发生明显位移。断层在不同的构造环境中发育广泛,特别是地质构造复杂的矿区,断层的规模不等、大小不一,小的不足一米,大的则达数十、上百米,其断距、破碎带大小不一,对围岩的破坏程度也不尽相同,其中在破碎带极易产生顶板事故;另外,在断层的两侧还可能出现牵引揉皱、褶曲、挤压和破碎等现象,造成煤层和顶、底板岩层中裂隙也显著增加,同时可能导致煤层厚度突增或压薄,在采掘过程中该处煤(岩)层暴露后极易产生冒顶事故;还有一些断顶不断底或断底不断顶的小断层以及层间滑动构造部位,在构造应力的作用下,围岩易脱落,且脱落面积较大,没有预兆,造成采掘时也易发生顶板事故。 2.2褶皱构造与顶板事故 褶皱构造是岩(煤)层在构造运动的作用下而发生形变,形成的一系列连续弯曲。从褶皱成因分析,褶皱一般是由横弯褶皱作用、纵弯褶皱作用和剪切褶皱作用形成。其中岩层受到与岩层面垂直的外力作用而发生弯曲形成褶皱的过程称为横弯褶皱作用;受顺层挤压应力作用导致岩层弯曲而形成褶皱的作用称纵弯褶皱作用;由于切层或顺层剪切而导致褶皱形成的作用为剪切褶皱作用。在构造应力作用下,岩(煤)层要发生塑性流动或滑动,使得不同部位产生一系列的裂隙、小断层、节理等内部小构造。在褶曲的核部裂隙、节理加速发育,岩造成层极易破碎,易冒落,岩(煤)层轴部结构急剧变化,煤层厚度发生急剧挤厚或压薄现象,导致采掘过程中不易支护,一旦支护不到位,很容易发生片帮及冒顶事故,给顶板的管理带来困难。 2.3煤岩组合与顶板事故 由于煤系地层受到地质应力及后期构造运动影响,煤岩层均已产生形变,导致围岩破碎,顶板多变不平整,煤层形态多变。经生产实践证实,在煤层伪顶完整性差,强度低,如果支护不到位,或支护手段、方式没有适应煤层顶板变化;另外在煤岩结构复杂的煤层中又常含有多层夹矸层,开采过程中发生夹矸至上分层脱落的煤岩组合情况下,极易产生顶板滑移甚至冒顶事故。 3煤矿地质构造与突水事故的关系 矿井突水是指在采掘过程中巷道揭穿富水溶洞、导水通道、积水老窿时,大量地下水突然涌入矿井内的现象。矿井突水一般来势凶猛,常会在短时间内淹没巷道,给矿井生产带来极大危害,甚至造成人员伤亡。复杂的地质构造都是地下水富集的地方,V井突水都具备三个基本要素即水源、水量和导水通道。因此,在煤炭采掘过程中地质构造可能引起井下突水事故的发生,不但给煤矿造成生产上的被动和损失,更给安全带来极大的隐患。 3.1断裂构造对煤矿突水的影响 井下隔水层对突水起阻挡作用,其阻水能力由其厚度、岩性组合及力学强度决定。当采掘遇到断层时,上下两盘岩(煤)层可能发生错动,缩短了煤层与底板含水层间的距离,造成底板隔水层有效厚度减少,甚至造成断层一盘的煤层与另一盘的含水层直接接触,造成底板隔水层有效厚度消失,将极大的增加煤层底板突水的危险性。另外,随着断裂带内裂隙发育,岩体破碎,强度降低,不仅给承压水的导升创造了有利条件,甚至裂隙带可能成为充水带,使水文地质条件更加复杂,给突水创造了条件,从而造成采掘过程中极易发生突水事故。 3.2陷落柱对煤矿突水的影响 岩溶陷落柱是指埋藏型岩溶的地下溶洞的顶部岩层和覆盖层,在荷载或其他动力作用下,失去支撑发生坍塌或剥落后形成的上小下大的锥状塌陷体。陷落柱突水灾害是矿井岩溶突水灾害的重要类型之一,其主要特点是突水性强,规模大,破坏损失严重。因岩溶陷落柱除自身常储聚大量地下水外,还常成为沟通其他水源的导水通道,所以陷落柱突水时极易造成严重的淹井事故。 4结语 综上所述,在煤矿安全生产工作中,不能就安全抓安全,探明地质构造的类型和规模才是保障安全生产的首要任务,并且应时刻关注地质构造的变化,认真研究分析这些地质因素,总结规律,制并定科学有效的防治措施,从根本上降低煤矿重大事故的发生概率。 地质构造论文:汶川地质构造解读 所有的地理学家都没能料到龙门山构造带会发生如此剧烈的震动,以至于摇晃了半个亚洲。 “龙门山构造带的确是活动的,但我没想到这里会有如此大的地震。”自80年代末开始即在四川西部地区开展地质研究工作的美国麻省理工学院地球与行星科学系教授、美国地质学会前主席伯奇费尔先生对这次发生在汶川的8.0级地震表示非常出乎意料。 一般来讲,大地震通常发生在板块边界,例如印尼苏门答腊大地震。而这次龙门山地震是发生在大陆内部的一次“非典型”陆内变形。 自上个世纪60年代以来,板块构造假说的提出为地质学注入了强大的生命力,似乎地球上的火山、地震分布之谜一下子就解开了。然而,随着研究的深入,当板块构造假说在海洋地质学家和地球物理学家那里取得巨大胜利的同时,许多大地构造地质学家对板块构造假说提出了质疑,因其并不能有效地解释发生在大陆内部的变形(例如位于大陆内部的火山、地震)。因此,对该假说的怀疑和如何“登陆”也被提出来了。 中国的青藏高原是研究大陆变形的天然实验室,在我国青藏高原内部和边界发生着大规模的地壳运动,例如2001年发生在昆仑山的8.1级地震和横断山脉频繁的地质活动。这次发生地震的龙门山断裂带就是位于青藏高原和四川平原转换的边界上,是研究青藏高原隆升和陆内变形的关键地区。根据美国地震局发表的此次地震的震源机制解释,加拿大蒙特利尔工学院嵇少丞教授表示:引发汶川大地震的龙门山主中央断裂震源深度为10~20公里,断层走向平行于龙门山走向(向北西倾),在垂直剖面上呈铲形,近地表倾角最大达65度。地震发生时,在短短的两分钟时间内,地壳岩石中就形成了一条长约250公里、深近20公里的大断裂,顺着这条断裂,西边的松潘――甘孜地块向东边的四川盆地狠狠地挺进了一大步,这一步在有的地方竟然迈了9米之远!这些特征必然造成地震的最大烈度带从震中向北东方向强烈展布。 汶川大地震的发生的地质背景是极其复杂的。龙门山构造带是研究中国中新生代大陆构造的关键地区,它被围限在华北、扬子和羌塘三大陆块的拼贴构造之间。三叠纪晚期华北陆块、羌塘陆块与扬子陆块碰撞拼贴不仅直接使秦岭山脉崛起,在龙门山地区也造成了强烈的褶皱――逆冲构造作用,地壳缩短变形并形成了古龙门山。在约5000万年前,印度次大陆和欧亚板块碰撞拼贴,雄伟广阔的青藏高原在这个时候开始崛起,古龙门山构造带也重新复活,在中新世――更新世经历了类似现今青藏高原东北缘柴达木祁连山的逆冲缩短作用,川西的贡嘎山即是因为部分吸收了晚新生代沿鲜水河断裂的左旋走滑位移而隆升逾7000余米,龙门山――岷山构成了中国东西部地形地貌的重要边界,部分地方的海拔可以在50公里内由四川盆地的几百米上升至龙门山的5000米左右,成为和喜马拉雅并列的世上最陡峭的地形边界。 然而令人困惑的是,在这次汶川大地震之前,现今的观测资料表明龙门山地质活动并不特别强。这一地区最大历史地震为7.5级,近年来较大的地震为1976年松潘、平武两次7.2级地震,但是这些7级以上地震都是发生在岷山构造带上而非龙门山,龙门山地震活动主要以中小地震居多,历史上只发生过4次6级地震,没有7级以上地震的纪录,近年来发生的最大地震为1999年绵竹地区的两次5级地震,北川以北历史上未发生过6级以上地震,并且GPS测量并不支持龙门山现代存在显著的地壳缩短量。因此,可以说这次汶川大地震完全出乎中外地质学家的意料。 然而,必须认识到,人类出现在约300万年前,同5000万年的青藏高原演化史相比时间太过短暂。因此,在历史的长河中,龙门山相对平静的地震历史也许仅相当于大自然打了一个盹。从科研角度来讲,汶川大地震必将带来对青藏高原现今地壳活动的全新审视,从而加深大地构造地质学家和地震学家对陆内变形的认识,为解决陆内地震发生的机理提供宝贵的资料。2008年5月12日,我们为汶川大地震付出的代价是血,而人类必将在隐忍含吞中进步,了解自然,敬畏自然。 地质构造论文:浅谈过地质构造时采煤工作面的顶板支护 摘 要:在地质构造不同的条件下,顶板岩层的状态和性质对开采煤矿的安全产生较大影响,特别是遇到陷落柱、节理和遇断层等复杂地质构造时,加强工作面的顶板支护,对采煤过程中的安全管理问题尤为重要。本文通过对工作面顶板支护技术和地质构造的现状加以分析,探讨如何有效保障工作面顶板支护安全。 关键词:顶板支护;采煤工作面;地质构造过断层 在开采煤矿的过程中时常会出现冒顶事故,该事故对采煤工作面的影响较大,是安全生产的极大隐患。随着采煤工作面的不断变化(向前、移动、加深)情况,顶板条件和压力也会随着地质结构的变化发生变化,工作面的状态一直是动态循环状态,在遇到陷落柱、节理、遇断层等复杂构造时,顶板发生的变化更为剧烈,所以,在采煤过程中,顶板的支护尤为重要。顶板的支护不仅能保证施工人员的人身安全,还能根据不同地质条件的变动,最大程度地保障开采工作安全,提高开采效率。 一、遇过断层情况 遇到过断层之前,煤层表面通常会出现一些前兆。例如工作面倾斜、煤层节理面增多及煤层走向改变等。这些现象对工作面上下板棚会产生破坏性影响。使煤层煤量减少、煤质变软,煤层层理不清,光泽变暗,还会发生瓦斯流出等严重情况。 1.过断层:(1) 绕过断层方法。绕过断层方法通常在断层过大的工作面中较为常用。因其断层落差大,影响范围也随之变大,所以必须明确断层范围及区域,绕过断层区域挖掘新的采煤切口。采煤过程中遇到断层区域,应立即停止采煤操作,重新寻找采煤切口再进行开采,确保安全施工,同时提高煤矿资源的开采效率。(2)硬过断层方法。硬过断层方法通常在断层较小的工作面中较为常用。断层工作面处的煤质通常较松软,再加上大量浇水等原因,极易发生冒顶事故。为了避免事故发生,我们通常会采用硬过断层方法,这样可以有效避免冒顶事故,保证采煤施工安全性。 2.单体支柱工作面遇硬过断层方法。单体支柱工作面遇过断层时,应确定采煤面与断层角度。当断层与工作面煤壁角度较小时,破碎范围就越广,对顶棚维护的难度越大。情况允许的条件下,应对煤采煤面与断层角度进行适当调整。顶棚稳定时,应保持在25°~35°范围内,顶棚不稳定时,应保持在35°~45°范围内。缩短工作面断层距离,在过断层之后,再对切口进行填平复原。在顶板支护完好无损的情况下,断层位置较低时,不需要对过断层采取特殊措施。在采煤过程中,会存在倾斜开采的情况,这时可以通过调整断层来设置开采高度。硬过断层时,断层工作面处的煤质通常较松软,导致机器设备难以输送进去。这时应增加顶板厚度及支撑力,进行挑顶处理,保证顶板坡度可以缓慢变化,从而确保安全性。 断层较小时,顶板支护主要有以下几种方式:(1)带帽点柱。带帽点柱通常用在断层落差较小、顶板及断层面较为平整的采煤工作面。(2)木垛。木垛较适用于断层区域岩石破碎较为严重及顶板压力较大的情况下。木垛通常会设置在采煤工作面两侧及断层暴露较多的区域。(3)横板棚。工作面顶板较为破碎的情况下,可采用横板棚进行支护。横板棚间的距离应保持一定间距,在顶板压力较大的情况下,可根据实际情况对横板棚进行适当调整,确保可以安全支护。卧底过断层如顶煤煤质比较松软,可以先打前拖梁,再以从下向上的方式钉木垛。遇过断层时,打孔应尽量不要太深,并在周围设置小炮,在断层周围区域禁止置防大炮。在置顶时合理计算距离,尽量一次性全部收回支架。 二、过陷落柱 由于岩石坍塌形成的细小碎石称之为陷落柱。采煤过程遇陷落柱情况时,工作面煤质会被细小碎石覆盖,这种情况又叫无煤柱现象。由于陷落柱周围顶板破碎程度相对较大,这种情况下极易引发冒顶事故。 过陷落柱与过断层的前兆及现象反应基本相同。不同之处是陷落柱呈锯齿形状,相对于过断层,陷落柱边缘较为凹凸不平,其物质主要是各种碎石,断层附近则基本都是岩石物质。陷落柱范围^大时,应采用探巷法对范围进行探测,另外开采切口,避开陷落柱区域。陷落柱范围较小时,应明确破碎具体区域,根据岩石破碎严重程度,采取有效的补救措施。陷落柱岩石破碎较为严重时,可采取横板棚支护方式,棚距控制在0.5m以下的范围,避免造成顶板暴露的现象。在过陷落柱时,岩石和陷落柱的边缘应架置木垛来配合支撑。过陷落柱应由专业技术人员操作,提前进行大眼放炮,做好准备工作推进工作进度,防止破坏支撑柱梁,使开采工作能正常运行。 三、采煤工作面过冲刷带 在开采煤矿时,覆盖元煤层的物质被水质冲刷掉,经过长时间累积沉淀,在煤层表面会形成一层新棚,即为冲刷带。在遇到冲刷带之前通常会有明显的预兆,例如煤层厚度大面积变薄或变松软,冲刷带附近区域煤层受水侵蚀发生岩石风化,煤层疏松变薄变脆,孔隙扩大。在采煤工作面中遇到冲刷带的范围较大。由于冲刷带煤层变薄、变脆或直接破碎,离层后容易产生离层垮塌的现象。因此对顶板需采取必要的支撑措施才能避免不良现象的发生。工作面在遇到冲刷带时,必须对顶板实施大面积支撑置架。防止顶板垮塌和冒顶事故。对冲刷带周围区域,应加大保护措施并增加保护装置,进一步预防冒顶事故的发生。 过冲刷带时,应调整冲刷带顶棚距离,缩小至最短距离,并及时维护冲刷带区域的支架及顶棚。增加木垛和支架的架置数量,在采高较大的情况下,应打戗柱或架设戗棚。 四、采煤工作面过节理 节理是指断裂面两侧岩石断裂的构造,又称裂隙。其结构形式较为规律,在开采岩石中,通常会以节理地质构造优先进行开采。 五、顶板分类 由于顶板事故的频发,会经常出现岩石脱落现象,再加上开采人员的工作疏忽,甚至会使采煤工作面大范围冒顶。该现象频发的主要原因为煤层上有很多不同压力不同性质的岩石,也就是煤层顶板。从上至下分为(老顶-直接顶-伪顶,见表1)。老顶由坚硬岩石所组成,直接顶由砂质泥岩所组成,两者都具备相对的稳定性,在遇到节理、断层等地质构造时,顶板支护实施最佳的支护方式,顶板支护的效果好坏,直接影响事故的发生概率和频率。伪顶则是由松软的岩石所组成,其岩层非常薄,会随着开采而脱落,影响采煤质量。 六、顶板支护的类型 在开采过程中,常遇到倾向和走向出现变化的情况,煤层松软失去光泽,并时常出现岩溶和崩塌作用形成的岩石堆积体等等现象。对顶板进行适当支护才能确保煤层开采安全施工。不同的地理环境和地质构造,支护的方式也相应不同。支架和支柱的建立和使用,都是在开采实践中,通过对岩层压力计算得来。 1.端头顶板支护。在基础支护上,多人配合将机头机尾支架拉移,工作面与端头支柱的推进保持一致,木柱帽方向与巷道方向保持垂直。 2.侧顶板支护。侧顶板支护通常采用双排支柱的方式,在配合后排支柱的同时,使支架水平方向与支架高度保持一致。在回撤支柱时,操作人员必须保持安全距离进行回撤,按照先支后回的原则,用专业工具将侧面支柱取出,然后把回撤支柱按标准支好,为了确保操作人员安全,应先把支柱移出再进行移架。 结语 在全面提倡安全施工的今天,煤矿开采属于危险系数极高的行业,应更加注意开采工作的安全问题。顶板支护是防止事故发生的重要措施,在开采工作中重视顶板支护技术,重点发展顶板支护技术,坚持安全生产原则,能更好地促进开采行业的可持续发展。 地质构造论文:挑战者深渊地质构造的戏剧性演变 玛丽安娜海沟中的挑战者深渊是世界大洋的最深地点,它纵深海面下达10900米。这个裂缝据悉是由2个海洋板块垂直错动形成的,不过研究人员现已掌握的事实更具有戏剧色彩。迹象显示一个板块正被推向另一板块下,挤压作用力正把下沉板块劈成两半。 挑战者深渊的陷落沟渠地区坐落西太平洋,是卡罗琳板块和玛丽安娜小板块之间的界标。地震记录表明这里沟渠中的大多数地震显然震源都靠近地表,因此地震学家认为两个板块一定正在垂直相互错动。遂后夏威夷地球物理学和行星学研究所由帕特里夏・弗赖尔领导的研究小组利用最新地震学资料进行了一项更为精确的勘测,他们发现大多数地震实际上发生在地球深处。 这一发现说明卡罗琳板块正遭受挤压,深邃地嵌入玛丽安娜板块下。弗赖尔指出:“有些地震震源深达300公里地表下,那只能用一个板块正大力挤压另一个板块来解释。” 由于地震出现在靠近板块交界处,因此定位地震就有可能发现两个板块的边缘。利用这种解释方法,科学家就能查明在挑战者深渊周围的卡罗琳板块已经极其倾斜地潜入下面的地幔中。弗赖尔认为这么剧烈的地质构造活动最现实的解释是卡罗琳板块被肢解。这种地质构造活动促使部分板块分离并且迅速下沉,从而形成一个更为深邃的海沟。 弗赖尔研究小组对该地区所作的侧扫描声纳勘测也支持板块肢解的设想。侧扫描声纳勘测是地震波从海底以不同角度反弹回来呈现一个地表三维图像。研究小组在挑战者深渊以北发现那里海床上覆盖着地层碎片――迹象表明卡罗琳板块正被剧烈地拉伸,这可能正是板块之间碰撞撕裂的痕迹。 声纳勘测资料还揭示一个以前从未发现的海底地层区域,这一地域几乎和挑战者深渊一样深。弗赖尔为首的研究小组已正式将这个地区以他们的研究小组命名为夏威夷则绘研究小组深渊并且估测该深渊为海平面下10732米。它距离挑战者深渊约250公里,而且也是由下潜板块的地质构造肢解活动造成的。 认识玛丽安娜板块正怎样应对这类地质构造肢解活动,有望查明地震给该地区带来的危害,包括关岛。弗赖尔指出:“测绘板块断裂形态正在帮助我们解释波及关岛及其周边岛屿主要的地震类型和分布,这个地区可能会出现比以往确认更高能级的地震。” 地质构造论文:地质构造的主要形式及对矿山工程的影响 摘要:本文主要阐述了沉积岩、岩浆岩、变质岩的构造特点。地层赋存特点与构造的主要形式分为地层单位、岩层产状、地质构造主要形式。原岩应力在矿山工程中的地位和对矿山工程的影响主要有原岩应力在矿山工程中的地位和地质构造对矿山工程的影响。 关键词:地质构造;形式;矿山工程;影响 1 岩石的生成分类与构造特点。 岩石的生成一般分为沉积岩、岩浆岩和变质岩三类。 1.1 沉积岩 沉积一般以层状形式分布,呈现明显的层理性。按照沉积条件和成分不同可分为砾岩各种砂岩及钻土岩、各种碳酸岩,包括石灰岩、灰岩等。 机械性沉积岩的组成包括颗粒成分与胶结成分。粗颗粒沉积岩性质主要取决于胶结成分。胶结成分包括硅质、铁质、钙质及泥质等,硅质和铁质胶结的岩石较坚固,钙质胶结易于溶解,泥质胶结岩石遇水后会软化。 细颗粒沉积岩的性质与颗粒的矿物成分关系较大,主要有高岭石、蒙脱石、伊利石等成分等,这类岩石孔隙率小、渗透性差,遇水后易于泥化、有塑性变形,吸水膨胀。中、细粒砂岩的强度、渗透性以及抗风化性视颗粒组成与胶结成分不同而异。化学沉积岩石有不同的溶解性。 1.2 岩浆岩 依据成因一般分为火山岩和侵入岩。它的矿物组成与结构非常复杂。深成的侵入性岩浆岩形体大、结晶较均匀,喷出性火山岩一般含有不同的凝灰成分,并有间层等不规则结构。深成岩-浅成岩-喷出岩之间的强度和抗风化能力形成从高到低排列。 岩浆岩通常被视为均质、各向同性体,物理力学指标比较高。 1.3 变质岩 它随变质环境(母岩种类、温度、压力)的不同,有石英岩、片麻岩、板岩、大理岩等。通常具有结晶和定向排列结构;但其成分不同,变质程度也有深浅区别,所以,岩性差别较大。变质岩的母岩如是沉积岩,变质会改善其力学性质,变质程度越深岩性越好。 2 地层赋存特点与构造的主要形式 2.1 地层单位 在地质时代漫长不同发展阶段,地壳内形成各种不同的矿产资源。为便于寻找和开发矿产资源,要对各地的地层建立统一的名称和地质年代。国际通用的地层划分单位分界、系、统三级。地层对应的地质年代单位为代、纪、世三级。 2.2 岩层产状 地层产状指岩层的空间几何关系。其主要参数有:走向倾斜岩层面与水平面的交线,构成岩层走向线方向;倾向通常指岩层倾斜向下且与走向正交的方向,用其在水平面上投影所指的方向表示;倾角岩层层面与水平面的交角。 2.3 地质构造主要形式 ①地质构造形式。单斜构造在相应范围内岩层或矿体大致向一个方向倾斜的构造形态;褶皱构造岩层或矿体受水平挤压后弯曲,而仍保持连续性的构造形态。褶皱构造的基本单位是褶曲,褶曲是岩层的一个弯曲。摺皱构造分为背斜和向斜。背斜是岩层层面凸起的弯曲构造。向斜是岩层层面凹下的弯曲构造;断裂构造岩层或矿体受力后产生断裂,失去连续性和完整性的构造形态。断裂面两侧岩层或矿体没有明显位移的就是裂隙,断裂面两侧岩层或矿体发生明显位移的就是断层。②断层基本知识。断层的要素。断层面和断层线断层面指岩层沿之断裂的面,断层线指断层面与地面的交线;交面线指断层面与矿体或煤层的交线;断盘指断层面分开的两侧岩体,断层面上面的断盘叫上盘,断层面下面的断盘叫下盘;断距和落差断距是断层两盘相对移动的距离,落差指垂直断距;断层的走向、倾向和倾角断层面的走向、倾向和倾角即是断层的走向、倾向和倾角。 断层的分类。根据断层上下盘相对移动的方向可分为正断层:上盘相对下降,下盘相对上升的断层;逆断层:上盘相对上升,下盘相对下降的断层;平推断层:两盘沿近直立的断层面作水平移动的断层。按断层走向与岩层走向的关系可分为:走向断层:断层走向与岩层走向平行的断层;倾向断层:断层走向与岩层走向垂直的断层;斜交断层:断层走向与岩层走向斜交的断层。 3 原岩应力在矿山工程中的地位和对矿山工程的影响 3.1 原岩应力在矿山工程中的地位 构造应力通常以水平应力为主;因有构造应力存在,原岩应力的水平侧应力系数又经常变得大于1。构造应力虽然分布是局域性的,而由于它作用大,一般造成岩层和矿山井巷工程的破坏。 原岩应力是矿山井巷工程开挖前,地下未受扰动的应力分布状态。原岩应力的主要组成部分是自重应力和构造应力。构造应力一般指由地质构造运动引起在地壳岩石内的应力或者是其残余应力。目前还不能用计算方法确定。 原岩应力是引起地下结构荷载的主要因素。在地下工程中施筑支护后,支护限制围岩的变形或支撑破坏的岩石重量,同时也承受岩石的作用,这是围岩对支护的荷载(地压),支护荷载的能力直接与原岩应力有关。 3.2 地质构造对矿山工程的影响 ①构造应力的分析方法。研究地质构造形态与地质作用的关系能确定构造应力的主作用方向。这些关系是:褶曲的主作用方向和褶曲轴垂直,褶皱受扭剪作用而呈斜列式排列时,褶曲轴与剪作用斜交;断层通过断层性质和滑动方向,能判断最大构造应力的主方向;节理:岩层内X状节理的最大主作用方向平分X的夹角,并与一个节理面成45°-4/2;主作用方向和纵张节理平行,和横张节理垂直。②地质构造对采矿系统及巷道布置的影响。断层的影响:断层把原完整的矿床、矿体或煤田、煤层分为若干断块,给矿井掘进、运输、巷道维护及开采带来一些困难。断层附近岩石通常较破碎,支护困难;含水层水和地表水容易通过断层涌入井下,造成矿井涌水量增大和突水。 井田内存在大断层,会增加岩石巷道的工程量;一些矿井一般以大断层为井田边界;中小型断层也经常限制采区或盘区的划分,影响巷道布置,增加巷道掘进工程量,影响机械化设备的发挥作用和高产高效开采;断层两侧一般要保留矿柱,增加了矿体损失。 褶曲的影响:褶曲轴部顶板压力一般出现增大现象,巷道变形,不易维护,开采要加强支护;煤矿向斜轴部是煤矿瓦斯突出的危险区域;通常井田内阶段或水平运输大巷、总回风巷沿走向布置。褶曲使沿层布置的巷道出现弯曲。 地质构造论文:新疆艾维尔沟矿区厚煤层地质构造防突浅析 摘要:艾维尔沟矿区作为新疆维吾尔自治区重要的炼焦煤生产基地,位于新疆天山山脉中。根据艾维尔沟矿区的厚煤层地质构造的规律,分析厚煤层地质构造的主控因素等。在石门揭穿缓倾斜特厚突出煤层时,穿煤段距离一般长达几十米,抽排钻孔施工时,喷孔、卡钻严重,施工困难,无法一次性穿透煤层全厚,传统上只能采取分段防突措施,揭穿煤层。但分段实施防突措施,危险性大,揭煤时间长。为此,提出了复杂条件下的石门揭煤区域综合防突措施,对矿井在未采区域生产过程中防突措施设计工作有着一定的指导意义。 关键词:艾维尔沟煤矿 厚煤层地质构造 防突措施 新疆艾维尔沟矿区是新疆维吾尔自治区重要的炼焦煤生产基地,该矿区位于新疆天山山脉,坐落在新疆吐鲁番盆地西翼,交通便利,距乌鲁木齐市130公里,距托克逊县120公里,隶属新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市达坂城区管辖。 1 矿区厚煤层地质构造 1.1 构造特点。新疆艾维尔沟矿区内出露地层比较复杂,主要有古生界的石炭系、二叠系以及中生界的三叠系和侏罗系地层,其中石炭系地层和侏罗系地层为断层接触,三叠系地层与侏罗系地层呈角度不整合接触。矿区受冰达坂-夏热嘎断裂和红五月桥断裂控制的影响和制约,其次一级逆断层发育[1],严重破坏煤层。古生代地层受西南翼断层切割的影响,向北逆冲在中生代侏罗系地层之上,在一定程度上形成叠瓦状推覆构造。岩层和煤层倾角为9-25度,受断层破坏影响个别露头局部变化比较大,与东西两端相比较,矿区中部岩层和煤层倾角比较平缓,并且深部倾角逐渐变陡。矿区地表水及地下水的主要补给源主要是高山积雪融水,第四系孔隙水、基岩裂隙水及构造破碎带裂隙承压水等含水类型在不同程度上影响煤层气运移。 1.2 煤层及煤质。在整个矿区内,煤层的平均厚度为9米,并且中间润藏着干燥粉状的软煤层,纯煤总厚度最大为75.63米,最小为1.03米,平均32.20米。煤层比较稳定,并且多含夹矸;也有一些煤层属于不可采煤层。在物理性质方面,矿区内各煤层基本相同,煤岩组分主要是镜质,其平均含量高达83.71%,丝炭组分、黏土类平均含量为3.72%和12.1%。煤质以肥煤为主的气、肥、焦、瘦混合煤种,该种煤低灰及中灰、有害元素低、含油、热值高。由西向东煤类分布次为气煤、肥煤、焦煤、瘦煤[1]。 2 重要因素分析 在多种因素综合作用下,其结果是煤与瓦斯突出,对于突出来说,地应力、瓦斯压力、煤体结构及地质构造等发挥着关键性作用。 2.1 地应力对煤与瓦斯突出的激发作用。通常情况下,地应力主要包括原岩垂直应力、构造应力两种。其中原岩垂直应力受开采深度的影响和制约,比较明显的特征就是井巷掘进时显现地应力[2]。构造运动及形迹影响制约着构造应力。根据地应力实测结果显示,垂直应力、水平应力分别是金尼克理论值的1.05~1.78倍和2.69~4.76倍,并且分布不均匀。同时较大的剪应力存在于一些井田煤系地层内[3]。受残余构造应力的影响,进一步对突出起到激发的作用,进而在一定程度上极大地增加了煤与瓦斯突出的危险性。地应力还通过采掘活动形成的支承应力或集中应力激发突出,很容易造成事故。 2.2 地质构造对煤与瓦斯突出的控制作用。地质构造、煤层埋深、煤质与厚煤层中的瓦斯压力、瓦斯含量之间的关系比较密切。瓦斯压力、瓦斯含量随着地质构造的复杂化,以及埋深的增加、煤体破坏严重等进一步增大。在采煤过程中,与突出临界值相比,由于工作面瓦斯压力与瓦斯含量比较高。因此,在采掘活动中,瓦斯放散初速度、煤强度等是诱发突出的关键因素。另外,在采掘过程中,瓦斯的放散速度决定于构造煤的发育程度。受采掘集中应力的影响,厚煤层出现卸压、破坏、变形等,吸附的瓦斯被快速的解吸,进而在一定程度上形成游离瓦斯,该游离瓦斯拥有巨大的膨胀能,受集中应力的激发,进而促进煤与瓦斯突出的发生、发展。 3 矿区厚煤层地质构造防突措施的建议 由于艾维尔沟矿区坐落在天山山脉,受各期区域构造运动影响,矿区内构造较复杂,断裂较发育。在施工防突钻孔时瓦斯大、地应力大、打钻喷孔严重、卡钻、夹钻、高压水施工钻孔时遇见干燥粉状煤层不返水,在厚9米煤层中间分别在底板进入煤层2米中见第一层1米的干燥软煤层,进入5米煤层的时候见第二层2米厚干燥粉状煤层。对于矿区煤层来说,其构造条件在一定程度上影响了变质程度的发挥,同时断层可以切割煤层,进而煤层的连续性遭到破坏,进一步影响煤矿生产的正常进行,并且断层带附近也是瓦斯富集区,当瓦斯含量超过一定的限度后,容易造成煤与瓦斯突出,很难处理瓦斯与地应力,因此要做好以下防突措施。 3.1 迎头综合防突措施。①排放钻孔。由于煤层较厚,对于巷道迎头,通常采用排放钻孔的措施进行相应的处理,如果煤层能够被排放钻孔穿透,并且终孔间距控制在2米,那么钻孔往往要达到好几百个,进而在一定程度上增加了钻孔的工程量,并且由于钻孔较长,进一步增加了施工难度。根据设计要求,需要在前期的迎头上设计的钻孔数量超过一百个,同时采取措施确保穿煤钻孔的终孔间距为2米。但是,在施工最后10个钻孔过程中,依然出现喷孔、卡钻现象。为了确保施工的安全性,通常情况下需要将巷道轮廓线两侧的控制范围扩大到15米,在迎头两侧分别建造1个巷帮钻场,在钻孔数量方面,钻场内设计补打钻孔共计83个,在整个施工过程中,前后施工的钻孔数量总共268个。②水力冲孔。由于煤层比较厚,坚固性系数较小,而对应的瓦斯压力比较大,在对迎头排放钻孔进行施工时,引发严重的喷孔、卡钻、顶钻、埋钻等现象。在进行钻孔施工时,由于施工难度比较大,因此穿透煤层的下向孔只是少数。在提钻作业完成后,在部分钻孔中依然存在严重的喷孔现象。在施工作业过程中,由于钻头旋转破煤,进而在一定程度上增加了煤粉量,由于水压不足,导致煤粉难以带出;随着钻杆的不断深入,煤粉与水之间逐渐混合成黏糊状,钻杆的旋转进一步受到制约,随着煤粉的不断积累,排水的难度逐渐增加,影响排水的通畅性。在这种情况下,当煤粉积累到一定程度,整个钻杆就会面临被卡住的危险,甚至出现卡钻现象。 3.2 石门顶板岩巷防突措施。受煤层厚度的影响和制约,在对迎头排放钻孔进行施工时,钻孔施工的难度进一步增大,迎头施工通常情况下只能深入煤层20-28米,对于整个揭煤区来说,难以对排放钻孔实施一次性保护。因此,对迎头排放钻孔进行施工时,需要沿煤层倾向,将1条顶板岩巷修建在迎头后部拐点处,在风井东翼回风巷的水平方向上,顶板岩巷的投影为15米,与煤层之间的垂直距离为10米;同时在岩巷中布置2个钻场,在钻场中对钻孔进行施工,对迎头钻孔未保护的区域实施控制,进而对整个揭煤区进行一次性保护,实现治理工作面区域性瓦斯的目的。 3.3 顺层孔金属骨架及煤体固化措施。在施工过程中,由于煤层较厚,并且穿煤段区域比较长,整个穿煤段的突出危险性难以通过迎头测定的残余瓦斯压力进行准确的判断。因此,采用了探煤、施工顺层排放孔、掘进、探煤的循环进尺等方式对石门穿煤进行施工。在开展探煤工作的过程中,对于每个循环来说,探煤距离通常情况下需要控制在30米,对前方煤层的赋存状况进行准确的探明。在超前保护距离方面,对于巷道来说,其循环掘进需要控制在5米;顺层排放钻孔施工完毕排放一段时间后,开展效果检验工作。 3.4 防突管理保障措施。①明确防护重点,落实防突责任制,确保管理的专业化、规范化。防突措施施工通常情况下由跟班队干部或班组长到现场实施跟班负责。由专业人员、区队正职对于严重突出区或构造带等实施现场跟班作业,对于现场的状况进行及时的掌握,同时迅速采取必要的应对措施,对现场进行指导。②在施工过程中,全面贯彻落实防突措施,以及严格执行钻孔施工、效果检验联合验收签字确认制度,进而在一定程度上确保防突措施工程落实到位。③在瓦斯管理过程中,遵守“超前防范、及时应对”原则,全面执行瓦斯浓度超过0.7%的断电制度;对异常信息进行及时的捕捉,同时采取针对性措施对异常信息尽心管理,超前防范。④工作面煤层赋存、瓦斯涌出、措施施工等安全信息,通常情况下由区队技术员负责收集,同时对其进行及时的分析,并且严格执行请示、汇报制度。⑤全面落实科室、区队领导负责制,对于防突奖罚激励机制,奖罚等制度要严格落实,每季度兑现1次,不断激发全体员工工作的积极性。 地质构造论文:浅析吾祠煤矿地质构造特征对煤层的影响 摘 要:吾祠煤矿构造相对来说比较复杂一些,一般都是断裂发育,严重的阻碍了煤田勘察和开发,我们可以通过一些相关地质内容和煤田勘察资料做简单的分析,并且对吾祠煤矿构造特征及对煤系地层的影响进行深入的探讨。经过仔细研究我们发现,吾祠煤矿构造相对比较复杂一些,由于断层之间的相互切割效果,导致含煤地层受到了很大的破坏,平面上也会有各种各样的断块出现,在剖面上主要是以阶梯状抬斜断块等形式为主,这导致煤层面连续性受到了严重的破坏。有时煤层面的经常出现是由于缓倾角断裂现象导致的,这导致存量相对比较集中一些,煤的密度也会大大增高,由于断层面经常切割,使得煤系地层出现了变薄的现象,这样一来煤层就会提升一定高度,岩浆和断裂活动也会快速侵入当中,最后让我们煤的变质程度出现了南北极分化的特点,由于从南向北地质变化的程度会逐渐变大,这导致在断裂带附近地质变质程度较大。 关键词:煤矿地质构造;煤层;影响 1 吾祠矿区的地质概况 吾祠煤矿井口是福建省漳平市灵地乡,该矿区内部地形比较复杂一些,地处于低山地区,地势相差比较大一些,沟谷的切割程度也会比较深一些,这对降水或者排泄脏污有一定的帮助,也不会污染自然环境。本区地层有石炭系的林地组,二叠系中统的栖霞组、文笔山组和童子岩组,当中我们经常提到的童子岩组被称为煤系地层。吾祠煤矿的北面有一条江,这条江北称为晋江,这条江是受到大断裂的影响导致附近的地形十分复杂,并且煤系地层在最近这几年受到大自然的破坏也越来越严重。缓倾角断层发育,煤系地层受到严重的破坏。 1.1 地 层 吾祠矿区内部主要地层包括以下:统林地组、中上元古界麻源群、统栖霞组、童子岩组。其中童子岩组相对比较重要,这含煤地层相对比较多一些。在受到外力的影响之后,地质出现了断裂的影响,很多地层都无法保护完全,甚至有一些地层经常会出现倒置的现象。 1.2 构 造 ①褶皱。在矿区当中,一般1级褶皱发育地方大部分都是广平倒转向斜,童子岩组是其核心的部分,文笔山组、栖霞组作为童子岩组的两翼。而2级褶皱的构造方向正好位于1组宽缓背的方向进行构造,背斜轴附近会有非常密集而呈现摄像环状的断层,断层表面就好比是大树的年轮,横过褶皱核部,应该注意岩层分布的情况,老岩层的两次排列着比较新的岩层,这被称为背斜,如图1所示。 因为地质会出现各种各样的运动,这会导致我们的地质形成一种形态不一的褶皱,而且协调性也不是很好,一旦地质出现了断层,那么上盘地层就会从西面往东移动,并且轴部位也会从东南部位专向西南部位,在断层面的附近S形褶皱是经常出现,下盘S形褶皱相对不够稳定,呈现不规则的S形褶皱比较多一些。褶皱轴总体方向是从东北转向西北的方向,倾角比较陡一些,角度一般在15~30 °之间。如图2所示。 ②断层。在吾祠煤矿断层主要包括以下:缓倾角断层:一共有五条,分别是F0、F1、F2、F3、F101,另外还有SEE走向逆断层和SEE走向正断层,其中正断层包括四条,分别是:F4、F6、F102、F104。而逆断层主要是F103。断层面附近断裂的情况具有压抑的特征,挤压稍微紧密一些,有的时候经常会看到小型破碎揉皱中还带一点石英脉。根据相关调查发现,缓倾角破裂的缝隙比较小一些,并且宽度,不超过5 m,断层附近的扭曲程度也是不一样的,经常会看到破碎现象。在断层形态中,我们发现F0、F1、F2、F3、F101断层基本是保持一致形态。正断层断层带的宽度一般不高于10 m,并且断层角一般都是砾岩,硅质胶结。在童子岩组地层当中,正断层面是经常可以看到的,主要包括F4、F6、F102、F104断层面。一般破碎带的宽度在0~10 m之间,见表1。 2 构造对煤系地层的影响 2.1 褶皱构造对煤层构造形态的控制 由于受到各种地理问题的影响,导致地貌很容易受到地壳运行的影响最后出现变形,而且地形外貌相对比较弯曲。并且煤资源的地貌本身就是比较宽松,一旦地壳开始运动,那么整体结构很容易出现变形,例如我们会看到煤层较厚的地方和较薄的地方都比较多一些,相对比例比较均匀。这对褶皱的构造都是有一定的影响力,煤层有压力大的区域向压力小的区域流动,使得煤层出现中间厚,两边薄的现象。如果一旦出现了地壳运动,在垂直压力下,可能会造成煤层中间比较薄,两边越来越厚。 2.2 断裂构造的影响 缓倾角断裂对童子岩组煤层造成严重破坏,但也形成一些有利的因素,如因断裂使煤层重复,造成储量相对集中,含煤密度提高;或因断层切割,造成煤系盖层断失变薄,使主要煤层的埋深抬高而易于勘探等。 由于本矿井童子岩组一段地层的底部和顶部受限于F1和F3滑覆断层之间,而F1和F3滑覆断层又呈波状起伏状态,童子岩组一段地层保存的厚度与缓断裂的形态紧密相关。而井田的主要可采煤层均赋存于童子岩组一段地层中,当F1断层呈向斜出现时,保留童子岩组一段底部地层较完整,童子岩组一段底部地层的煤层就有可能被保留下来;当呈背斜出现时,底部地层保留较不完整,以下煤层常被断失。而F3断层却相反,呈向斜出现时,童子岩组一段上部地层被断失,煤层易被断失;呈背斜出现时,保留的地层较厚,主要可采煤层均有保存。由于煤层厚度原因,层间滑动构造的影响最后导致煤层之间出现了塑性流变产生厚薄不均等现象。地貌断裂造成的煤层结构的变化相对于褶皱构造来说没有特别的影响,其主要表现在断裂部位出现煤层加厚或者变薄现象,一些正断层由于引张拖拽作用,可导致断层附近上、下盘煤层厚度变薄,如图3所示。 地质构造论文:浅谈煤矿地质构造对顶板事故的影响 [摘 要]我国大多数矿井地质构造复杂,顶板较破碎,其中一些矿井顶板坚硬很容易在掘进和采煤过程中冒落,造成顶板事故,大多数顶板事故都是由于地质资构造不清造成的,因此查清地质构造对减少顶板事故具有重要意义。 [关键词]地质构造 顶板事故 1.引言: 高产高效矿井地质保障以地质量化预测为先导,以物探、钻探等综合技术为手段,并依托先进的计算机技术实现生产地质工作的动态管理来查清煤矿地质构造,它对矿井设计、采区布置、生产准备、采面布置到回采等各个层次或阶段提供可靠的地质保障,减少矿井顶板事故。 2.煤矿地质构造与顶板事故的关系 2.1 地质构造导致顶板事故 在大断层两侧,往往伴生中、小断层和裂隙,其形状大致与主断层相近,在顶底板为厚层砂岩的工作面最常见。尽管断层落差小,不影响工作面的布置和开采,但在顶底板岩层中产生了薄弱面,特别是小断层密集区段,两条不同倾向的小断层可产生离层三角岩块,对顶板管理危害极大。断层倾向与工作面推进方向对顶板控制和冒顶事故也有影响,当工作面推进方向与断层倾向相同时,顶板较难控制,岩块易离层下落砸人或推垮工作面,造成冒顶事故。 2.2 褶皱构造与顶板事故 褶皱构造是岩(煤)层在地质作用力的影响下,产生变形而形成波状弯曲且未失去连续性的构造形态。从地质力学分析,褶曲一般是水平挤压力或水平挤压剪切力作用形成,煤层要发生塑性流动或滑动,岩层受构造应力的作用,不同部位会产生一系列的裂隙、小断层、节理等内部小构造。特别是在褶曲轴部往往烈隙、节理更发育,岩层破碎,煤层暴露后吸水脱落,同时其轴部产状变化急剧,煤厚发生急剧挤厚压薄现象,回采中不易支护,易发生片帮及冒顶事故。其次褶曲轴部煤厚度易突变(变厚或变薄),小眼掘进时易发生煤层垮落事故。 2.2 断裂构造与顶板事故 由于断层的存在,使煤、岩层断开,两侧岩块相对位移,破坏了煤层的连续性。断层广泛发育于不同构造环境中,类型很多,特别是构造复杂的矿区,其断距、破碎带大小不一,对围岩破坏程度也不同,破碎带是产生顶板事故的主要部位;另外,常在断层两侧出现牵引褶曲、揉皱、挤压和破碎等现象,煤层和顶、底板中裂隙也显著增加,且常导致煤层厚度突增或压薄,生产中该部位煤(岩)层暴露后容易产生冒顶事故;还有一些顶断底不断或底断顶不断的小断层及层间滑动构造部位,由于受到构造应力的作用,围岩易脱落,且脱落面积较大,没有预兆,也易发生顶板事故。 2.3 岩浆侵入与顶板事故 岩浆侵入不但破坏了煤层的连续性和完整性,而且岩浆侵入煤层所形成的岩体,其边缘极不规则,在侵入体前缘的煤(岩)层中往往出现特殊的揉皱现象,煤理紊乱,具有旋窝状褶曲等小构造。如果没有掌握岩浆侵入体分布的特征和接触变质的规律,如果支护不当,容易发生局部冒顶现象。 2.4 煤岩组合与顶板事故 煤层的顶、底板岩层的岩石性质、厚度、结构构造、岩石强度、含水性是煤矿生产中确定支护方式和采空区处理方法的重要依据,它们是引发顶板事故的重要地质因素。由于煤系地层受到地质应力及后期构造变动影响,煤岩层均已产生形变,导致围岩破碎,顶板多变不平整,煤层形态多变。经实践证实,通常易引发顶板事故的煤岩组合情况有:①围岩节理和劈理发育地段,易产生煤岩层脱落伤人,尤其是雨季期间,水沿裂隙渗入,更易造成冒顶及垮帮事;②煤层伪顶完整性差,强度低,如果支护没有及时跟上,或支护手段、方式没有适应煤层顶板变化,也极易产生顶板事故;③岩层胶结物以泥质、粘土质为主的,容易产生顶板滑移和冒顶事故:④煤层厚度急剧变化地段造成顶板稳定性差,容易产生顶板事;⑤急倾斜煤层一旦发生局部冒顶时,由于顶板向下滑移,可能扩大成为大面积的冒顶;⑥以沼泽相、泥炭沼泽相为主的煤岩组合,在原始沉积时部分沉积物的表层可能发生风化,形成土壤层,高岭土化作用显著,这些地段容易发生冒顶;⑦煤岩结构复杂的煤层中往往含有多层夹矸层,开采中易发生夹矸至上分层脱落伤人事故。 3 防治煤矿顶板事故对策 3.1 加强地质预报工作 对目前正在生产的矿井通过收集资料、打钻、电测等手段查明地质构造的复杂程度和变化趋势、陷落柱分布范围、断层的延展性等,做到工作面施工前掌握地质构造和顶底板特征,做好预测预报工作。 3.2 认真编制工作面作业规程 结合实际情况,针对工作面的具体地质条件,制定详细的地质说明书和顶板管理措施,认真贯彻执行相关操作规程,并制定易于操作的实施细则,确保施工人员的安全,另外根据生产实际情况的变化,及时提出修改和补充措施,遇到地质条件特殊地段,如断层、褶曲、挤压带和顶板特别破碎地点,要采取与之相适应的特殊支护方式。施工前必须实行地质灾害评估制度,对于可能造成地质灾害隐患的地点保证相应的配套智力措施。 3.3 科学合理地设计、布置巷道 在充分查清矿区地质条件的基础上,井巷工程设计过程中,要避免在地质构造线附近布置巷道,因为垂直于地质构造线方向的压应力最大,是岩体产生变化和破裂的主要因素。要避免在断层、节理破碎带、泥化夹层等地质构造软弱面附近布置巷道。围岩的次生应力与原岩应力和侧压系数有关,应将巷道布置在顶板压力不会太集中、顶板稳定性较好的部位。 3.4 强化现场管理及生产技术管理 对顶板的检查与处理,是一项经常性而又十分重要的工作。技术人员要观测摸索本矿区不同岩石岩移的规律。科学地掌握顶板情况,在构造带附近的井巷工程、掘进面迎头、采煤面上下出口、切眼口,顺槽三角区等地点,要制定与之相适应的有效防范措施,加强支护。管理人员要经常深入生产第一线,明确职责,及时发现、解决顶板问题。矿井要建立群查、群防、群治的顶板管理制度,使一线作业人员及时处理顶板问题。对排查的安全隐患,按照轻重缓急的原则,定项目,定人员,定措施,定时间及时进行整改。整改结束后,由主管负责人组织进行验收。并在隐患处理单上签字。 3.5 避开地质异常区 掘进过程中不可能避开地质异常区,就应采取妥善的支护措施;搞好班组建设,充分发挥班组长在煤矿顶板管理中的作用。加强井下施工人员的培训和安全教育,提高他们的业务素质和安全管理水平,使他们在生产一线出现安全隐患时,能够正确判断,及时果断处理,避免顶板事故的发生。 4 结语 物探先行、钻探验证,查清地质构造,完善的技术措施,严密的现场管理,职工的安全意识,这几个环节链式配合,方能有效进行煤矿顶板管理,防止顶板事故的发生。 作者简介: 梁金波,1978年3月出生,男,工程师,专科,2003年毕业于黑龙江省双鸭山市工学院地质工程专业,现工作于新疆龙煤能源有限责任公司地质测量部,主要从事矿井地质工作。 地质构造论文:内蒙古地质构造单元划分及存在的有关问题 摘要:通过对内蒙古地质构造单元最新划分方案的研究,对部分一、二级构造单元的界线(如索伦――西拉木伦河结合带)和几个二、三级构造单元的划分提出了质疑,并且依据大量实际资料进行了讨论,提出了新的意见,供内蒙古广大地质工作者参考和合理的利用。 关键词:内蒙古;地质构造单元;划分;有关问题 一、地质构造单元划分 自新中国成立以来,有不少学者在进行全国地质构造单元划分的同时,对内蒙古的地质构造单元进行过不同的划分。如(黄汲清,任纪舜,姜春发等,1977)在中国大地构造基本轮廓的研究中,将内蒙古划为中朝准地台和天山兴安地槽褶皱区及额尔古纳地槽褶皱系;(李春昱,1981)对中国板块构造轮廓研究和划分中,将内蒙古划为中朝板块和西伯利亚板块两大板块;其中较为系统的划分始于1983年,开始编制的第一代内蒙古区域地质志,于1991年出版。当时依据的是槽台学术观点,将内蒙古划分为华北地台、内蒙古中部地槽褶皱系、兴安地槽褶皱系、天山地槽褶皱系、祁连地槽褶皱系等5个一级构造单元,并且进一步划分了17个二级构造单元和40个三级构造单元。(邵积东1998)将内蒙古划分为西伯利亚板块、华北板块和塔里木板块。(潘桂棠,肖庆辉,陆松年,邓晋福等.2009)将内蒙古也划为西伯利亚板块、华北板块和塔里木板块。(邵积东2010)将内蒙古划分为西伯利亚板块、华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块。 全国矿产资源潜力评价项目,内蒙古基础地质背景研究以板块构造理论和全新的思维,将内蒙古的地质构造单元进行了重新划分。但由于不同承担单位在认识上存在差异,所以在划分上仍有所不同。具体划分情况见图。 二、新的划分方案存在的主要地质问题 1. 索伦山――林西(西拉木伦河)结合带 索伦山――林西(西拉木伦河)结合带被划为Ⅱ级构造单元,在Ⅱ级构造单元的基础上又进一步划分了达青牧场――扎赉特旗俯冲增生杂岩带、林西残余盆地、西拉木伦俯冲增生杂岩带、索伦山蛇绿混杂岩带、查干乌拉俯冲增生杂岩带、苏尼特右旗坳陷盆地、桑根达来断陷盆地7个Ⅲ级构造单元。 在上述划分的讨论中,认为索伦山与西拉木伦河都有早二叠世的蛇绿岩,应为同一个构造带,并将其作为一级构造单元的分界线,这显然是错误的。 在西拉木伦河断裂带的南北两侧,确实为明显不同的两套地层系统,北部为晚石炭世本巴图组海相中基性火山岩、碎屑岩组合,含蜓化石Profusulinella -Pseudostaffella带和Fusulina-Fusulinella带;阿木山组海相碳酸岩、碎屑岩组合,含蜓化石Triticites带和Pseudoschwagerina带;早、中二叠世有寿山沟组海相碎屑岩组合,大石寨组海相中基性火山岩及碎屑岩组合,含海相动物化石,哲斯组海相碳酸岩及碎屑岩组合,含蜓化石Monodiexodina带,腕足化石Spiriferella-Kochiproductus-Yakovlevia带,珊瑚化石Plerophyllum crassoseptatum-Tachylasma zhesiensi-T.variabila带;晚二叠世为林西组黑色砂板岩的陆相地层,含植物化石Callipteris-Noeggerathiopsis带。南部对应的晚石炭世则为酒局子组碎屑岩夹煤层的陆相地层,含植物化石Neuropteris-Lepidodendron带;早、中二叠世则为三面井组海相碎屑岩、碳酸岩组合,含蜓化石Misellina ovalis-Parafusulina splendens带,额里图组陆相火山岩及碎屑岩地层,含Pecopteris tenuicostata, Emplectopteris minima,Danaeites mirabilis, Taeniopteris norinii,Annularia gracilescens等植物化石,于家北沟组海相碎屑岩夹火山碎屑岩,含海相动物化石;晚二叠世为铁营子组,以砂砾岩为主的陆相地层,含植物化石。建造类型明显不同,生物特征北部为冷水型动物群和安格拉植物群,南部则为暖水型动物群和华夏植物群,也均明显不同。构造分区特点明显,断裂带构造特征清楚,并见有早二叠世的蛇绿岩。这确实是一条重要的构造带。 但在索伦山构造带南部则为晚石炭世本巴图组、阿木山组、早、中二叠世大石寨组、哲斯组,是西拉木伦河断裂带以北的地层系统,并非是西拉木伦河断裂带南部的晚石炭世酒局子组、早中二叠世三面井组、额里图组、于家北沟组这套地层系统。那么,将索伦山构造带与西拉木伦河构造带相连,就是在同一套地层系统中,也就是在同一构造块体中划一条线,作为大构造单元分化性构造边界,显然不妥。 实际上,西拉木伦河断裂向西应从桑根达来――朱日和东南――白乃庙南与华北陆块边缘断裂相连接。主要依据:①这一线两侧分别为上述南北两套地层系统;②在朱日和东南通过近年区调填图,确认在北部为含Triticites的阿木山组与南部含Neuropteris植物化石的酒局子组之间为一断裂构造特征明显的大型断裂带,航磁异常图上为一明显的正负异常梯度带。根据这一可靠的资料依据,认为该断裂带就是西拉木伦河断裂带的西延部分,对西拉木伦河断裂的延伸有了准确的认识。至于索伦山断裂带向东如何延伸,尚需进一步研究。 2. 包尔汉图――温都尔庙弧盆系 包尔汉图――温都尔庙弧盆系为Ⅱ级构造单元,在此基础上又划分了朝阳地――翁牛特旗弧――陆碰撞带、温都尔庙俯冲增生杂岩带、宝音图岩浆弧3个Ⅲ级构造单元。 朝阳地――翁牛特旗弧-陆碰撞带的划分,仅根据山湾子陆源火山弧(O-S1)和青龙山镇晚石炭世俯冲火山岩,推测其至少在寒武纪末期和早石炭世末期发生过俯冲活动;而在朝阳地出露的超基性岩长轴方向与围岩新太古代建平群片麻理产状一致,就反映出新太古代之后的俯冲挤压特征,显然是缺乏依据。 温都尔庙俯冲增生杂岩带,主要指的是温都尔庙群,这种划分存在有一定的错误。原1∶20区调在温都尔庙群底部划出了玄武岩,并见有超基性岩。在胡尔嘎庙等3幅1∶5万区调中,经野外实地调查,发现有玄武岩,与超基性岩、辉绿岩岩石面貌特征相似,变质变形不强。而与真正划入温都尔庙群的绢云石英片岩、石英片岩、石英岩、磁铁石英岩夹大理岩及绿片岩等含铁建造明显不同,其分布特点也不尽协调。当时分析超基性岩和辉绿岩为基性脉岩或岩墙群,变玄武岩为包尔汉图群。 近年区调工作,周志广在西乌旗达青牧场西南发现了大量变质玄武岩,获得锆石U-pb同位素年龄421±2Ma;葛梦春在锡林浩特以东一带玄武岩安山岩中获得锆石U-pb同位素年龄411±59Ma,时代为奥陶纪,将其划归包尔汉图群。李承东等在温都尔庙一带于变玄武岩中获得锆石U-pb同位素年龄470Ma,于变质砂岩中获得相当于中志留世的碎屑锆石年龄。以此年龄将温都尔庙群的时代确定为寒武纪――中志留世。初航于变玄武岩中获得245-357 Ma,以此年龄将温都尔庙群置于晚二叠世――早三叠世。这显然是错误的。因为变玄武岩、安山岩并非温都尔庙群的内容,它不能够代表温都尔庙群含铁建造的形成时代。 另外,在构造单元划分讨论中认为,中、晚元古代大洋板块向南俯冲形成温都尔庙群俯冲增生楔,由温都尔庙群蛇绿岩、洋内弧和远洋沉积物堆积而成,并有高压变质带存在。 其中蛇绿岩指的是白音查干一带的碳酸盐化、滑石化蛇纹岩、绿帘绿泥石英片岩、绿泥片岩等枕状熔岩和蚀变辉长岩,温都尔庙地区的蛇纹石化橄榄岩、斜长角闪岩、斜长花岗岩。据1∶5万区调(1995)获得图林凯超基性岩Sm-Nd同位素年龄为1642±224Ma;斜长角闪岩锆石U-Pb同位素年龄1974.6Na;斜长花岗岩锆石U-Pb同位素年龄1906.0Ma。 洋内弧指的是温都尔庙群桑达来呼都格组钠长绿帘绿泥片岩、绿泥石英片岩、透闪石阳起片岩、硅质岩、磁铁化安山岩、大理岩等岩石组合,原岩为枕状拉斑玄武岩、安山岩、铁硅质岩。在绿帘绿泥片岩中获得锆石U-Pb同位素年龄值为1799.9Ma(1∶5万区调)。 远洋沉积指的是哈尔哈达组深海相二云母石英片岩、绿泥石英片岩、绿帘绿泥片岩、硅质岩、磁铁石英岩岩石组合。 高压变质带兰闪石片岩产在哈尔哈达组绿泥石英片岩中。据颜竹筠、唐克东等研究,兰闪片岩中有兰闪石、硬柱石、文石、多硅白云母、迪尔石、铁滑石等矿物出现,说明兰闪片岩属典型的高压相系。 上述认识存在明显的不妥或错误:①斜长角闪岩同位素年龄为1974.6Na,斜长花岗岩同位素年龄为1906.0Ma,这显然不是中新元古代,同时也不是蛇绿岩组合;②温都尔庙群中没有硅质岩和磁铁安山岩,而是有石英岩、磁铁石英岩;③二云母石英片岩、绿泥石英片岩、绿帘绿泥片岩、石英岩、磁铁石英岩、大理岩作为洋内弧和远洋沉积显然是错误的;④兰闪石片岩产在哈尔哈达组绿泥石英片岩中,说法不妥。不能将超基性岩、辉长岩、玄武岩、硅质岩、兰闪石片岩等蛇绿岩组合,甚至包括安山岩强加于温都尔庙群中,这是错误的。 在温都尔庙一带确实存在有蛇绿岩组合(硅质岩、枕状玄武岩、超基性岩、兰闪片岩、辉长岩、辉绿岩等),实际上是叠置于温都尔庙群之上的加里东期的蛇绿构造混杂岩带,与温都尔庙群不是同一套变质建造,不能将其并入温都尔庙群,温都尔庙群更不是俯冲增生杂岩。还需进一步研究,予以合理的划分。 3. 宝音图岩浆弧 内蒙古地质矿产勘查院将其划归包尔汉图――温都尔庙弧盆系,而内蒙古第十地质矿产勘查开发院将其划归了哈日博日格弧盆系巴彦毛道岩浆弧中,这种划分不尽合理。宝音图隆起呈北北东向分布,是分割内蒙古东西构造格局的一条重要构造带,应当单独划分。即使归并,也要考虑构造活动演化的相关性。 4. 恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带 内蒙古地质矿产勘查院将其划为恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带,内蒙古第十地质矿产勘查开发院将其划为恩格尔乌苏俯冲增生杂岩带。是一个被认为是华北板块与塔里木板块之间恩格尔乌苏洋封闭,碰撞对接带上的蛇绿混杂岩带。据王廷印等(1986)研究,带内具有层序较全的蛇绿岩组合。底部为变质橄榄岩(地幔岩),向上依次为堆晶岩、基性岩墙群、枕状熔岩和远洋沉积变质硅质岩,其次为块状海绵状硅质碳酸盐岩岩石等硅化型风化壳;堆晶岩由细粒角闪辉长岩组成,顶部见有斜长花岗岩;基性岩墙群为次玄武岩、辉绿岩、辉绿玢岩;枕状熔岩为拉斑玄武岩、橄榄玄武岩、安山玄武岩;远洋沉积为硅质岩、硅质碧玉岩、细碧角斑岩、锰结核等。它们以构造岩片侵位于上石炭统以本巴图组为基质的沉积地层中。带内发育有二叠纪俯冲岩浆杂岩(TTG)岩石构造组合。 作为蛇绿混杂岩带讨论是可以的,但作为俯冲增生杂岩带讨论,将其南部晚石炭世阿木山组以及石炭纪――二叠纪花岗岩出露区全部划为俯冲增生杂岩,可能不妥。从蛇绿岩的形成时代看,为早二叠世末期――中二叠世,那么,俯冲增生作用一定要晚于蛇绿岩的形成时代,由此可以说明,阿木山组以及石炭纪花岗岩不能是俯冲增生杂岩。所以,应考虑修订划分方案。 5. 敦煌陆块 划分方案中谈到,北山地区出露的变质基底岩系为中、新太古代高级变质的表壳岩、变质深成体和古元古代北山岩群云母石英片岩、黑云变粒岩、磁铁石英岩(下转150页)(上接87页)组合。中元古界古洞井群、新元古界园藻山群、震旦系洗肠井群,古洞井群、园藻山群为典型的盖层沉积,洗肠井群为冰积沉积。 上述划分方案存在以下几方面问题:①在内蒙古的北山地区不存在中、新太古代高级变质岩系;②北山岩群在黑鹰山-蓬勃山以南一带广泛出露,构成近东西向分布的古陆块,在其南侧与敦煌陆块之间为一浩瀚的古生代大洋,因此将其归属于敦煌陆块不尽合理;③中新元古界盖层沉积及震旦系冰积沉积,归属敦煌陆块,值得进一步讨论。 6. 大兴安岭弧盆系 划分了漠河前陆盆地、额尔古纳岛弧、哈达图――新林俯冲增生杂岩带、海拉尔――呼玛弧后盆地、红花尔基――李增碰山兰片岩构造混杂带、东乌旗――多宝山岛弧、二连――贺根山蛇绿混杂岩带、锡林浩特岩浆弧八个三级构造单元。主要问题有以下几点:①中新元古界佳疙瘩组为一套绢云片岩、二云片岩、绢云石英片岩、绿泥片岩、千枚岩组合,将其作为岛弧环境值得进一步讨论。另外将佳疙瘩组界定为南华系、将额尔古纳河组界定为震旦系缺乏依据;②新划分的哈达图――新林俯冲增生杂岩带缺少物质组成的论述,划分依据不明确;③锡林浩特岩浆弧,在文字讨论中认为是从华北陆块分离出去的古陆块,将其又划归于大兴安岭弧盆系二级构造单元,不尽合理;将达青牧场俯冲增生杂岩带划归于索伦――扎鲁特旗结合带二级构造单元,亦可不妥。锡林浩特岩浆弧与达青牧场俯冲增生杂岩带两个二级构造单元之间无明显的大的构造界线,这样划分显然不尽合理。 7. 地层区划 由于地质构造单元划分不合理,导致了地层区划的混乱。如晚石炭世本巴图组、阿木山组和中二叠世哲斯组在两个二级构造单元和三个三级构造单元中同时出现;乌宾敖包组在额尔古纳岛弧中出现,说明地质构造单元和地层区划的划分是错误的。同一套地层建造、相同的古生物化石组合,应当是在同一沉积构造环境中形成,不应将其划归不同的构造单元或不同的地层区。 本人通过详细研究全国矿产资源潜力评价项目对内蒙古地质构造单元的划分方案,发现存在诸多问题和错误,本次仅对上述几方面的问题进行讨论,并且提出不同的意见,供在内蒙古工作的地质工作者参考和合理利用。 地质构造论文:不同地质构造对煤层厚度的影响 摘 要:为了满足煤矿工作的需要,进行煤层厚度及地质构造环境的结合分析是必要的。在工程实践中,影响煤矿正常开展的因素诸多,我们需要科学辩证、认真分析,做好煤层厚度及地质构造关系的分析,从而满足现阶段煤炭勘探工作的要求,如果不能进行这个方面的深入分析,就难以得到影响煤层厚度的有效结论,这就不利于实现工程成本的控制,不利于工作效率的提升。该文就煤层的断层构造状况、褶皱构造状况、岩浆入侵状况进行分析,旨在解析地质构造与煤层厚度的具体关系,从而满足实际工作的要求。 关键词:地质构造;煤炭资源褶皱;挖掘工作;断层;岩浆侵入;煤层厚度 前言 为了有效提升煤炭开采工作的质量,必须要落实好煤层的勘察工作,在这个模块中,煤层厚度计算环节扮演着重要的角色,通过对这个环节的优化,可以获得良好的煤层厚度计算结果,从而做好煤层厚度测算的相关工作,满足现阶段煤炭工作的要求,实现对煤层厚度变化规律的深入分析,进行煤层厚度变化规律的有效预测。 1 关于褶皱构造影响状况的分析 (1)受到地壳运动的影响,地表以下的岩层会产生一系列的塑性变化状况,我们把这种构造形态称之为波状弯曲状态,这种褶皱构造对于煤层厚度的影响比较大。煤层自身也比较松软,受到构造应力的影响,很容易出现塑性流动状况,从而出现局部煤层的厚度变化状况。 在地表的垂直压力影响下,褶皱构造的变动导致褶曲轴部的压力增大,导致其两翼煤层的加厚,在这种状况下,背斜的轴部煤层厚度变薄。受到水平挤压力的影响,褶曲的两翼受力比较大。煤层形成褶皱的过程中,煤层内部会产生较大的压力差异,这种压力差异会产生一系列的塑性流动状况,从而导致两翼煤层的稀薄。一般来说,一些剧烈褶皱的煤田会出现较大的煤层厚度构造变化状况,出现一系列的不协调、不对称等褶皱状况,从而不利于煤层工作的有效开展。 受到纵弯褶皱应力的影响,向斜内部的煤层厚度不断增加,其两翼的煤层会逐渐的稀薄。受到横弯褶皱应力的影响,向斜槽部的煤层厚度不断增加,背斜顶部的煤层厚度不断降低。 (2)受到地质构造褶皱的影响,煤层会出现一系列的塑性流动状况,比如镜面滑动状况、搓碎状况等,这些情况都导致煤层厚度的分布不均匀,在其剖面图上会出现弯曲状况,其走向上也存在一系列的不规则变化,构造轴部的煤层厚度增加,其两翼煤层厚度变小,不利于煤层开采工作的有效开展。 2 关于断裂构造影响状况的分析 (1)一般来说,断裂构造对煤层厚度的影响比较小,褶皱构造对于煤层厚度的影响比较大。断裂构造的影响主要存在于以下几个方面,断层的形态状况、分布规模、特点性质等都会影响到煤层的厚度变化状况。 断裂构造状况的出现会导致煤层出现断层状况,这就导致煤层开采难度的提升,这就需要花费更多的工程成本进行开采工作的开展,难以实现工程造价成本的控制。 客观上来说,断裂构造对于煤层厚度的影响比较小,断裂构造对于煤层厚度的影响主要体现在断层状态、断层性质、断层分布等方面,这些方面的变化会影响到煤层深度的变化状况、煤层内部的空间分布状况。断裂构造让煤层的分布更具复杂性,不能实现煤炭开采工作的有效开展。在工程开采过程中,煤层的断裂区域存在诸多面积的煤炭资源,存在不同形式的煤层,这些煤层厚度不一、规模各异。如果存在较多的薄煤层,必然不利于煤炭开采工作的开展,褶曲构造的煤炭断层,不利于煤层开采工作的有效开展。 (2)如果其构造状况为背斜,那么扩张性裂缝是其主要的表现形式,这些裂缝的存在不利于煤层开采工作的开展,这些较大裂隙的破碎带,内部含水率比较高,受到拉应力状况的影响,煤层容易出现顶部破坏情况。如果其构造状况为向斜,就存在闭合性的裂缝,这些闭合性的裂缝面积比较小,具备良好的胶结性,含水量也比较小,对于煤层顶板的影响比较小。逆断层构造比较容易识别,在应力作用下,相对应的煤层区域的厚度会逐渐变薄。 (3)煤层厚度与层间滑动之间存在非常密切的关系。煤层受到不同方向的挤压力后,它的软岩层会产生流动状况,我们把这种状况称之为层间滑动。这种形态会导致煤层发生不断的变化,煤层的滑动过程中,其完整性会受到破坏,煤层内部的断裂性得到提升。 (4)在实践过程中,煤层厚度主要分为以下几个状况。剪切压薄型根源于煤层顶板的滑动状况,从而出现一系列的剪切应力,这会出现一系列的剪裂面状况,这些剪裂面与滑面相互交错,导致煤层结构形态的变化,导致其煤层厚度发生变化。断层内部的层间滑动状况,也会导致切蚀煤层的出现,导致其逐渐的变薄。滑动切蚀型存在于煤层的顺层状态中,受到层间滑动状况,其构造面发生了一系列的变化,煤层不断的变薄。 3 关于岩浆侵入影响状况的分析 (1)目前来说,我国的一些含煤层都出现了岩浆侵入状况,这种状况不利于煤层的连续性及其完整性的保持,导致其出现煤炭开采量的降低。这些岩浆接触到煤层后,会导致煤层出现燃烧状况,煤层就被破坏,它的粘性就被降低,这就难以保持器经济价值。岩浆的侵入不利于煤层工作的有效开展,特别是不利于煤层资源的保持,容易让煤炭质量变劣,从而不利于煤炭开采工作的正常开展。 岩浆侵入是影响煤矿建设生产工作正常开展的重要因素之一。煤层受到岩浆的侵入作用影响,煤炭在热变质作用的影响下,会出现煤层内部结构、煤层形态、煤层厚度等的变化状况。也可能增加煤炭的品种,有些煤炭成为了炼焦煤,这些煤种具备良好的经济价值。如果岩浆侵入过于强烈,就会导致较大的煤质破坏状况,甚至导致整个煤层成为天然煤炭,严重影响到煤炭开采工作的开展。根据岩浆入侵煤层的部位,我们可以将其分为不同的表现类型。 (2)岩浆侵入的状况与煤层的破坏状况密切相关,受到岩浆侵入的状况不同,它的煤层破坏程度也不同,如果岩浆存在过分侵入状况,煤层内部就会被岩浆过分侵入,就会导致煤层厚度的变小。受到不同岩浆侵入的影响,煤炭区域会出现不同的煤层状况,如果侵入严重,就不利于煤层结构的控制,很容易出现一些复杂性的煤层,这些煤层具备不规律性。煤层焦化现象主要存在于岩浆侵入与煤层的交接处,交接处的煤炭质量较差,质地坚硬。总的来说,相比于断裂构造、褶皱构造,岩浆侵入对于煤层厚度的影响最大,我们需要认真进行岩浆侵入影响的分析,满足现阶段煤层勘探工作的要求。 4 结束语 通过对不同地质构造对煤层厚度影响状况的分析,有助于我们进行煤炭工程勘探工作的开展,这需要我们针对具体的影响状况,展开具体分析,做好地质构造与煤层厚度影响关系的分析。
矿山地质技术论文:石料矿山地质勘查与找矿技术的认识 [摘要]文章在认识我国矿产资源状况的基础上,对石料矿山可开采性前提进行了综合描述,包括地形地质测绘、取样和测试、试采三方面,随后分析了进行地质勘查的主要内容并指出要采取积极的措施来不断的改进地质勘查的技术,提高地质勘查工作的质量和效率。最后结合现有的找矿技术进行分析,认清找矿中存在的问题并提出了建设性建议。 [关键词]地质勘查 找矿工作 技术分析 1石料矿山地质勘查方法和过程 (1)地形地质测绘。为了较为真实地反映石料矿范围内和附近的地形、地貌状况,需对石料矿山确定对应比例尺的地形图进行实测和测量标定矿区范围一定范围内的重要建(构)筑物的具体位置,利用地形图能比较准确地计算矿区范围内的石料储量,进行地形地质测绘工作,具体包括:查明岩体或岩层的赋存状态,矿区最低点与最高点的相对高差;岩石的花色品种及其变化规律、色斑、色线、有害矿物及有害岩脉、夹层情况及其变化规律;构造及节理裂隙的发育情况及其对开采的影响,可能产生的荒料块度;矿山开采条件,包括覆盖物厚度、风化带和破碎带深度,采场布设的方案,矿山公路的修筑里程及修筑条件等。 (2)取样和测试。石料的取样和测试项目有很多,本文选取装饰性、荒料率和出料率三个主要方面进行分析:①装饰性,即花色和光泽度的确定是将磨光的样品置于1.5m处目测,确定矿石颜色、花纹与光泽是否能达到商品的要求,与大批量样品或标准样对比,确定色调与花纹的稳定性,要求在小范围内不能有显著变化。同时,取样点的密度和具体位置的布局要以能控制矿体中矿石花色的变化为标准。②荒料率即在一定范围内采出的荒料体积与该范围内的原矿体积之比。③出料率是出材率是每立方米荒料所能产生的有效石料的面积,它是由矿山实际采出的荒料送加工厂再处理后得出的。(3)试采。试采是在拟投资开发的矿山上,选择有代表性的小块地段进行简单的手工或机械化采挖,判别矿山投资可能性的一种方法。试采过程中要随试采进展对采坑作详细地质记录,采取样品,进行必要的测试,记录其结果,并计算不同部位的荒料率、出料率和荒料及生产的成本。 2石料矿山地质勘查内容分析 (1)踏勘选点。石料矿山选点应根据当地建设和市场需求,通过路线调查,选择矿体岩性简单、延展稳定、断裂构造不发育、出露良好、覆盖层薄、风化浅、开采技术条件简单、交通运输相对方便以及开采对环境影响小、对公路、铁路、通信线和人居安全有保障的区域,还要充分考虑矿山开采完毕后的复垦还绿条件,合理划定勘查区范围。 (2)地质勘查。普通石料矿产勘查工作以地质观测研究为主,配合少量必要的探矿工程,填(测)制勘查区地形地质图,调查研究残坡积覆盖层和风化层的厚度与分布规律,基本查明矿体内部结构复杂程度和断裂构造对矿体的破坏程度;调查开采技术条件,测试石料的理化质量指标,编制勘查地质报告。地质勘查的重点是对矿山发展不同阶段的勘查工作,包括:①危机矿山接替资源的勘查,为了使矿山服务的年限得到延长,促进矿山的可持续发展,在重要的原材料和固体能源大中型矿山地区,要进行大规模的危机矿山接替资源的勘察工作。②对矿山生产阶段的勘查,矿山企业要对矿山服务的年限做好科学的规划和设计,合理、科学的对资源进行开发和利用,扩大资源储量;做好矿山的摸底探测工作,扩大找矿范围;利用先进技术,提高勘查效率。③综合评价和勘查共伴生矿和尾矿,制定相关的标准和政策来规范矿产尾矿资源的利用,调查资源。④关闭阶段的地质勘查工作。矿山企业要严格的按照法律的规定保护好矿山的环境。在矿山的开采的活动结束之前,闭坑的地址工作要做好,另外闭坑的地址报告要提交。 (3)原始编录、综合整理和报告编写。地质剖面测制、地质填图观测点、探矿工程等原始编录必须在实地(现场)进行,取准、取全第一性资料。各项原始资料应及时进行质量检查验收和综合整理。工作质量按现有的法律标准执行。勘查地质报告做到内容齐全、重点突出、数据准确、真实可信。 3找矿工作分析 (1)找矿工作的重要技术分析。包括:①找矿方法的综合利用和联合解释。从岩石的物理性质差异的角度出发认识深部地质结构和成矿规律时利用先进的技术,在测量时用精密的地球物理仪器,这样才能够获得准确的数据。对于数据和图标要进行适当的校正,将高精度的资料图谱输出;为了达到高水平的解释效果,要加强各个与地质勘查工作相关的研究人员之间的密切的合作。②甚低频电磁方法。这种方法方便快捷,勘察迅速,勘察的方式也比较灵活。首先用Fraser滤波等处理所测得的数据,将掩盖区异常的地质体和产状以及展布的方向根据地质研究控矿规律和矿体的赋存规律进行有效的圈定,进行矿体空间赋存部位预测,最后提供找矿额度依据。 (2)找矿工作存在的问题分析。我国地质勘查经过多年的发展,尤其是在进行了地质人才管理机制的改革后,地质勘查得到了人才队伍逐步精炼,已经基本上能够满足我国社会经济发展的需要。但是依然存在一些问题:①基础地质勘查工作投入相对较少,找矿缺乏基础地质资料保障。②尚未建立市场为主导的地质找矿机制,地质工作市场主体缺位。③地质科技创新能力不足,专业人才结构不合理。体现在专业使用不合理,技术人员和地质勘查队伍不稳定等诸多方面。 (3)解决找矿工作问题的建议。建立适应市场经济多元化的投资平台,以地质勘探为契机,建立一个统一的,有竞争力的,开放、有序的矿业市场和交易平台,建立对企业的重点在矿产勘查领域的大型国有投资挖掘市场主体地位。 控制投资结构,增加国家和地方地质勘查业的政府投资,过滤投机性投资的政策引导,刺激社会资本。鼓励各级地质工作的实际投入水平,提高公众福利,并加快技术水平。促进地质找矿工作的重大突破,必须符合社会主义市场经济体制的要求,遵循市场经济和地质工作的法律规则,充分发挥市场配置资源的作用,充分发挥各方的积极性,按照新的工作思路,依靠政府调控和市场监管来实施找矿工作。 4结束语 总之,充分认识找矿工作中面临的问题,做到“对症下药”,结合现有的找矿技术不断的开拓新的有效的找矿的技术提高地质勘查工作的效益,使矿产资源短缺的现状得到缓解。实现勘查矿产资源的有效整合,地质找矿要素的优化组合和石料矿山企业的有效发展。 矿山地质技术论文:关于矿山地质灾害危险性评估中几个主要技术问题的探讨 摘要:当前,只有针对矿山地质灾害进行危险评估工作,探讨其中涉及的专业技术问题,才能有效降低地质灾害造成的危害。本文简述了矿山地质灾害危险性评估范围的确定方法,列举了矿山地质灾害危险性分级评估标准,明确指明了矿山地质灾害防治技术的注意要素和实施建议。 关键词:矿山 地质灾害 危险评估 技术问题 探讨 矿山地质灾害会对矿山周边居民的生产生活造成影响,严重时会导致人员伤亡事故的发生,还会对自然资源造成浪费,不利于国家经济的可持续发展。近些年,我国大小矿山地质灾害问题频发,给国家和人们造成了巨大的损失,严重影响了社会的稳定发展。国家必须要制定出一套切实可行的地质灾害危险评估方案,运用相关的技术条件有效降低地质灾害造成的不必要的损失。 1 矿山地质灾害危险性评估范围的确定方法 划定矿山地质灾害危险性评估范围是灾害危险评估中的重要环节,能为后续工作打下坚实的基础。划定评估范围就必须要以计划采矿用地范围为依据,由矿区外缘向外扩散一个特定范围,当遇到特殊的地段时,可以根据具体情况,将整个发育区和有可能造成事故的地区划分到危险评估范围中。针对以下几种情况,地质灾害危险评估范围确定方法也存在差异。 1.1 露天开采矿井的地质灾害危险评估范围 露天开采矿井常见的地质灾害有滑坡、地陷、地裂、崩塌、瓦斯爆炸和地下透水等,除此之外,还有可能遭受到因露天矿井边坡失稳而引起的一系列二次灾害。所以,在研究推算露天开采矿井的地质灾害危险评估范围时,一定要考虑到矿井边坡稳定性的问题,严密地计算出矿井边坡的影响范围,并以此为推导依据,确定露天开采矿井的灾害评估范围。 1.2 地下开采型矿井的地质灾害危险评估范围 地下开采型的矿井由于深入地下作业,在开采完成之后很容易形成采空区,使得矿井上覆岩层出现变形情况,从而引发一系列的地质灾害。在研究推算危险范围的时候,一定要运用专业的推导公式进行运算,并结合实际情况,周密地考虑到上覆土层的厚度等因素的影响,以此确定下地下开采活动形成的地表裂隙范围。 1.3 特殊地段的地质灾害危险评估范围 当勘测活动遇到一些特殊的地段,如泥石流高发地段、地陷区等,工作人员应该结合实际情况和自身的经验,将灾害危险评估范围扩大到100米之外的安全地带。 2 地质灾害危险性分级评估标准 2.1 危险性较大的情况 一般来说,矿区周边的沟谷区、具有发生滑塌事故的地形条件地带和土地沙漠化严重地区发生地质灾害的可能性较大。不仅如此,采矿矿层厚度和层数大小也是影响矿区发生地质灾害的重要条件。当采矿矿层厚度超过十米、采矿层数超过两层时,危险系数将会直线上涨,大大增加了矿坑突水事故、瓦斯爆炸事故和矿山自燃事故的发生几率,会对井下作业人员的人身安全造成巨大危害。除此之外,该地段还很有可能会出现泥石流灾害,对矿区周边的自然环境造成严重破坏。 2.2 危险性中等的情况 在矿区周边的风沙地貌区、曾经出现大面积地陷灾害或具有轻度水土流失现象的地区较为容易发生地质灾害。这些地区开采矿层厚度一般大于三米,但采矿层数仅为一层,上覆基岩和土层的厚度往往超过七十米,较为坚固,不易发生形变。该区域的居住人口较少、密度较小,居住范围较广,人口分布较为分散。而且,这些地区基本不具备诱发泥石流的条件,相对来说较为安全。 2.3 危险性偏小的情况 地质灾害危险系数较小的地区往往不存在滑塌情况,水土流失情况也较为轻微。这些地区不仅开采矿层厚度小于三米、采矿层数只有一层,而且上覆基岩和土层的厚度超过七十米,极不容易对地表造成裂隙或其他地质灾害,一般不具备泥石流的诱发条件,基本上不可能出现滑坡泥石流灾害。 3 矿山地质灾害防治注意要素 相关部门进行矿山地质灾害危险性评估工作,主要是为了保障矿区周边居民的人身财产安全不受到损害,最大程度上保护矿区周边地区的生态环境不受采矿活动的影响,迎合了国家的可持续发展战略要求,能有效防止地质灾害的发生。 3.1 数字化矿山的运用 数字化矿山平台包含了许多系统(如图一所示),它可以通过数据仓库集成技术,建立完备的矿山数据资料中心,有效地整合和利用生产数据。除此之外,还能够借助地质测量模型和三维仿真等核心技术,帮助降低矿井安全生产和管理难度,是一项十分实用的现代化技术。 数字化矿山是数字化地球在矿山开发中的应用,通过在矿山范围内建立一个三维坐标主线的方式,将矿山中的主要信息构建成一个专业的矿山信息模型,帮助工作人员快速精准地了解矿山中的各种信息。 一般来说,结合矿山安全监测数据和虚拟现实技术,能够有效为矿业的生产、经营、管理、安全等提供原库调用服务,能够为矿区的地质灾害危险性评估工作提供技术支持,以达到减少工作人员的负担、推动工作进度、提高工作效率的目的。 3.2 加强日常生产地质管理工作 3.2.1 有效延长矿山寿命 矿产资源是短期内的不可再生资源,一座矿山的矿产量有限,要想延长矿山的寿命,就必须要加强地质管理工作,扩大对盲矿和新矿床的找寻范围,运用科学化的技术手段,提高找矿的准确度,结合新的理论和技术,尽可能地延长矿山的使用寿命,体现科学发展观的重要思想,实现资源的优化配置。地质技术管理工作还能解决由于矿山复杂的内部结构而导致零碎小矿体难以开采的问题,极大地提升了小矿体的回采率。 3.2.2 矿产资源的合理开发利用 在地质管理过程中,必须要采用有力措施、结合先进的科学技术手段,实现矿产回收率最大化。矿山在开工建设之前,必须要保证工作人员进行实地考察以获取健全的地质数据资料,为后续评估工程提供充足的数据支持,达到防治矿区地质灾害的目的。 3.3 工程措施 在具体的防治过程中,应该时刻提高警惕,尽量在灾害发生前进行有效预警和防御措施,对于可以避免的地质灾害尽可能地采取避让的态度,如遇到实在避免不了的地质灾害,则一定要结合先进的科学技术,制定出一个切实可行的灾害治理方案,以确保矿山工程的安全、顺利运行。 地质灾害防治工程的技术类型主要可以分为三类(如图二所示):主动型、被动型和复合型。 4 结束语 综上所述,近些年,我国大小矿山地质灾害问题频发,不仅对社会的稳定发展造成了恶劣影响,也给国家的自然资源和人民的人身财产安全造成了巨大损失。国家必须要针对矿山地质灾害问题进行危险评估工作,以有效降低地质灾害造成的危害,使国家自然资源得到优化配置。还应该制定出一套切实可行的地质灾害危险评估方案,分三种情况(露天开采矿井、地下开采型矿井和特殊地段)去划定地质灾害危险评估范围。可以通过对矿区周边地区的地形、地貌特点开采矿层厚度和层数等信息,分析判断出该地区出现地质灾害的风险等级;还可以通过加强日常地质管理工作、使用数字化矿山平台等方式实现矿山地质灾害防治工作,尽可能地避免不必要的人员伤亡和经济损失。 矿山地质技术论文:露天开采矿山地质环境保护与治理恢复技术初探 [摘要]矿产资源开采对生态环境所造成的破坏日益严重,尤其对于地质环境的破坏影响十分深远,因此在强调环境保护的同时,应运用治理恢复技术来保护矿山周围环境。本文简单介绍了露天开采对地质环境所造成的破坏,分析了相应治理技术的应用。 [关键词]露天开采 地质环境 治理恢复 对于露天开采矿山来讲,土地资源和自然环境的破坏十分严峻,想要从根本上解决矿山周围的环境问题,将土地生态功能恢复到合理水平,就需要开采方对矿山开采所破坏的自然环境进行科学评估,以及采用相应技术手段来治理恢复,在保护矿山地质环境的同时预防重大地质灾害事故,最终实现矿产资源经济可持续发展。 1露天开采矿山所形成的地质环境问题 露天开采矿山所形成的地质环境问题主要分为以下几点,首先是耗费了大量土地资源,遭到破坏的土地无法得到有效利用,矿山原有生态系统被打乱,如果不利用技术手段进行治理,土地便难以恢复成为可以带来经济效益的土地,此外,矿山边坡因开采而失去稳定性,容易发生地质灾害,露天开采后造成的废弃物持续污染着矿山周围的地质环境。 开采矿产避免不了破坏原岩结构,而采剥作业则让边坡岩体内的原始应力失去作用,进而形成次生应力场,在结合其它外因的共同影响下,边坡岩体很容易出现变形,岩体稳定性降低,最后发生散落、滑落甚至坍塌。随着露天开采作业的深入,如果气象骤变,例如发生强降雨或地震等,高边坡在重力作用下很有可能诱发泥石流、滑坡等严重地质灾害。 2矿山地质环境保护及治理手段 矿山地质环境保护及治理的目标在于使自然和经济综合效益得到共同提升,矿山开采需要遵循一定原则,其中包括影响最小化原则、无害化原则等,注重生态系统保护和恢复,对严重破坏的自然环境要予以治理和重建,配合国家相关立法,最后让矿山地形、边坡、植被恢复到合格标准,与地区周边环境保持一致。 根据矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性,矿山地质环境影响现状与预测评估结果,露采区为矿山地质环境影响严重区,划分为矿山地质环境重点防治区;排土场和工业场地为矿山地质环境影响较严重区,划分为矿山地质环境次重点防治区;其他区域为矿山地质环境影响较轻区,划分为矿山地质环境一般防治区。矿山地质环境保护与恢复治理工程主要包括地质灾害防治工程,含水层影响与破坏防治工程,地形地貌景观影响与破坏防治工程,土地资源影响与破坏防治工程。预测开采后的采坑有引发崩塌的可能性。保护及治理措施必须根据露天开采环境而制定,结合矿山实际生产情况编制具体治理细则,因地制宜、综合利用,以最小化投资赢得最大经济效益和环境效益。 2.1环境保护及治理任务目标 根据露天开采矿山的地质环境保护和综合治理恢复目标,可以将具体任务分类成以下几点。 第一,全面评估周围地质环境,对当前生态系统现状全面调查,然后出具现状评估。 第二,以露天开采作业进度为基础,编制配套的矿山地质环境问题预测评估。 第三,结合现状评估和矿山地质环境问题预测评估结果,将地质环境保护与恢复治理加以区分。 第四,让分区结果落实到露天矿山开采计划当中,总体部署地质环境保护及恢复工作分期目标,包括对应的阶段与实施对象。 第五,按照分期目标和实施对象来开展矿质地质环境保护及治理恢复工作。 2.2露天开采场地恢复治理 露天开采场地的恢复治理可以选择对底层平台进行回填,而回填材料的选择主要根据阶段性开采作业形成的废弃矿渣和剥离岩土,回填治理的高度并非时是将其还原,而是确保治理后的露天开采矿坑和废弃采矿平台具有合理的地面坡度,符合自然排水要求。 具体回填作业参考以下三个方面:首先,在露天开采台阶上设置排水沟,让地表水经过排水沟流向原有的排泄口,降低台阶积水。 此外,可选择在未来开采作业中所形成的废弃矿渣及剥离废土对露天开采场地回填,各个采矿平台表面全面用土覆盖,厚度建议保持在0.3m。 最后,回填中可以根据废弃矿渣大小,自下而上按照由粗到细的顺序来进行回填和碾实,防止表面废石粒径太大而造成渗透,最终地面设计坡度不应大于10°,符合自然排水要求。 2.3治理排土场 刚落成的排土场很容易因暴风雨而出现坍塌,矿区内的废弃矿渣和剥离废土如果无序排放,其稳定性很容易出现变化,所以可通过一定治理方法来实现防护:1.削坡整平 ,降低坡高和坡角,或者削坡整平;2.边坡加固和支护3.为坡面设计排水沟,降低坡面因露天开采而形成的侵蚀及滑坡可能性。排土场治理过程中,需要充分利用开采作业前收集到得表土来覆盖表层,如果没有合适的表土,也可以用不具污染性的物料来覆盖。 2.4治理土地植被 露天开采矿山会形成一些推积和挖损,地貌遭到破坏,影响原本的自然景观,使矿山地形地貌与开采前发生变化,损坏了原有土地资源和地表植被。针对这一问题,在露天开采工程筹备阶段以及挖损前,可选择对即将受破坏的场地进行表土剥离,首先把表土存放在客土场,等到恢复治理时再用表土进行恢复。利用栽植技术将邻行定植点错开,确保定植时苗干竖直,深浅得当,填土后踩实,最后再覆盖虚土。栽植深度最好超过苗木根颈,栽植后立即浇水,提高造林成活率,最后要实行一定抚育管理,保证造林成活率的同时,让植被恢复到最佳水平,抚育内容主要在于浇水、看护和松土,控制浇水量,不同干旱程度要适度选择浇水,力求不旱不涝,然后防止病虫,实现苗木成林。 3结束语 露天开采矿山会加剧地质环境恶化,这是客观存在的事实,因此我们应当充分重视这一问题,对开采作业产生的土地破坏、地形地貌景观破坏以及植被破坏进行治理,最大程度上防止矿山地质环境的不断恶化,让开采作业取得经济效益的同时保护自然生态环境,将因露天开采造成的生态环境问题及时有效的弥补和恢复。 矿山地质技术论文:浅谈矿山地质环境治理方法与技术 摘要: 本文根据工程实践,阐述了京昆高速沿线(保定段)矿山地质环境治理方法与技术,对工程取得的成功经验及工程中存在的问题进行了分析和阐述,与业内同行进行探讨。 关键词: 矿山地质环境;掌子面治理;采矿平台治理;废渣堆积边坡治理 0 引言 京昆高速沿线保定段满城县境内周边建有多处建筑用白云岩矿山,矿山经多年开采形成多处残岩断壁、采矿平台、废渣堆积边坡及多处崩塌、不稳定边坡灾害隐患。矿山开采彻底改变了原生地形地貌和景观,取而代之的是千疮百孔、弃渣漫山的人文景观,影响河北省对外形象。为改善京昆高速保定满城县境内段的交通运输环境,确保京昆高速安全运营,保定市国土资源局对其沿线建筑用白云岩露天矿山采取了关、停、并、转(搬迁)等管理措施,自2012年6月开始,先后开展了系列矿山地质环境治理工程,本文对相关矿山地质环境掌子面治理、采矿平台治理、废渣堆积边坡治理、绿化工程树种选择等方法与技术进行总结,对取得的成功经验及工程中存在的实际问题进行分析和阐述,与业内同行进行探讨。 1 掌子面治理工程方法与技术 保定满城县境内段建筑用白云岩露天矿山,因采矿活动形成的掌子面均为高陡岩质边坡,边坡高度一般为10m~100m,边坡角度一般为45°~75°,爆破开采在掌子面上形成厚薄不一、大小不等的危岩体,易发生崩塌或掉块。 京昆高速公路距矿山地质环境治理区的距离一般在100m~1000m,部分治理工程局部位于爆破安全范围以内,因设计工作多回避爆破施工方案,工程中一般禁用爆破法施工。掌子面危岩清理及掌子面上种植池或台阶开凿等一般采取人工结合机械的手段,因未受爆破震动影响的岩层岩石坚硬,工作面高且狭窄,决定了在掌子面上开凿种植池或台阶十分困难,甚至不可能。但治理工程涉及的掌子面均在高速公路的可视范围以内,掌子面的治理效果直接决定了整体工程的治理效果。因此,掌子面治理工程既是工程的治理难点又是工程治理的重点,选择有效、合理的治理方法与技术十分重要。 1.1 掌子面危岩清理 1.1.1 危岩清理方法与技术 掌子面危岩清理主要包括两个方面:一是残存在掌子面岩坎、岩腔或裂缝中的块石和碎石;二是受爆破震动影响或被裂隙切割形成的危岩体。工程设计一般根据掌子面的高度、危岩体数量和规模大小、坡面和坡顶松散物情况,综合考虑确定清危方法和工艺。一般根据危岩实际情况,掌子面岩坎、岩腔或裂缝中的块石和碎石,设计采用蜘蛛侠人工清理方法,主要工具为撬杠和锹镐;受爆破震动影响或被裂隙切割形成的危岩体,因需清理量大,设计采用搭设综合脚手架人工清理方法,主要工具为撬杠和千斤顶。 1.1.2 上述清危方法优、缺点 人工结合机械手段清理危岩的方法,优点是投入少,比较安全。缺点是坡面的大块石、受爆破震动及裂隙切割形成的危岩体,因体积大、需清理量大,人工无法彻底清除,宜留下安全隐患。为彻底消除掌子面崩塌地质灾害隐患,对人工无法有效清除的较为集中的危岩体,建议设计之初即聘请具有相关资质的单位编写爆破专项设计,在保证高速公路运营安全的前提下尽可能采取浅孔爆破法进行清除。 1.2 掌子面绿化工程 以京昆高速沿线(保定段)矿山地质环境治理恢复二期项目施工A包为代表工程,设计掌子面绿化工程为在掌子面上利用凿岩设备等距(6m)开凿种植台阶,开凿台阶宽度一般0.6m,高一般0.8m,台阶上砌筑种植池,外缘用M10水泥砂浆砌筑水泥砖池壁,壁厚0.12m,高度0.4m,然后在种植池内覆土,前后栽植爬山虎两排,每延米栽植爬山虎幼苗5棵,以达到垂直绿化的目的(其他工程类似绿化方法为在掌子面上利用凿岩设备凿取种植池,“品”字形布置,种植池间距2m,行距不大于12m,种植池长、宽、深基本规格为1m×1m×1m,然后在种植池内覆土种植爬山虎。 工程实践表明,在高陡掌子面上利用凿岩设备开凿种植台阶,因岩石坚硬、施工空间狭小,施工十分困难。人工开凿台阶、台阶砌筑种植池绿化方法的优点是可以实现掌子面全面绿化,绿化效果较佳;缺点是工艺烦琐、施工困难、施工周期长、存在诸多不可预见因素。 2 采矿平台治理工程方法技术 2.1 平台整理 设计一般要求根据采矿平台的现状,“因地制宜”,“随坡就势”进行平整,避免大开大挖,防止出现新的地质环境问题。平台整理以机械手段为主,辅以人工相结合。平台整理宜充分利用掌子面治理工程形成的废渣,粗粒铺垫于底层、细粒铺垫于顶层,回填废渣宜采用推土机分层碾压法,单次回填厚度不宜大于30cm,碾压遍数3~4遍,压实系数宜不小于0.93,废渣回填总厚度以不小于1m为宜,以为生物工程绿化提供基础条件。 2.2 覆土造地及植被绿化 采矿平台覆土造地及植被绿化工程,设计多采用全覆土造地生态重建技术。这种方法是完整基岩土地复垦与生态重建最有效的方法,其工艺简单,易于实施,亦称客土法。即从异地运进土壤,覆盖在采矿平台之上,客土厚度一般60cm以上,以利于植物生根发芽、成活为原则。 工程实践表明,受场地地形条件等制约,掌子面清危工作多不彻底,掌子面残留危岩与碎石在雨、雪等作用下仍可能崩滑,崩滑物有可能对平台上的治理工程及重建植被造成较严重的破坏。因此,采矿平台治理工程中建议在掌子面坡脚设计构筑崩塌缓冲接收平台,以降低坡面高差,尽可能避免掌子面崩滑物对平台治理工程及植被造成破坏,并有效减缓坡面雨水对采场的直接冲刷。建议接收平台坡面坡度宜在3°~5°之间控制,平台宽度视掌子面坡脚废渣储量决定,高度不宜大于3m。另外,由于工程区域属于地下水和地表水缺乏的地区,为解决矿山土地复垦后植被生长用水问题,建议采矿平台治理工程根据实际情况,利用平台上的采坑尽可能设计建造蓄水池。此方面,京昆高速沿线(保定段)矿山环境治理一期项目施工A包,利用采矿平台深坑建造了一集水池,取得了成功经验,值得借鉴。 矿山地质技术论文:地下开采矿山地质环境保护与恢复治理技术初探 摘要:矿产资源的不合理开发利用,产生了各种矿山地质环境问题。文章以新郑市井采煤矿为例,从开采引发的地质灾害、对含水层的影响与破坏、对地形地貌景观的影响与破坏以及对土地资源的影响与破坏进行了现状、预测分析,并提出了相应的预防、治理措施与建议。在矿山开发过程中保护矿山地质环境,以减少或防止矿山开采活动造成的地质环境影响与破坏,促进矿产资源的合理开发利用和经济社会、资源环境的协调发展。 关键词:煤矿;地质环境;环境保护;王行庄 王行庄井下开采煤矿位于郑州市南40km处,矿井自2004年开始建设,2007年正式投产。矿区登记面积71.89km2,该矿主采二1煤层,兼采二3煤层,矿山剩余服务年限 80 余年。矿井采用立井开拓,罐笼提升,中央并列式通风,采用走向长壁后退式采煤法开采。矿井设计生产能力为 120 万吨 / 年。 采矿活动对矿山地质环境的影响 地质灾害危险性分析 根据实地调查,目前矿田有地面沉(塌)陷8处,形成地面沉(塌)陷区0.77km2,造成地质灾害危险性较大;地裂缝11条,影响面积0.25hm2,多见于塌陷区边缘,规模为小型,地质灾害危险性小;黄土崩(滑)塌地质灾害2处,崩塌体小于200立方,规模为小型,地质灾害危险性小[1]。 矿山开采引发、加剧和遭受的地质灾害主要为地面沉(塌)陷和地裂缝地质灾害[2]。该矿全部开采后,全区地面沉(塌)陷面积将达到39.46km2,全区将出现长期或季节性积水面积38.36hm2;另外,地表将新增地裂缝灾害。因此预测全井田矿山开采引发地面沉(塌)陷和地裂缝危险性为大。全区开采后,预测直接经济损失将达2.5亿元。 县级重点保护文物欧阳修墓和省级重点保护文物战国墓群下设有保护煤柱,预测其遭受矿山开采引发的地面沉(塌)陷和地裂缝危险性为小。 对含水层影响分析 该矿开采对第四系孔隙潜水含水层、上、下石盒子组孔隙、裂隙承压水含水层组影响较轻,对孔隙承压水含水层、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[3]。 地面沉(塌)陷区内二1煤、二3煤组顶板砂岩含水层结构被破坏,水位大幅下降;日疏干开采量为2160~2880m3,二1煤层以下岩溶含水层水位下降91.81~95.01m,矿坑排水对二1煤层以下岩溶含水层影响严重。 煤矿开采对第四系上更新统孔隙潜水含水层影响较轻,对其它地层孔隙、裂隙承压水含水层组、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[4]。 矿坑水排出地表经处理合格后做为生产生活用水,不予外排,矿山开采对矿区及其周边地下水质影响程度较轻。该矿在矸石浸出液中有毒有害元素含量均很低,各项指标均低于规定的含量标准,因此矸石堆放对地下水的影响较轻。 预测矿区煤层开采后矿井排水影响范围约为矿界外1800m~127500m(渗透系数取最大值27.1443m/d。矿山开采对地下含水层的影响大于矿区范围。矿区居民生产生活用水主要取自浅层地下水,因此对区内居民的生产生活用水造成影响较小。 对地形地貌景观影响分析 该矿工业场地、交通线路占地0.28km2。其中工业广场占地改变了原有地貌形态,造成生态景观系统在空间上的不协调性,对地貌景观及周边环境影响为严重,交通线路占地较少,对景观影响较轻。井田开采形成地面沉(塌)陷呈碟状,改变了以前平坦地貌形态。地裂缝累计影响面积1.479hm2。地面沉(塌)陷及地裂缝对原生地形地貌景观影响明显,破坏程度为严重。 根据前述预测全区开采结束后,该矿将形成地面沉(塌)陷面积39.46km2。开采后地表最大水平变形值将达到28.33mm/m。因此全区开采形成的地面沉(塌)陷对原生地形地貌景观破坏程度为严重。同时,该矿每年产生大量的矸石长期堆放对地貌景观影响为较严重。 对土地资源影响分析 该矿土地资源占用与破坏因素为地面沉(塌)陷、地裂缝地质灾害及工业场地占用土地。井田范围内已形成较大面积采空区和地面沉(塌)陷,工业场地及矿业活动已造成土地破坏与水土流失,占用土地大部分为耕地[5],该矿工业场地生产及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。 矿山生产期工业广场、出入场公路等设施对将持续占用土地资源,井田煤炭开采将形成大面积采空区和地面沉(塌)陷区,矿业活动将加剧土地破坏与水土流失[6]。该矿开采终了后工业场地及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。大面积的采空地面沉(塌)陷将改变矿区地貌,在地表出现下沉的同时,还将出现地面积水、伴生地裂缝等现象,同样对土地资源产生严重影响。 2 矿山地质环境防治工程 2.1 地质灾害防治工程 2.1.1 地面沉(塌)陷及地裂缝地质灾害 进行地面变形监测,采取专业监测与简易监测相结合方式开展[7]。首先设置固定的监测点进行水准测量,监测网点布设达到基本控制塌陷区形态,准确测量塌陷面积和下沉深度为宜。其次要对地裂缝、建筑物开裂采用人工现场调查、量测,提前采取预警、避让,并及时维修。地面变形监测需长期、连续地监测,以便掌握地面不沉(塌)陷、地裂缝的形成发展规律,提早预防、治理。 在采矿过程中,调查采空区及空巷位置,预防采空区及空巷提前冒落,还应预留安全煤柱,利用矿渣回填采空区等措施,减少地面塌陷和地裂缝的发生。对于裂缝建筑物采取维修甚至搬迁措施,确保人员安全。 沉(塌)陷区使耕地发生较大幅度的变形,从而影响矿区的农业生产,稳定后应进行土地恢复治理工程。在塌陷的边缘地带出现的地裂缝及时进行回填处理,治理地裂缝一般采用填埋、灌浆、防渗处理。 2.1.2 崩(滑)塌地质灾害 采取全面巡查和重点监测相结合的办法,主要采用巡视法监测,据监测数据分析变化速度和发展趋势,判断发生采坑边坡崩(滑)塌的可能性,及时制定防治方案。对受地质灾害威胁较大区域的高陡边坡设立监测点,重点监测边坡重点在崩滑面(带)等两侧点与点之间的相对位移量。 在可能发生崩(滑)塌区周围用铁丝网封闭,设置安全警示牌,防止人畜误入。必要时应采取加固措施、削坡降低坡高、坡角,或修筑拦墙、疏浚矿区排水系统,消除诱发灾害条件。 2.2 含水层破坏恢复治理工程 矿山开采对含水层影响严重。在地面塌陷坑、工业广场修筑排水沟、引流渠、防渗漏处理等措施,防止有毒有害废水、固废淋滤液污染地下水;揭穿含水层的井巷工程,应采取止水措施,防止地下水串层污染[8];采取帷幕注浆隔水、灌浆堵漏、防渗墙等工程措施,最大限度阻止地下水进入矿坑,减少矿坑排水量,保护地下水资源。 矿井水经沉淀处理后,主要作为井下生产用水,对环境影响不大。含水层破坏恢复治理主要依靠自然恢复。采矿过程中,对疏干排出的地下水进行处理,加以利用,用于矿山生产生活用水。矿山闭坑后停止对地下水抽排,在一定时期内可自然恢复。定期对含水层的监测,主要监测矿区地下水位、排水量及水质变化,防止污染含水层。 2.3 地形地貌景观和土地资源破坏恢复治理工程 该矿区地形地貌景观和土地资源破坏预防工程,主要体现在地面沉(塌)陷和地裂缝地质灾害的预防及煤矸石综合利用,以减轻对土地资源的破坏,同时减轻对地形地貌景观的破坏。 地形地貌景观和土地资源的恢复治理将结合地面塌陷、地裂缝综合治理,地质灾害治理工程的实施可以修补和恢复矿区地形地貌景观及土地资源。矿山开采期间,挖方工程(鱼塘)、道路工程、排水沟工程,在工程外侧实施绿化,可以进一步美化地貌景观。闭矿后,拆除工业场地废弃的建筑物,清理平整地表,复耕或植树种草以恢复土地功能。 3 建议 3.1 矿山建设,应贯彻国务院颁布的《地质灾害防治条例》。矿山建设应做好地质灾害的“防”与“治”,贯彻预防为主,防治结合的方针,突出“以人为本”,做好可能发生地质灾害的防灾预案。 3.2 该矿山建设开采过程中存在引发、加剧,遭受地质灾害的可能。矿山及全体职工一定要对地质灾害的危险性和危害性有足够清醒的认识,灾害意识要时时在心,查之入微。 3.3 加大科技投入,改进开采方法,优化生产工艺,尽可能的降低矿业开采对矿区环境的破坏,根本上减轻地面塌陷危害,减少地面裂缝数量与规模;加强对煤矸石和矿坑水的综合利用研究,提高矿产资源综合利用率。 3.4 矿山建设中应加强矿山生态环境保护。矿山开采过程一定要把环境保护工作同步开展起来,努力创造绿色矿山,使生态系统和地质环境得到恢复和改善,做到人类、资源、环境协调发展[9]。 3.5 对矿山生产期结束后矿山地质环境恢复与保持开展综合研究,完善闭坑后矿山生态环境恢复工作。 矿山地质技术论文:测绘技术在矿山地质测量中的应用 【摘 要】随着社会经济的发展,测绘技术在矿山地质勘查中也得到了的广泛的应用,这也成为发展地质勘探项目的一种手段,如何与时俱进的将现代化科学技术同矿山测量工作结合起来,提高矿山测量精度显得尤为重要。本文对测绘技术在矿山地质中的测量应用进行了简要分析,以期提高矿山测量技术的应用,提高矿山测量的效率与效益。 【关键词】测绘技术;矿山测量;应用 1.矿山测绘技术概述 我国有着非常丰富的矿产资源,但是伴随着经济的快速增长,对于能源以及其它矿产资源的需求量也越来越大,通过长时期大面积的开采,使得矿区环境的破坏现象越来越严重,尤其是一些规模较大的矿区经过长期开采,严重破坏了矿区地质结构,造成地面大面积形变以及沉降。矿区地形的沉降与变化不仅会导致周围的地形、水文以及生态环境等产生一系列的恶性影响,而且还容易对矿区周围的地面建筑物以及一些基础性设施造成破坏,如果矿区附近存在比较稠密的居民区,地面沉降以及变形还会危及到居民的生命财产安全,所以必须要重视矿山测量的研究和发展。通过实现现代化的测绘技术以及仪器,可以对矿区地面以及地下的空间、资源和环境信息测量,为合理、有效地开发矿产资源、保护资源环境、治理矿区环境服务,为我国矿区的可持续发展提供有力保障。 2 测绘新技术及其在矿山测量中的应用 2.1 全站仪及其在矿山测量中的应用 全站仪是全站型电子速测仪的简称,通常还称为电子速测仪或电子全站仪。它能把测角、测距、微处理机部分结合成一体并自动的控制测角、测距,自动的计算高差、坐标增量、水平距离等,同时还能自动的显示、存储、记录和输出数据。由于全站仪对测距发射轴和接收轴同望远镜的视准轴实现了三轴共轴,其比较适合对空间点和移动目标的测量。全站仪的内部测量软件及其丰富,若能很好的运用在矿山的测量工作当中,不仅能有效的简化测量的程序,测量工作的精度和效率也可得到提高。 由于全站仪兼有测距仪和经纬仪的优点,可以数字的形式来提供测量的成果,数据能通过计算机和电子手薄进行通讯,性能稳定,操作简便,在矿山的测量工作当中已得到了广泛应用。矿区的工程测量、地形测量、地面的控制测量都可运用全站仪来进行测量;井下的测量工作和联系测量也可利用全站仪来进行。以全站仪做代表的数字化、智能化的仪器是矿山测量仪器的今后发展方向。全站仪与现代的计算机技术结合能够建立矿体三维数据的自动采集、处理、传输,从而形成矿山测量数据处理系统,取代了传统的手工录入、手薄记录以及繁琐计算大量重复性工作。全站仪在露天和井下的矿体生产及建设、矿区土地的复垦、矿体地表移动的监测方面得到广泛应用,各大矿测量机构在日常测量工作当中正在用全站仪来取代传统仪器。 2.2 GPS技术及其在矿山测量中的应用 (1)GPS 静态测量在矿山控制网建设中的应用 矿山建设初期,要在整个矿区建立一定数量的控制点,作为中后期测量、验收、放样的依据。所以控制网的建立关系到后续测量的精度和可靠性,是后续测量的依据。传统控制网是通过测角、测边推算控制网点的坐标。其方法有:三角测量法、导线测量法、三边测量法和边角同测法。GPS 定位技术建立控制网与常规方法相比,具有以下一些特点: 1)测量精度高。GPS观测的精度明显高于一般的常规测量手段,GPS 基线向量的相对精度一般在10-5~10-9之间,这是普通测量方法很难到达的。2)选点灵活、不需要造标、费用低。GPS 测量,不要求测站间相互通视,不需要造标,作业成本低,大大降低了布网费用。3)全天候作业。在任何时间、任何天气条件下,均可以进行GPS 观测,大大方便了测量作业,有利于按时、高效地完成控制网的布网。4)观测时间短。采用GPS 布设一般等级的控制网时,在每个测站上的观测时间一般在1 到2个小时左右,采用快速静态定位的方法,观测时间更短。5)观测、处理自动化。采用GPS布设控制网,观测工程和数据处理过程均是高度自动化。 (2)GPS-RTK技术在矿山测量中的应用 1)矿区大比例尺地形图的测绘。为满足矿山生产建设的需要,需要对矿山进行大比例尺地形图的测绘。传统测量方法,通过测量导线建立控制网,根据控制网再进行碎步测量,最后根据碎步测量的结果,绘制成所需要的地形图。工作量大、速度慢、耗时长,需要较多的人才能完成(至少1 个人看仪器、1个人记录、1 到2个人跑尺)。采用GPS-RTK技术,设立好基准站后,每个流动站只需1 个人,单点的测量时间只要几秒钟,配合符号地物标记法,不必用人记录,测量完毕后利用数据线将采集的数据导入电脑中,之后,利用南方测绘软件进行绘图,大大提高了工作效率,省时省力。2) 点位的放样工作。在矿山工作中,点位放样工作非常多,其中包括:地质钻孔点位放样、矿石和岩石的分界线放样、采场最终边坡放样、矿区施工中的一些道路放样等。利用传统的放样方法,需要将点输入到仪器中,通过拨角、测距的方法来实现,由于不可能一下找到放样点,所以采用逐渐靠近的方法,不停的拨角、测距,直至到达满足精度的放样点位为止。采用GPS-RTK技术进行点位放样,把点位输入仪器的手簿中(相当与一个小型的计算机),手簿屏幕自动显示该点位的方位,测量人员只要顺着屏幕指示的方向移动就可以了,屏幕还显示距放样点位的距离,待到达满足点位精度的点时,做好标记,点位放样结束。采用GPS-RTK放样点位,放样速度快、精度高,使测量人员可以很容易找到放样点位,提高了工作效率。 3.GPS- RTK 技术的不足及测量中的注意事项 3.1 GPS- RTK 测量技术的不足 虽然RTK 技术在矿山测量中有较广阔的应用前景,但是由于矿区环境较复杂,所以存在一些不利于RTK 作业的因素,如山谷、森林大面积水域、高压线等。通过实际的应用,笔者发现RTK 技术在矿山测量中的一些问题: (1)由于各观测值都是独立观测的,因此,在开始观测前、观测一段时间、观测结束前或仪器失锁后都要联测已知点进行比对才能检查仪器是否处于正常状态,观测的数据是否可靠。 (2)在山谷深处、密集高楼林立区等,RTK 技术的使用将受到限制。 (3)我国在有些地区的高程异常图,特别是山区,存在较大误差,个别地区甚至还是空白,这就使得将GPS 大地高程转换为正常高程的工作变得相对困难,精度也不均匀。 (4)由于卫星高度截止角大小不当,在测量过程中,有时会出现在某个时间段或区域内解算时间较长,甚至无法获取固定双差解。 (5)外业作业时,需要多块大容量电池、电瓶电力供应才能保证连续作业以保证效率。 3.2 GPS- RTK 测量中的注意事项 (1)为了保证精度,作业过程中移动站和基站间的距离尽量不要超过10km,因为GPS- RTK 在测量过程中将有误差来源,如多路径效应、点位对中误差等。 (2)由于外业测量的最终目的是内业成图,如果测量点较多的话,为了成图的精确性,在外业测量时还需要进行草图绘制。 (3)为了获得较高的高程定位精度,应尽量与测区均匀分布的控制点联测,以求得较精确的高程转换参数。 4.结束语 测绘技术的发展进步,促进了矿山测量的发展进步,新型测绘技术在矿山测量中的应用,逐渐形成以数据采集、输入、分析、处理、输出为一体的技术系统,为矿山的开采带来了新的发展机遇,改变观念并转变传统生产作业方式,把测绘新技术运用到矿山企业是关系到我国的能源企业能否在21世纪立足的重要之举。今后的矿山测量工作应着重于测绘新技术在矿山测量中的应用理论、系统和方法的开发,争取我国的矿山企业数字化早日实现。 矿山地质技术论文:基于ASP技术的危机矿山地质资料信息集成系统的研究和应用 摘 要:危机矿山地质资料信息集成系统是危机矿山勘查项目成果集成的重要组成部分,是用户查询利用和共享危机矿山接替资源找矿工作成果的一种网络服务方式。本文首先介绍了开发该系统的必要性,然后重点介绍了系统的总体结构设计和系统实现的功能。希望本文在危矿成果的推广应用中起到一定的作用。 关键字:危机矿山;地质资料;服务;系统 全国危机矿山接替资源找矿工作经过政府和各矿山企业近几年的共同努力,取得了显著成果。在230个找矿项目中,48个探获资源储量达到大型或超大型矿床规模,76个探获资源储量达到中型规模。在取得找矿突破的同时,通过危机矿山地质资料采集工作,收集了大量原始实物和成果地质资料以及文献资料。由于危机矿山接替资源找矿工作所涉及的大部分矿山是我国著名老矿山,其矿床类型大部分具有典型性和代表性,有的还具有特殊性。为充分利用计算机和网络技术,将危机矿产接替资源找矿工作形成的地质资料及时向社会推广应用,提高地质资料利用效率,共享危矿找矿成果,提高找矿工作效率,扩大矿产资源储量,建设危机矿山地质资料信息集成系统十分必要。 1危机矿山地质资料信息集成系统总体设计 1.1系统设计目标 通过调研国内外地质资料信息服务技术手段、服务途径和服务方式,采用先进的计算机技术、网络技术、GIS技术和数据库技术,将危机矿山找矿工作获取的原始、实物和成果地质资料以及相关文献资料进行信息集成,开发具有数据输入、输出、查询、备份等多功能、全方位、信息共享的危机矿山地质资料信息集成系统,为全国危机矿山接替资源找矿专项汇集地质资料成果,提供获取危机矿山各类地质资料信息的门户,塑造危机矿山立体地质信息形象,更好地为社会公众提供地质资料信息服务。 1.2系统设计原则 该系统的设计开发应遵循以下基本原则: (1)标准化、规范化和安全性原则。该系统应遵循信息技术的国家及行业标准和规范,确保信息资源存储、传输和应用的标准化、规范化和安全性。 (2)实用性原则。该系统应能满足危机矿山地质找矿资料信息集成的需要,提高其工作效率,方便用户检索查询。 (3)可靠性原则。该系统应有很强的容错和处理突发事件以及报错能力,不至于因某个动作或某个突发事件而导致数据丢失或系统瘫痪。 (4)开放性和可扩展性原则。为方便系统功能的扩展,该系统宜采用面向服务的体系结构SOA(Service-OrientedArchitecture,简称“SOA”)开放标准,将主要功能写成专门的模块或是类。在系统后期功能扩展和更新维护中只需修改参数、调用或开发新的模块即可实现功能扩展。 (5)经济性和可操作性原则。在保证实现各项功能的基础上,应以最高性价比配置系统的软硬件,还应具有良好的人机交互界面,易学易用,操作简便灵活等。 1.3 系统总体结构设计 危机矿山地质资料信息集成系统按照B/S结构,采取多种技术手段设计开发,由后台和前台两部分组成,总体结构如图1所示。后台以ASP技术(ActiveServerPage动态服务器页面,简称“ASP”)作为软件开发平台,选用Microsoft SQL Server2008数据库设计开发,主要由矿山基本信息管理、项目基本信息管理、矿山新闻管理、原始资料信息管理、实物资料信息管理、成果资料信息管理、文献资料信息管理、矿山图片管理和用户管理等功能模块组成;前台采用Xhtml、CSS、Flash、JS等前端表现技术手段设计开发,主要由导航页面、系统首页、矿山新闻、原始资料、实物资料、成果资料、文献资料和矿山图片等功能模块组成;后台各部分功能模块与前台功能对应信息如表1所示。该系统总体结构设计由用户层、业务逻辑层和数据层等三层架构组成,各层作用如下: (1)用户层。用户可以通过该系统前台获得资料浏览、查询、下载等服务。 (2)业务逻辑层。业务逻辑层是分析、处理系统前台或后台发送和接收到的各类信息,并将处理结果返回系统前台或后台。 (3)数据层。数据层主要是存放各类与危机矿山相关的资料信息。这些数据以危机矿山或项目为基本单元,对所有数据资料进行统一组织和管理。 2 危机矿山地质资料信息集成系统功能概述 该系统基本实现了各危机矿山原始、实物和成果地质资料以及相关文献资料的浏览、查询和下载等服务功能。 2.1 系统后台功能概述 后台即系统管理员对系统前台内容进行集中管理的平台,同时可对系统进行不同程度的配置以达到理想效果。该系统后台设计界面如图2所示。对于后台的每一功能模块都包含相应资料信息的添加、删除、修改等管理功能(见图2)。 2.2 前台功能概述 前台即系统的网站页面,它将后台存储的各种地质资料信息按照一定的方式展示出来。该系统提供了较好的人机交互界面如图3所示。该系统的检索查询主要包括根据导航信息和利用菜单栏各功能菜单等两种查询方式。其中,该系统提供了根据地图、行政区名称、矿种类别和成矿类型等四种导航信息查询方式供用户利用。用户选择某一危机矿山之后即进入该矿山专题页面如图4所示。用户也可以利用菜单栏进行原始、实物、成果和文献相关资料的检索查询。 矿山专题页面是以危机矿山或项目为基本单元向用户提供地质资料信息服务,主要包括矿山新闻、原始资料、实物资料、成果资料、文献资料等信息。对于某一矿山的资料信息是以列表的形式进行罗列。用户选择所需资料即可打开相应资料或跳转到下载界面。具体应用举例如下: (1)钻孔岩心柱状图信息显示功能 选择“实物资料/岩心”打开如图5所示钻孔岩心柱状图显示信息。 (2)光薄片信息显示功能 选择“实物资料/光薄片”,在列表中选择其中某一光薄片打开如图6所示的光薄片信息显示页面。 结语 该系统采用B/S结构开发设计,基本实现了危机矿山地质资料信息的输入、输出、检索查询等功能,是危机矿山勘查项目成果集成的重要组成部分。该系统的设计开发完成为全国危机矿山接替资源找矿工作地质资料成果的展示和推广应用提供了一种网络化服务方式,可方便用户浏览、检索和利用地质资料信息。为充分发挥该系统作用,在后续工作中应积极收集整理危机矿山地质资料信息,并及时更新和维护后台数据库,从而更好地为社会公众提供资料利用服务,发挥危机矿山专项工作成果的社会效益和经济效益。 矿山地质技术论文:3S技术及其在矿山地质灾害评估与监测中的应用 摘要:本文在概括3S(GIS、RS、GPS)技术与矿山地质灾害的类型的基础上,全面介绍“3S”技术在矿山地质灾害评估、监测、预警和防治方面的应用,指出在Web-GIS环境下,“3S”技术集成技术促进我国地质灾害评估监测防治信息化的全面提速。 关键词:3S技术 矿山地质灾害 评估 检测 防治 3S技术是地理信息系统(Geography information systems,GIS)、全球定位系统(Global positioning systems,GPS)和遥感技术(Remote sensing,RS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。随着3S技术的发展,将全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感技术紧密结合的“3S”一体化技术已显示出广阔的应用前景。将RS、GIS、GPS三种独立技术系统集成,构成一个强大的技术体系,实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。我国经济持续发展30年是我国矿业的快速发展期,在为经济社会发展提供资源保障的同时,也累积了严重的矿山地质环境问题,其中矿山地质灾害已经成为制约矿业经济可持续发展的重要因素,因此,加强对矿山地质灾害评估和检测防治工作,不仅对矿山环境地质灾害减少、对矿山及其周边环境的改善有重要积极意义。近年来,以“3S”技术为代表的信息化新技术日趋成熟,已成为矿山环境地质领域的重要技术手段。 1 3S技术概况 “3S”技术的技术集成实现了动态化、可视化、共享化、不同层次的高新技术在矿山环境地质的应用。 1.1 地理信息系统(GIS) 地理信息系统(GIS)是基于计算机系统平台,以数据库作为数据储存和使用的数据源,在计算机支持下对空间地理数据进行管理、处理、分析并由计算机程序模拟常规的专业性的全球空间分析即时技术,以解决矿山地质灾害信息查询、处理和预测等相关技术问题的信息系统。该系统从属性数据和空间数据信息的有效获取、储存、查询和处理入手,提供矿山地质灾害的动态信息显示、对地质环境做出相应的评价、区划,以及地质灾害的预测,从而为国家矿山相关部门提供决策服务[2]。 1.2 全球定位系统(GPS) 全球定位系统(GPS)是由空间部分、地面控制系统和用户设备部分3部分组成。此系统用于在任何时间,向地球上任何地方的用户提供高精度的位置、速度、时间信息,或给用户提供其邻近者的这种信息。由处于2万千米高度的6个轨道平面中的24颗卫星组成。根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,接受多个卫星电波信号,以确定待测点的位置的技术。具有全天侯作业、定位精度高、实时定位、功能多、用途广、观测时间短、无需通视、可提供三维坐标等特点。广泛用于提供野外地理信息的测绘领域。 1.3 遥感技术(RS) 遥感技术(RS)是以航空摄影技术为基础,以目标物,传感器和测量方法为因素,利用机载遥感、星载遥感和地面遥感传感器,根据不同物体对波谱产生不同响应的原理。从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物,探测地面物体性质和周边环境的空间探测技术。具有探测范围广、采集数据快、能动态反映地面事物的变化、获取的数据具有综合性、获取信息的手段多,信息量大、成图速度快等特点。其应用领域随着空间技术发展,尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透。广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域。 综上所述:GPS用于快速、实时定位地质灾害目标;RS用于及时发现矿山环境的变化,对GIS数据库进行更新,最后GIS对多种来源的数据进行处理、管理、储存、分析、输出,从而运用于各领域。3S技术的集成,构成了整体的、适合动态的对地观测、分析和应用的系统,相对过去的人工野外勘测,数据采集、图件绘制的方式,在自动化、系统化、完备化程度上有了显著的提高。 2 矿山地质灾害的类型 根据矿山地质灾害的成因和空间分布将矿山地质灾害分为四类[1]即岩土体变形导致的灾害,包括矿山地面、采空区塌陷、地面塌陷、地表沉降、采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩、坑内岩爆、场库失稳等、地表环境恶化采矿诱发地震。例如广西大厂矿田新洲塌陷;不合理开采引起的环境地质灾害问题,如土地资源的占用和破坏、粉尘及酸性水污染,大厂矿属于碳酸盐岩矿山,存在着尾矿酸化及由酸化所引起的环境问题,研究表明由于尾矿酸化释放的酸水中含有由金属硫化物氧化及碳酸盐矿物溶解产生的SO42-、HCO3-,以及金属离子(Fe、Al、Mn、Ca等),生成的硫酸盐(及复杂硫酸盐)、碳酸盐、氢氧化物等稳定次生矿物(如石膏、水绿矾等);地下水位改变引起的灾害问题,如矿坑突水涌水、坑内溃沙涌泥、环境污染,发生于2001年7月17日的大厂拉甲坡锡矿的特大透水矿难;矿体内因引起的灾害问题,如矿坑火灾、地热和煤矿常见的瓦斯爆炸。 3 3S技术在矿山地质灾害评估、监测与防治中的应用 GIS可组成地理位置、地形地貌、地层岩性、地质构造、滑坡、泥石流、岩溶渗漏分段等项目,每个项目又可由视图、表格、图表、制图等文档组成,系统具有库区地质资料管理、各类统计分析、大型滑坡稳定性分析及三维模型分析等功能。利用GIS的各种功能,建立地质灾害空间信息管理系统、管理地质灾害调查资料,显示并查询地质灾害的空间分布特征信息,评价地质灾害的危害程度、地质灾害易发程度分区,地质灾害风险性、分析地质灾害和影响因素之间的关系,提出减轻和防治地质灾害的措施,对将来可能发生的地质灾害进行预警监测,以及地质灾害应急指挥工作等地质灾害评估和防治中。 3.1 GIS地质灾害信息管理、评估、监测与防治中的应用 地质灾害信息分析是涉及地质、地貌、气象、水文、人类活动等诸多领域,然而面对大量复杂的信息、模型、数据结构和类型,如何对其高效的进行多层次综合分析处理,过去的数据存储和管理方式已经不能满足需要。因此GIS所具备的能够存储、处理、分析、计算和成图显示空间数据而著称的地理信息系统,为这一问题提供了一个良好的平台和方法。GIS以数据库作为数据储存和使用的数据源,利用GIS强大的空间数据管理功能,对大量存储在数据库的信息进行有效的获取、处理和查询,并很好的解决其相关性,复杂性,使各种地质灾害信息可以有效的获取、存储、处理、查询,从而实现地质灾害分析的实时性、动态性、多源性的特征。主要应用如下: 3.1.1 地质灾害的危险等级区划评估 基于GIS技术采用灰色聚类分析、模糊综合分析、信息嫡评判、层次分析法方法来计算地质灾害危险性指数,来分析评价区的地质灾害危险性程度,构建矿山地质环境评价模型。对研究区进行地质灾害危险性等级的划分,为地质灾害的管理、防治和预警决策提供技术支持。例如矿山形态分析,用于萃取由地表形态反映出地貌特征参数,包括数字标高模式(DEM)以及面向DEM的各种地貌参数:坡度、坡向、起伏度等;矿山区域评估,根据单个或多个地貌特征分析,评估矿山环境对农林、建筑、工程、居住条件、土地资源的影响,以及评估对各种矿山地质灾害发生、发展以及防治的影响;矿山地质灾害成因分析,内动力成因分析:由地壳内部能产生内动力,利用有效元素法对矿山内动力成因分析,从几何效应和力学基质分析矿山格局和骨架。外动力成因分析:地球受重力以及人类活动影响,人类不合理开采,滞后的保护机制造成地质灾害的发生;矿山地质灾害的预测,采用理论矿山地质灾害预测模型,以成因分析为基础,采用树立模型进行整体和局部模拟;利用系统矿山地质灾害预测模型,在历史数据的基础上,采用统计分析方法,预测发展趋势。在灾害预测中需要收集相应的矿山地质信息,计算灾害强度和持续时间,以及在历史过程中灾害发生的情况;矿山地质灾害的评估,需识别灾害类型、源地,然后创建相应模型,并根据受损程度评估灾害等级。 3.1.2 地质灾害危险性评价 地质灾害危险性评价是通过对地质灾害活动程度以及各种活动条件的综合分析,评价地质灾害活动的危险程度,确定地质灾害活动的密度、强度(规模)、发生概率(发展速率)以及可能造成的危害区的位置、范围[3]。GIS技术将各种地质灾害信息,与各种致灾环境因素相联系,从空间和时间上评估矿区内易引发地质灾害的采空区、不稳定区域等危险源,分析其类型和特征以及发生的概率、强度、密度、以及灾害经济损失。GIS空间分析不仅反映了地质灾害危险性程度的现势规律,而且实现了对该区域地质灾害的空间和时间上的预测。将GIS作为地质灾害危险性评价的分析工具,可以加速危险性评价的过程,提高危险性评价的精度,并通过危险性制图来反映评价的结果,具有直观性。 3.1.3 GIS在地质灾害监测与防治中的应用 借助GIS的叠加分析以及空间统计分析等功能,通过WebGIS(万维网地理信息系统)把分布在国土资源部门的地质灾害数据、气象部门的降雨数据、测绘部门的空间数据等有机地集成起来,建立历史灾情数据库,对地质灾害的发展趋势进行预测,实现地质灾害的动态评估,从而实现地质灾害的实时监测和预警。在地质灾害预警中将RS与GIS相结合。RS动态更新和提供地质灾害空间数据,GIS提供数据。GIS用于遥感信息的自动提取,对遥感解译的地质灾害信息进行分析。GIS使各种地质灾害空间数据在同一空间环境中进行集成分析,综合处理。 当灾害发生时,GIS强大的信息分析处理功能能够帮助指挥者指挥物资输出、指挥应急救援、进行人员管理等更为准确的信息。应急管理系统对突发灾害进行科学预测和危险性评估,从而动态生成优化的事故处置方案和资源调配方案,以及未来害发展趋势、预期后果、干预措施、应急决策、预期救援结果评估等信息。实现救援资源科学有效的调度,提高抢险救灾应变能力实现行动行救灾的最优化。 3.2 遥感技术(RS)的应用 随着遥感技术朝着多光谱、高分辨率、多时像和商业化服务方面发展,更加显示其具有动态、多时相采集空间信息的能力,遥感信息已经成为GIS的主要信息源,RS与GIS的综合应用可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程,获取大范围数据资料、时效性强、具数据综合可比性、经济性特点。 3.2.1 遥感技术在滑坡、泥石流、地裂缝、崩塌等地质灾害调查和监测应用 利用遥感技术克服了地形、气候、观测条件的限制,可以实现大范围的滑坡区域调查以及针对滑坡不同阶段实行动态监测。在遥感影像上,滑坡常常沿着地球应力形变的形迹——线性构造分布,是一种斜坡变形形式,并多产在不稳定物质覆盖的地区,如山地、丘陵地区的斜坡等。期望通过遥感预测每一次滑坡的发生相当困难,但通过对不同时相遥感资料的对比分析,就可以对地表线性构造和不稳定物质覆盖区进行解译和判断,从而预测、圈定滑坡地质灾害易发区,对已发生的滑坡地质灾害进行调查。 “数字滑坡”遥感检测技术,就是以遥感(RS)和空间定位(GPS或地面控制)方法为主,结合其它调查手段所获取的滑坡基本信息;利用GIS技术存贮和管理这些信息;在此基础上,根据滑坡地学原理进行空间分析,服务于滑坡调查、监测、研究、滑坡灾害评价、危险预测、灾情评估、减灾和防治等。大致可分为4部分:识别滑坡、滑坡基本信息获取、信息存贮和管理及空间分析。 矿区山高坡陡,岩石破碎,有丰富的松散固体物质,一旦矿区流域、沟谷进入雨季。山洪暴发、强大暴雨、融冰等导致大量的水资源的汇集。暴发大规模泥石流的几率变高,直接威胁着矿区的安全生产和生命安全。泥石流的遥感调查方法可以采用直接解译法、动态对比法和干涉雷达等方法。泥石流的形成必须同时具备三个要素:汇水区内有丰富的松散固体物质、有陡峻的地形和较大的沟床纵坡、流域中上游有强大的暴雨,急骤的融雪、融冰或水库的溃决。从航片上可直接解译泥石流,标准型的泥石流流域可清楚地看到供给区、通过区、沉积区的情况。泥石流形成区一般呈瓢形,山坡陡峻,岩石风化严重,松散固体物质丰富;通过区沟床较直,纵坡较形成地段缓,但较沉积地段陡,沟谷一般较窄,两侧山坡坡表较稳定沉积区位于沟谷出门处,纵坡平缓.常形成洪积扇或冲出锥,洪积扇轮廓明显,呈浅色调,扇面无固定沟槽,多呈漫流状态[4]。可见,遥感技术易于识别泥石流的灾害程度,有利于灾害检测、防治。 在地裂缝、崩塌动态监测方面前景广阔:由于地下开采和露天采矿,岩体变形导致的地裂缝,造成的采空区塌陷、地面塌陷是矿区安全管理的重要方面。遥感技术在其中可实现采矿崩塌、地裂缝的动态监测。地裂缝发育特征受地质条件、地下采空区特征等因素控制。一般地面塌陷范围与地裂缝级别相辅相成,地面塌陷区范围大,则地裂缝规模随之增大,而往往随着地裂缝的增大,又可能带来另一次的崩塌。遥感技术实时、动态监测着地裂缝和塌陷地的具体情况。且与GIS相结合,以高分辨率的遥感图像提取地裂缝、塌陷地,应用光谱特征、地学特征与信息、领域和专家知识及其他统计数据辅助进行遥感图象处理与专题信息提取,处理、分析数据。从而实现地裂缝、崩塌监测。 3.2.2 遥感技术在灾前预测和灾后评估的应用 应用遥感技术进行灾害评估主要集中在灾中实时评估和灾后恢复重建评估两个阶段。评估的内容包括:受灾面积、农作物受灾面积、灾情等级、救灾路线选择评估等方面,主要表达形式包括受灾面积图、农作物受灾面积图、灾情等级图以及灾情遥感评估报告等[6]。在矿山地质灾害的评估中,主要利用未受灾和成灾后的影像数据进行对比分析,准确地查明受灾矿区住房、生产设备和道路所遭受的破坏程度以及数量与分布状况等,以便及时组织救灾、恢复生产,对受灾重建实现科学规划。 利用不同数据源、多时相的遥感数据,提供关于自然灾害发生背景和条件的大量信息。利用遥感技术可以对全地区的地质情况进行摸底分析,确定出易发地质灾害的区域。常见的地质灾害在遥感影像上都具备一定的特征。根据这些特征,可以从遥感影像划分出地质灾害易发区,进而绘制出地质灾害危险等级图[5]。根据地质灾害的危险等级,建立地质灾害预测应急预案,以前做好预防措施,确保人民生命安全和经济财产达到最低程度的损失。 3.3 全球定位系统(GPS)的应用 地质灾害的发生是缓慢蠕动的地质体(如滑坡体等)从量变到质变的过程。一般情况下,地质灾害体的蠕动速率是很小而且稳定的,当突然增大时预示着灾害的即将到来。由于全球卫星定位系统(GPS)的差分精度达毫米级,可以满足对蠕动灾体监测的精度要求。因此,利用卫星定位系统可以全过程地进行地质灾害动态监测,在此基础上有效地进行地质灾害的预测、预报甚至临报和警报。GPS在灾害领域的应用主要在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害监测方面。具体了解和掌握崩、滑体的演变过程,及时捕捉崩滑灾害的特征信息,为崩塌及滑坡的正确评估分析、预测预报及治理工程等提供可靠的资料和科学依据。同时,监测结果也是检验崩塌、滑坡分析评估及滑坡工程治理效果的尺度。 为了达到上述目的,滑坡、崩塌、泥石流地质灾害遥测系统总体设计思想是:形成点、线、面三维空间的监测网络和警报系统,有效地监测崩、滑体动态变化及其发展趋势,具体了解和掌握其演变过程,及时捕捉崩滑灾害的特征信息,预报崩滑险情,防灾于未然。同时,为崩滑体的稳定性评估和防治提供可靠和及时的依据。主要使用以下几种技术模式:GPS实时动态、GPS动态定位、GPS准动态定位。GPS在地质灾害防治领域中的应用,对地质灾害监测手段和作业方法产生了革命性的变革,极大地提高了地质灾害防治领域中观测精度和勘测效率。 4 结语 集成3S技术,利用遥感技术对矿山地质灾害信息的提取、全球定位系统对遥感图像从中提取的信息进行定位等基础数据的调查采集,利用地理信息系统对矿山地质环境及其周边地质环境信息进行组合、分析、修改、建立数据库等功能,实现数据的对比、查询、检索、动态更新、输出。随着Web-GIS(网络GIS)技术发展,逐渐应用到地质灾害监测评估与防治当中,成为地质灾害信息化防治技术的发展新趋势。通过Web-GIS,结合3S技术,可将技术系统、数据分布在网络,实现数据的实时更新、管理。从而使得地质灾害数据和地质灾害模型可以在全国范围内共享,为防灾减灾提供一个功能强大而又方便快捷的有效途径。可见,3S技术的集成以及与其他技术的结合,使得它们的各自的优势得以充分发挥,在矿山地质灾害防治中发挥越来越重要的作用。 矿山地质技术论文:计算机辅助技术在矿山地质中的应用 [摘 要]随着计算机技术的快速发展和矿山勘探工作要求的不断提升,在矿山地质勘探工作中计算机辅助技术的应用被认为是重要的创新模式,在运用地质科学理论和相关的技术对矿床进行分析和研究时,计算机辅助技术能够保证矿山资源得到合理的利用和积极的开发。基于此,本文首先梳理矿山地质工作中计算机辅助技术的应用领域,其次对计算机辅助技术及其在矿山地质勘探中的应用模式进行了分析,最后从不同的层面给出了基于计算机辅助技术的矿山地质工作的支撑要素。 [关键词]计算机;应用领域;注意事项;矿山地质 1 矿山地质工作中计算机辅助技术的应用领域 在矿山地质工作中,计算机辅助技术的应用领域十分广泛,主要表现在以下方面:①对各类报表进行编制。在矿山地质工作中,需要对各种(类)报表进行编制,这些报表有的是经过处理的表格,有的则是原始资料表格,比如资源储量报表、三级矿量报表、损失贫化报表等。在编制此类报表时,可以将常见的计算机辅助技术应用其中,比如功能强大通用软件 EXCEL和专业的统计软件Minitab等。并且,在当前情况下,这些与电子表格处理相关的软件基本上都能够实现与数据库软件的兼容,这为表格的编制和处理提供了很好的帮助。②通过计算机辅助技术对各种统计图表进行绘制。在矿山地质工作中,需要通过图表的形式为决策提供依据,比如,资源储量的对比图、三级矿量储备的对比图以及月或历年生产勘探工作量的对比图和品位频率分布图等。这些图形的绘制工作一方面可以通过专业绘图软件AutoCAD软件、Surfer软件、Matlab软件等来完成,另一方面也能够通过通用的EXCEL、Minitab、SPSS、SAS等来完成。③数学地质的分析和运算。在矿山地质工作中,需要用到大量的数学地质方法,此时MATLAB,MATHCAD,SPSS 等计算机软件程序就得到了“重用”,可以将这些软件应用到特定的数学地质工作中。④为了全方位的服务于矿山地质工作,可以将计算机技术应用其中,建立矿山地质资源数据库,并且,截止到目前,该类数据库软件已经在该领域得到了大量的供应。 2 计算机辅助技术及其在矿山地质工作中的应用2.1 三维可视化技术在矿山地质工作中的应用 随着计算机应用软件开发进展的加快,三维可视化技术在矿山地质中的应用越来越得到普及和深入。三维可视化的关键技术包括三维建模技术、三维显示技术、三维操作技术。三维可视化技术能够用于显示描述和理解地下和地面诸多地质现象特征,在地质与地球物理学等领域能够得到广泛的应用。三维可视化技术能够利用和处理大量的数据,更为重要的是,该项技术能够检查地质资料的连续性,对资料的真伪进行辨别,并能够发现其中的异常,为分析、理解和重复数据提供有效的帮助。在矿山地质工作中,三维可视化技术更多的用于地层解释,因此,它既是一种解释工具,同时也是一种成果表达工具,通过对来自于地下界面的地震反射率数据,在三维空间内直接解释地层的构造、岩性和沉积特点。这样一来,科研人员能够快速的选定目标,准确、快速地描述各种复杂的地质现象。 2.2 虚拟现实技术在矿山地质工作中的应用 虚拟现实技术是近年兴起的计算机辅助技术,它以沉浸性、交互性与构想性为基本,是一种高级的人机交互技术。在虚拟现实技术体系中,关键的技术包括:环境建模技术、立体声合成和立体显示技术、触觉反馈技术、交互技术、系统集成技术。该技术在进入矿山地质领域后,迅速地得到了广泛应用,在地震资料三维可视化解释、地质综合研究、钻井设计、油藏建模和工程设计等主要环节都得到了重要的应用。虚拟现实技术在矿山地质领域中的应用,具有明显的优势,主要体现在以下方面:虚拟现实技术依靠其强大的“体渲染”技术,使矿山地质工作中生成的数据与分析结果得以同时显示在一个虚拟化的环境之中,能够为地震、地质、岩石物理及钻井等不同学科工程技术人提供协同式的环境。这种协同式的工作环境,贯通了对矿山地质工作的分割独立的状态,实现了勘探研究和决策过程中不同学科人员经验、认识等智力资源的共享。这样一来,不但提高了工作效率,缩短了工作周期,还为得到更精确的勘探成果,创造了可能。 2.3 数据库技术在矿山地质工作中的应用 经过多年的发展,作为构建信息系统的基础,数据库技术已经发展成为一种理论成熟、应用广泛的数据管理模式。该技术在矿山地质工作中主要发挥着以下方面的作用:对矿山地质工作进行信息系统开发以及数据存储、分析和展示工作。目前,矿山地质行业涉及地质构造、地震解释、勘探、地面工程等多个方面的内容,这些方面的工作大都需要通过构建信息管理系统来实现,而数据库技术则是最为主要的支撑。通过对数据库技术的应用,能够实现对大量相关数据进行有组织、动态性的存储,为矿山地质工作提供必要的数据处理和信息资源共享服务。这些基于数据库技术的管理信息系统包括的信息类别十分广泛,能够为科学研究人员提供宝贵的信息资源和相应的勘探数据。而为了进一步深化和应用数据库技术,不但要对传统的数据库技术进行升级和优化,还要在实际工作中最大限度地对其进行普及和应用。 2.4 地理信息系统技术在矿山地质工作中的应用 在矿山地质工作中,地理信息系统技术是一种关键的计算机辅助技术。该系统的功能包括对数据进行采集、处理、存储、管理和分析,并以此为基础,输出相应的地理空间数据,并能够对信息的属性进行表述,为科研人员和其他工作人员提供客观、真实的参考信息。地理信息系统技术(GIS)的出现,在矿山地质工作中得到了广泛的应用,使得人们在获取地球信息方面向前迈进了一大步,人类对矿山地质的研究能力也达到了前所未有的程度,在矿山地质勘探方面发挥着非常重要的作用。形成这一结果的原因是十分特殊的,矿山地质工作中需要对地下的地质构造、岩性、物性、电性等实体特征进行描述和掌握,而这些实体都与地理信息关系密切。所以,基于空间信息的地理信息系统技术在矿山地质勘探研究中得到了广泛的应用。它能够为科研、生产和管理以及决策工作提供最为直观的现实支持,是矿山地质数据资源管理和应用系统中必不可少的工具之一。 3 基于计算机辅助技术的矿山地质工作的支撑要素3.1 建立矿山资源勘查投入的长效机制 建立矿山地质勘探周转资金,并科学确定周转金的支持范围和重点,建立科学公正的周转金使用、补充、监管及绩效考评机制。同时,继续利用国债资金,开展矿山精查勘探,解决矿山精查储量不足的问题。由国家投资完成矿山资源的找矿、普查和必要的详查,统一管理一级探矿权市场,运作由此形成的探矿权。通过探矿权转让收益,实现勘探资金周转。以矿山地质勘探安全为目标,以高产高效矿井为重点,加强矿山构造、瓦斯、矿井水等影响矿山安全生产的地质因素勘查和评价;加强复杂地区三维地震技术和矿井物探技术研究;强化勘探阶段的瓦斯地质和水文地质评价;开展瓦斯地面抽排技术创新,加速钻探设备更新。 3.2 建立矿山地质科技创新体系 加大矿山地质勘查科技创新投入,建立矿山地质勘查科技创新资金,推进产学研相结合。加大矿山地质勘查创新力度。加强矿山地质基础研究工作;开展以矿井开采技术条件评价为重点的地质技术服务体系研究;加强综合勘探技术研究,推进三维地震、重磁电、遥感、钻探工艺等勘探技术创新和矿山地质勘查主流程信息化。加速矿山地质勘查装备更新的步伐。国家在矿山地质勘查技术装备方面给予资金支持,更新矿山地质勘查装备和软硬件设施,重点更新钻探、物探和化验测试设备,确保矿山地质勘查质量和进度。 3.3 完善矿山地质勘查的管理体系 按照社会主义市场经济体制原则,矿山地质工作的开展需要在国家矿产资源主管部门的领导下,全面建立矿山地质勘查管理体系,制订矿山地质勘查规划,以此承担矿山资源的数据统计、管理和分析工作。具体表现在以下方面:①健全矿山地质勘查项目监理制度,修改制定矿山地质勘查监理管理办法,制定矿山地质勘查监理资质标准,加强矿山地质勘查项目工程质量、勘查程度的监督;②负责矿山地质勘查项目设计和地质报告的审查工作以及矿山地质勘查准入制度、监理制度制定和管理工作,加强矿山地质专业队伍建设;③建立矿山地质报告专业评审机构,开展矿山储量和地质报告评审工作,严把矿山地质勘查成果质量关;④完善矿山地质勘查准入制度,进一步修改、完善矿山地质勘查单位资质标准,制定矿山地质勘查单位资质管理办法,提高矿山地质勘查的门槛。 4 结 论 矿山地质工作是一项高投入、高风险的行为,在市场经济环境中,已经逐渐发展成为一般性的企业行为。对企业而言,其最终目的是获得利润,投资勘探的目的是进行矿产开采获得报酬。但由于矿山资源的不稳定性、不确定性因素太多,投入大量资金勘探后因资源利用性差而得不到回报也是很普遍的现象。因此如何投入最少的勘探资金、在最短的时间内获得资源赋存的可靠情况,并把宝贵的资金尽量投放到最关键的部位、避免无效投资并最早实现资金回报,是每一个矿山勘探业主最为关心的问题。本文以此为视角对计算机辅助技术在矿山地质中的应用问题进行了研究,得出了一些结论,希望计算机辅助技术能够在今后的工作中更好地协助矿山地质工作的有效开展。 矿山地质技术论文:石料矿山地质勘查与找矿技术要点 【摘 要】本文在认识我国矿产资源状况的基础上,对石料矿山可开采性前提进行了综合描述,包括地形地质测绘、取样和测试、试采三方面,随后分析了进行地质勘查的主要内容并指出要采取积极的措施来不断的改进地质勘查的技术,提高地质勘查工作的质量和效率。最后结合现有的找矿技术进行分析,认清找矿中存在的问题并提出了建设性建议。 【关键词】矿产资源;地质勘查;找矿工作;技术分析 一、石料矿山地质勘查方法和过程 我国地域辽阔,石料矿产资源丰富且分布较广。石料工业发展很快 ,但也很多存在问题。主要是不重视矿山建设的前期工作 ,没有进行相关的地质工作,也没有进行试采,就进口设备,盲目开采,造成大量资源浪费,也影响了地区的经济发展和企业本身的经济效益。 一般来说,石料矿山是否可开采,经过以下几方面的工作基本上可以确定下来: (一)地形地质测绘。为了较为真实地反映石料矿范围内和附近的地形、地貌状况,需对石料矿山确定对应比例尺的地形图进行实测和测量标定矿区范围一定范围内的重要建(构)筑物的具体位置,利用地形图能比较准确地计算矿区范围内的石料储量,对矿山开发利用方案的编制提供依据,并对矿产资源的利用及生产情况进行检查和监督。 进行地形地质测绘工作,具体包括:查明岩体或岩层的赋存状态,矿区最低点与最高点的相对高差;岩石的花色品种及其变化规律、色斑、色线、有害矿物及有害岩脉、夹层情况及其变化规律;构造及节理裂隙的发育情况及其对开采的影响,可能产生的荒料块度;矿山开采条件,包括覆盖物厚度、风化带和破碎带深度,采场布设的方案,矿山公路的修筑里程及修筑条件等。 (二)取样和测试。石料的取样和测试项目有很多,本文选取装饰性、荒料率和出料率三个主要方面进行分析:1.装饰性,即花色和光泽度的确定是将磨光的样品置于1.5m处目测,确定矿石颜色、花纹与光泽是否能达到商品的要求,与大批量样品或标准样对比 ,确定色调与花纹的稳定性,要求在小范围内不能有显著变化。同时,取样点的密度和具体位置的布局要以能控制矿体中矿石花色的变化为标准。2.荒料率即在一定范围内采出的荒料体积与该范围内的原矿体积之比。3.出料率是出材率是每立方米荒料所能产生的有效石料的面积,它是由矿山实际采出的荒料送加工厂再处理后得出的。 (三)试采。试采是在拟投资开发的矿山上 ,选择有代表性的小块地段进行简单的手工或机械化采挖,判别矿山投资可能性的一种方法。试采过程中要随试采进展对采坑作详细地质记录,采取样品,进行必要的测试,记录其结果,并计算不同部位的荒料率、出料率和荒料及生产的成本。 二、石料矿山地质勘查内容分析 调查研究地质情况的不同的重点就是地质勘察工作,进行地质勘查不仅有助于我国的经济建设和国防建设,也为提高工作效率创造了条件和重要的参考依据。 (一)踏勘选点。石料矿山选点应根据当地建设和市场需求,原则上在县级矿产资源规划的开采区内,通过路线调查,选择矿体岩性简单、延展稳定、断裂构造不发育、出露良好、覆盖层薄、风化浅、开采技术条件简单、交通运输相对方便以及开采对环境影响小、对公路、铁路、高压输电线、通信线和人居安全有保障的区域,还要充分考虑矿山开采完毕后的复垦还绿条件,按拟建矿山规模和服务年限,合理划定勘查区范围。 (二)地质勘查。普通石料矿产勘查工作以地质观测研究为主,配合少量必要的探矿工程,填(测)制勘查区地形地质图,调查研究残坡积覆盖层和风化层的厚度与分布规律,基本查明矿体内部结构复杂程度和断裂构造对矿体的破坏程度;调查开采技术条件,测试石料的理化质量指标,编制勘查地质报告。 地质勘查的重点是对矿山发展不同阶段的勘查工作,包括:1.危机矿山接替资源的勘查,为了使矿山服务的年限得到延长,促进矿山的可持续发展,在重要的原材料和固体能源大中型矿山地区 ,要进行大规模的危机矿山接替资源的勘察工作。2.对矿山生产阶段的勘查,矿山企业要对矿山服务的年限做好科学的规划和设计,合理、科学的对资源进行开发和利用,扩大资源储量;做好矿山的摸底探测工作,扩大找矿范围;利用先进技术,提高勘查效率。3.综合评价和勘查共伴生矿和尾矿,制定相关的标准和政策来规范矿产尾矿资源的利用 ,调查资源 。4.关闭阶段的地质勘查工作。矿山企业要严格的按照法律的规定来保护好矿山地区的环境。在矿山的开采的活动结束之前,闭坑的地址工作要做好,另外闭坑的地址报告要提交。 (三)原始编录、综合整理和报告编写。地质剖面测制、地质填图观测点、探矿工程等原始编录必须在实地(现场)进行,取准、取全第一性资料。各项原始资料应及时进行质量检查验收和综合整理。工作质量按现有的法律标准和细则执行。勘查地质报告参照报告编写提纲进行编写,做到内容齐全、重点突出、数据准确、真实可信。 三、找矿工作分析 (一)找矿工作的重要技术分析。包括:1找矿方法的综合利用和联合解释。从岩石的物理性质差异的角度出发认识深部地质结构和成矿规律时利用先进的技术,在测量时用精密的地球物理仪器,这样才能够获得准确的数据。另外对于数据和图标要进行适当的校正,将高精度的资料图谱输出;为了达到高水平的解释效果,要加强各个与地质勘查工作相关的研究人员之间的密切的合作和配合工作。2.甚低频电磁方法。这种方法方便快捷,勘察迅速,勘察的方式也比较灵活。首先用Fraser滤波等处理所测得的数据,将掩盖区异常的地质体和产状以及展布的方向根据地质研究控矿规律和矿体的赋存规律进行有效的圈定,进行矿体空间赋存部位预测 ,最后提供找矿额度依据。此外应注意运用甚低频电磁法的最佳的时间是在场强较稳定的时间域。 (二)找矿工作存在的问题分析。经过长期积累,我国地质勘查工作基础很好,实力雄厚,有条件也有能力为国家排忧解难,在重要资源找矿上再创佳绩。特别是我国地质勘查经过多年的发展,尤其是在进行了地质人才管理机制的改革后,我国的地质勘查得到了人才队伍逐步精炼,已经基本上能够满足我国社会经济发展的需要。但是依然存在一些问题,主要表现在:1.基础地质勘查工作投入相对较少,找矿缺乏基础地质资料保障。2.尚未建立市场为主导的地质找矿机制,地质工作市场主体缺位。3.地质科技创新能力不足,专业人才结构不合理。体现在专业使用不合理,技术人员和地质勘查队伍不稳定等诸多方面。 (三)解决找矿工作问题的建议。为科学解决上述问题,促进找矿工作的发展,现提出如下建议:建立适应市场经济多元化的投资平台,以地质勘探为契机,建立一个统一的,有竞争力的,开放、有序的矿业市场和交易平台,建立对企业的重点在矿产勘查领域的大型国有投资挖掘市场主体地位。 为了控制投资结构,增加国家和地方地质勘查业的政府投资,过滤投机性投资的政策引导,刺激社会资本。鼓励各级地质工作的实际投入水平,提高公众福利,并加快技术水平,改造和评价国家产资源潜力转化的结果。另外,为了促进地质找矿工作的重大突破,必须符合社会主义市场经济体制的要求,遵循市场经济和地质工作的法律规则,充分发挥市场配置资源 的基础性作用,充分发挥各方的积极性,按照特殊的新的工作思路,依靠政府调控和市场监管来实施找矿工作。 四、结语 石料矿山地质勘查和找矿工作是一项长期、复杂的任务,总体上看开采利用率偏低,从之前地质勘查工作结果来看,我国矿产资源探明程度仅为1/3左右,通过地质勘查进行地质找矿还有相当大的潜力。充分认识找矿工作中面临的问题,做到“对症下药”,结合现有的找矿技术不断的开拓新的有效的找矿的技术提高地质勘查工作的效益,使矿产资源短缺的现状得到缓解。实现勘查矿产资源的有效整合,地质找矿要素的优化组合和石料矿山企业的有效发展。 矿山地质技术论文:基于遥感技术的矿山地质环境评价应用研究 摘要:矿山开发能造福人类,同时也会造成生态环境破坏,影响恶劣的会危及人类的生命安全。矿山开发引起的环境污染是一个复杂、系统的变化,任何单一因素和瞬时指示指标都无法给出整个环境系统的变化趋势。遥感数据具有区域性与周期性的特点,利用遥感技术进行矿山环境监测具有很强的优势,是人们研究的重点之一。本文利用时间序列的遥感数据,提取矿山环境相关指标,并结合实际工作,建立完备的指标体系,并利用层次分析法确定指标权重,结合综合评价模型对实验区域进行研究,取得了良好的效果。 关键词:遥感,矿山地质,环境评价,层次分析法 1、概况 双鸭山市位于黑龙江省东北部,地处完达山支脉低山丘陵地带,东经130°56′00″—131°38′49″,北纬46°21′00″—46°46′00″。煤种齐全,煤质优良是黑龙江省重要的产煤基地良。近年来,随着煤炭的大规模开采,加速了生态环境的恶化。所以该区要开展针对性强的矿山环境地质评价,但是矿区环境地质问题是多种因素综合作用的结果,不仅每一种因素对适宜性的影响是复杂的,而且因素之间是相互联系相互制约。以往,通常用专家评分法等主观赋值法来确定它们各自的影响系数(权重)。为了提高评价结果的科学性、客观性,降低主观性,本次评价采用AHP法确定权重。取得了有价值的成果,为该类项目的调查与评估提供了一种科学的、行之有效的方法。 2、利用遥感数据进行指标提取并建立指标体系 2.1 遥感数据提取指标 遥感数据,由于其本身的成像特点具有区域性与周期性的特点,可以对一个特定区域进行周期性的观测,将其利用在矿山地质环境监测与评价中可以使评价数据获取更为简单可行,尤其是在大尺度,周期性的数据上遥感数据更具有明显的优势。本次研究采用了2009年的SPOT5卫星影像,对其进行处理之后,取得土地利用类型,与土地压占破坏的数据,并利用LAI,NDVI的指数获取植被污染信息。 2.1 指标体系的建立 矿山作为一个复杂的系统,其指标体系必须考虑几个原则即①区域特殊性原则;②系统协调原则;③综合性原则;④层次性原则;⑤可操作性原则。根据上述原则,结合研究区域的区域地质环境背景特点及调查统计情况,选取影响程度突出的指标进行评价,构建矿山地质环境评价体系。其包括两个层次:①一级指标,即区域地质环境背景、资源损毁、地质灾害和环境污染4个要素;②二级指标,即每一要素包括若干指标,其中矿山地质环境背景条件,指标层共选取了包括地貌条件、土地压占破坏、崩塌、水源污染等16项指标。 3、利用层次分析法计算各因子的权重 3.1建立递阶层次结构模型 递阶层次结构模型一般分为三层,最上面为目标层, 最下面为方案层,中间是准则层或指标层。这种自上而下的支配关系所形成的层次结构称之为递阶层次结构。如图1。 图1 递阶层次结构模型 Figure 1 Step-up stratification structural model 3.1.1最高层(目标层) 这一层次中只有一个元素,一般它是分析问题的预定目标或理想结果,即实现对矿山现状环境地质的评价。 3.1.2中间层(准则层) 这一层次包括了为实现目标所涉及的中间环节,包括所需要考虑的准则,即环境因子(水土流失、土地沙漠化、地下水富水性、矿山开发)的选取。 3.1.3最底层(方案层) 这一层次包括了为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等。即某一区域矿山环境地质质量的级别(优、良、中等、较差、差)。 3.2构造成对比较矩阵并求特征向量(权重)和最大特征根 3.2.1判断矩阵 在建立递阶层次结构以后,上下层元素间的隶属关系就被确定,中间层次两级指标为准则,所支配的下一层次的元素为矿山现状环境地质质量优、良、中等、差,目的是按照准则层的相对重要性赋于方案层中相应的权重。当准则层对于方案层的重要性可以直接定量表示时,它们相应的权重量可以直接确定,但对于此类矿山环境地质评价问题,元素的权重不容易直接获得,这时就需要通过适当的方法导出它们的权重,AHP所用的方法就是两两比较的方法。 在这一方法中,决策者要反复地回答问题,针对准则层,任意两个元素那一个更重要,重要程度如何?这一过程中可以利用专家评分的办法来得出各因子的重要程度,并按表5的比例标度对重要性程度赋值,表2列出了1~9标度的含义,这样对于准则层,元素通过两两比较构成一个判断矩阵A。 矿山地质技术论文:矿山地质灾害类型\危险性与地质灾害勘查技术方法 摘要:由于地质、气候等自然原因的影响,以及人们在开发矿山的过程中忽视对矿山环境问题的保护和及时有效治理,目前,我国部分矿山开采引发了相应的地质灾害,这些地质灾害的危险性极大,这就要求我们提高地质灾害的勘查技术水平,准确地预测地质灾害的类型、分布、危害性严重程度。本文针对目前我国矿山地质灾害的类型和危险性,对地质灾害勘查技术进行简单的分析。 关键词:矿山地质灾害;危险性;勘查技术 我国是属于矿产资源丰富的国家之一,随着经济发展对矿产品的需求日益增大,我国矿业的发展非常迅速,而矿山开发过程中,一味的追求经济利益,忽视对矿山地质环境问题的及时有效治理,引发了许多地质灾害,这将严重影响矿区周边人民的生产、生活安全。因此,有针对性的采取相应的地质灾害勘查技术,准确地预测地质灾害的类型、分布、危害性严重程度,就成为目前我国矿山地质灾害治理工作中一项刻不容缓的任务。 一 矿山地质灾害的主要类型及危险性分析 首先,采空区塌陷。首先,采空区塌陷。其发生的主要原因是人为因素,即人们对矿山不合理的开发和技术达不到标准。在开采过程中,采空区的顶板岩层重力与上覆盖岩层的的压力,产生向下弯曲和移动。如果顶板岩层的本身所承受的压力超过其抗拉轻度的最大值,顶板就会出现断裂或破碎的问题,导致顶板冒落的现象。上覆盖岩层也会相继出现弯曲、移动、断裂和离层的现象。对矿山的开采过度,会增大岩层的影响范围,地表就会出现采空区的塌陷。 采空区塌陷,危及周围的建筑以及农田水利设施,不仅会造成财产的损失,更重要的是对人民的生命财产造成严重威胁。另外,矿山开发而导致采空区塌陷的危及范围较广,势必破坏浅层含水层功能,对土地资源的破坏性也非常大。 第二,泥石流。这种地质灾害发生的原因主要是由于自然因素,即采矿区的周围地质环境较为恶劣。其主要有两个原因:其一,泥石流主要是发生山地较多的地区,有许多的岩石破坏物集中在山地的河流区域的河床和坡地上,能够为泥石流提供固体物质;其二,就是泥石流发生地区,拥有相当充足的水源,由于水流较多,为泥石流的发生提供载体;总而言之,就是因为相当数量的破坏物顺着水流的动力影响下,导致泥石流的发生。 矿山的开发,一般都会产生废石土、固体碎屑等破坏物,而矿山的开采不注意清理这些破坏物,而是将开采中所产生的废物随意乱扔、丢弃,对周围的植物造成严重损害,从而提高了泥石流发生的几率。在对地质造成严重损害的情况下,发生的泥石流往往是难以抵御的。其冲毁周围房屋,造成河道堵塞,有时也会对周围的铁路、公路等设施造成严重的破坏,更重要的是对周围人员生命安全造成威胁。 第三,滑坡。其发生的主要原因是自然因素和人为因素。自然原因:岩体不连续面倾斜度倾向于坡面时,就会造成滑坡;边坡受到风化作用影响,逐渐改变边坡的形状,降低了边坡的稳定性,也会发生滑坡。特别是在雨季期间,风化作用的效果最为明显,此时,岩层的软硬相间的差异较大,坚硬的就会显现出来,由于切割结构面,使得自身重力发生蠕变,从而发生崩塌和落石的现象;另外,滑坡往往是其它地质灾害发生的附加灾害,例如由于地震的发生,使得边坡受到强大的压力而变形,导致滑坡的发生;人为原因:人们在开采过程中,对坡脚不合理的开挖,改变了坡体的应力场,造成呈现张开状的岩体裂缝,随着坡的逐渐破坏,使得原来的裂缝继续扩展,此时被切割的岩体失去了稳定性,造成崩塌滑坡。 滑坡的危险性主要根据其稳定性决定的,并以最不利工况条件下的稳定性作为判别依据,在滑坡失稳后造成的损失大小来确定危险性。滑坡造成的是直接的人员伤亡和经济损失。 第四,水土流失。其发生的主要原因是人为因素和自然因素。自然原因主要是气候、地貌、植被、土壤和地形的变化,或者在滑坡灾害中,对坡体的重力侵蚀较大,造成水土流失;人为原因主要是人们不合理利用矿上资源,滥垦滥伐等不合理的行为对植被造成严重破坏会造成水土流失的现象。造成水土流失的另外一个重要原因就是水利侵蚀。在对矿山进行开采的过程中,产生废弃物、土、渣等松散堆积物,这种物质的缝隙较大,如遇到暴雨天气,同时由于水流冲击具有非常高的强度,则会使这些堆积物随意的流动,出现水土流失的问题;在许多矿区开采的作业中,忽视环境问题,破坏植被或者对地质造成直接性的破坏,都会造成水土流失的现象。 水土流失的危害最直接的影响是水土面积的大量流失,对植被造成严重的破坏,改变原有的地形和地貌,从而破坏矿山土石结构的平衡性。 二 矿山地质灾害的勘查技术方法 首先,针对采空塌陷区,可以采取地球信息技术综台方法,这种方法主要是利用3S技术;它通过GPS精确的定位灾害发生地,对地质灾害的地区分布、发生、发展规律进行掌握;通过RS技术对矿区的多时遥感图像进行叠加分析。对地貌的破坏程度、塌陷区形态、废弃物类型、面积、分布状况、环境污染状况和生态环境状况进行不同时期的获取资料;通过GIS技术根据矿山的空间分析灾害信息数据。 其次,对于滑坡、采空区,可以采取地球物理勘查方法。这种物理勘查方法主要分为四种:其一,高密度电阻率法。它是根据岩体的导电性差异来进行物探,一次性可以采集多装置数据,主要研究深度方向的电性变化和水平方向的电性变化。对有效异常的比值数据进行参数换算,有利于推测前者的灾害埋深和范围,它主要应用于深度较浅的采空区、岩石分化层等勘查;其二,视电阻率法。主要是对采空区的填充空气的电阻率与硫化物矿体的电阻率的进行鉴别,应用于圈定采空区;其三,瞬变电磁法。这种方法主要根据不接地回线或接地线源发送一次脉冲电磁场的间歇期间,利用线图或电极对地下半空间二次涡流场的变化进行观测,而且这种方法的信噪比高、分辨率强、探测的深度、速度较大、较快,容易发现采空区的异静;其四,浅层地震法。它是通过人工手段研究地层中地震波的传播规律,对地质小构造和地层岩性进行物探,它能直观地层界面的起伏变化,主要应用于滑坡、采空区的勘查。 第三,针对泥石流、水土流失,可以采取地球化学勘查法。它主要利用化学反应来勘查环境的污染情况,这种方法主要应用于环境勘查,为污染治理提供参考信息。 三 结语 由于受到自然因素和人为因素的影响,矿区常常发生地质灾害,对矿区周边环境、人员财产安全造成严重威胁,我们必须大大提高地质灾害的勘查技术水平,采用相应措施进行合理的防范和有针对性的治理,尽最大程度减少地质灾害的危害性。 矿山地质技术论文:遥感技术在矿山地质灾害中的应用评价 摘要:煤矿区是一种以资源开发与利用为主发展起来的特殊地理区域,由于资源过度开采对区域的持续累积影响,引发了严重的环境损害与地质灾害,如地面塌陷、矸石山爆崩、滑坡、冲击地压等频繁发生。本文介绍遥感技术的涵议及在矿山地质环境调查中的作用,并结合遥感技术在地质调查工作中的应用实例进行了相关探讨。 关键词:遥感技术;矿山地质灾害;应用评价 一、遥感技术的涵义 1、遥感的定义 “遥感”,顾名思义,就是遥远地感知。传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的形式-电磁波,并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。 2、遥感技术的特点 ①遥感具有宏观性和直观性。②遥感获取资料的速度快、周期短、而且能反映动态变化。③遥感使用的电磁波各波段之间,性质差异很大,用途也很不相同。④遥感获得的信息量巨大。⑤遥感技术的应用受地面条件限制少,可用于自然条件恶劣、地面工作困难的地区。⑥经济效益好,成本低,收益高。由此可见,遥感技术在自然灾害的调查、监测和预测中具有显著优势。当前,遥感技术在分析、预测、评估自然灾害造成的损失方面正发挥越来越大和不可替代的作用。 二、遥感技术在矿山地质环境调查中的作用 1)遥感解译是矿山地质环境调查不可缺少的技术方法之一。从技术方法角度讲,遥感解译是矿山地质环境调查的技术方法之一。利用航、卫片进行遥感解译,具有直观、真实、准确、实效性强等特点。矿山地质环境调查的技术方法包括地面调查、遥感解译、样品测试、动态监测以及轻型山地工程等,特别是遥感解译,能提高调查研究的水平。2)利用遥感技术进行矿山地质环境调查,能起到事半功倍的效果。通过大比例尺地面调查和高分辨率的遥感解译相结合的工作方法,能快速圈定矿山环境地质问题的类型、形态、空间分布、规模及其外围地质环境条件,便于进行定性和定量的分析研究,提高矿山地质环境调查工作的质量和效率,对矿山地质环境调查与评价起到重要作用。3)遥感技术的特点为在矿山地质环境调查中的应用提供了可能。卫星遥感技术的快速发展,为我国矿山地质环境遥感调查提供了可能。遥感技术具有探测范围大、周期短、信息量大、资料获取速度快、客观真实、动态性强以及资料收集不受特殊地形限制等突出特点。发挥大比例尺遥感影像在调查中的作用,是区域地质环境调查最有效的手段之一,对矿山环境地质问题具有良好的解译效果。 三、应用实例分析 2002年10月,作者参加了某矿区的矿山地质环境野外调查工作,应用Quick Bird遥感数据对煤矿开采引发的地质灾害进行调查,研究了不同类型地质灾害(塌陷坑、地面沉陷、地裂缝)的遥感影像特征,对矿区地质灾害现状、成因、分布规律特点和调查精度进行了分析评价。 1、塌陷坑 塌陷坑是地下矿产资源开采引发的局部地面塌陷,以第四系覆盖的农业区居多。由于开采煤层较浅,矿层顶板为碳酸岩且厚度较薄,受外力或降水影响,经常发生地面垂直塌落现象,形成小面积的塌陷坑。 实地观察发现,地面塌陷形成的塌陷坑,一般直径从3~30 m不等,塌陷深度一般2~3 m。多数塌陷坑的坑壁陡直,无法耕种,随着时间推移坑壁坍塌变缓,底部生长杂草,较大的塌陷坑经过改造还种上庄稼。遥感图像上塌陷坑呈独立的环形或椭圆形斑点、斑块状,呈独立个体成群分布,色调明暗不同。坑内植被呈微红色。由于塌陷坑是有一定深度的负地形,在阴影作用下,立体效果明显。与正地形(如坟墓、独立树冠)相比,形成的立体效果正好相反。塌陷坑的阴影出现在环形图斑内侧的下半部分,而土堆形成的阴影出现在环形图斑内侧的上半部分,这是塌陷坑判断正确与否的重要标志。有的塌陷坑虽已填平,但从隐约可见的浅色环状还 能看出塌陷坑的轮廓。有的虽未形成塌陷坑,但小幅地面沉降造成土壤结构和水分含量的变化已经显现出塌陷坑的轮廓。 2、地面沉陷 地面沉陷是地下矿产资源开采引发地面不均匀沉降,主要发生在第四系覆盖的农业区。由于地下采空区打破了原有的应力平衡,当矿层顶板无法支撑上覆地层压力时,便发生整体大面积塌落现象,形成地表一定范围的不均匀沉降。 实地观察发现,地面沉陷面积比塌陷坑大的多,沉降幅度比塌陷坑小的多,一般只有几十厘米。地裂缝出现在沉陷区边缘,有时多条地裂缝同时出现,呈平行排列。裂缝两侧地形高差变化明显。由于第四系沉积物松散,地裂缝深度很小,裂缝宽度只有几厘米~十几厘米,容易被自然或人为扰动而消失。特别是经农业耕作改造后,形成舒缓波状微型地貌,并保持了原有播种方向和农田格状结构。但大多数地裂缝已经消失,只有水泥路面依旧保留着地裂缝的痕迹。 遥感影像中的地面沉陷显著特征是沉降区边缘形成有一定高差、宽1~2m、长数十米~上百米的不规则封闭、半封闭的环形带或条带影像,有时呈断断续续的带状。在环形带的上方(图1 A处,向阳面)色调较亮,下方(背阴面, B处)色调较暗,这种明暗色差变化的原因是沉陷形成的负地形,造成地形坡度、坡向突变,改变了光线入射角使局部光谱反射能量改变所致。在图2中,剖面亮度值得到了验证。地面沉陷区的形状与农田中的道路、田埂和植物行距排列极不协调,与自然地形坡度有显著地影像差别,是非人为因素迹象。受采空区面积影响,沉陷区具有一定的宽度,面积从数百平方米至数万平方米不等。通过微地貌的变化可以推断地裂缝的位置,据此,可以圈定并计算沉陷区的面积。沉陷区按形状可划分为环状、带状和平行状等沉陷类型。 3、地裂缝 地裂缝在基岩裸露和平原农业区都有发生,是地下矿产资源采空区应力失衡引发的岩石钢性变形。开裂的程度、规模受控于地质构造、开采厚度、深度、岩性及第四系覆盖层厚度。 实地观察发现,基岩以岩石张裂、断裂为主要特征,致使岩石垂直裂开影响到地表。第四系覆盖区则以地面沉陷区边缘的拉张性地裂缝为主。主要特征是裂缝两侧地形高差变化很小或没有变化,未形成沉陷区。基岩山区张裂型地裂缝规模大,整个山体裂开宽度达1~3m,长达数百米,小型地裂缝不足10 cm,长度几米~几十米。大量地裂缝造成地下水・渗漏,水土流失严重,山上大部分果树枯死,只有稀疏的荒草。 在遥感影像中,发生地裂缝处的地表和浅层土壤结构发生了变化,造成局部土壤含水量增加、湿度增大或透水性增强、湿度减少。甚至地裂缝的产生使植物种类(缝内生长杂草)、长势发生变化,形成色调和纹理上的光谱差异。平原区地裂缝一般规模较大,呈线状影像特征。规模小的地裂缝隐约可见,尚未影响农业种植,具有地面沉陷地裂缝的影像特征。有的沿已有老地裂缝向前延伸,呈现或明或暗的直线、折线状。有的则呈交叉或平行排列格局。有时 穿过农田形成一定落差的断陷陡坎,在遥感影像上具有不同的影像特征。山区规模较大的地裂缝呈条带状,裂缝内有植被呈暗红色。缺乏表土覆盖的小地裂缝,宽度10~20 cm,但从放大的遥感图像可以发现其踪迹,呈折线状断续分布(图3)。按地裂缝形状类型可划分为直线型、断续型和交叉型。 图3采矿造成的山体开裂 高分辨率卫星遥感图像提供了矿山地质灾害的丰富特征信息,具有宏观、准确、高效的特点,是矿山地质灾害和生态环境调查行之有效的手段之一。在一定条件下能为某些地质灾害的发生、发展提供预测指示信息,为综合治理提供科学依据。
数字农业论文:农业机械数字化设计与制造技术运用 摘要:在经济快速发展下,我国农业机械制造行业取得较大发展,由传统的生产模式逐渐向机械化方向转变,生产效率明显提升,但是在农业机械化过程中仍然存在不同程度的问题,对生产及制造行业发展均产生一定的负面影响,为此制造企业需要尽快采取合理措施对现存问题进行改善。相关研究中说明应用数字化设计与制造技术可以有效的解决现存问题,下文对农业机械数字化设计与制造技术的应用进行分析。 关键词:农业机械;数字化技术;制造技术;应用 在信息时代背景下,传统农业逐渐向数字农业发展,数字农业主要指将工业技术和数字信息技术进行有机结合,使农业各对象可视化表达的目标得以实现,能够为农业机械制造过程提供可靠的依据和支持,对提高农业生产水平有较大的积极作用。下文首先对数字化设计与制造技术进行概述,其次对两者在农业机械上的应用进行阐述,以期为农业机械制造企业提供一定参考。 1数字化设计与制造技术简述 数字化设计与制造技术主要指使用计算机硬件、软件和网络环境对相关产品的设计,分析,装配以及制造等过程进行全面模拟,能够为实际生产过程提供可靠的依据。在农业机械设计及生产中应用数字化设计与制造技术具有如下优势:农业机械产品开发能力有所提升;产品研制周期明显缩短;农业机械开发成本有所降低;能够最大程度的实现初期设计目标,可以提高农业机械制造企业的市场竞争力,同时可以为其带来更多的经济效益。 2农业机械数字化设计与制造技术应用分析 数字化设计与制造技术包括多种先进的技术,下面对几种常用的技术进行说明:其一,对CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM进行说明。前四种分别指计算机辅助设计,计算机辅助工程,计算机辅助工艺过程设计及计算机辅助制造,以上工具的合理应用对提高产品开发效率及效果有较大的积极影响;其中PDM技术能够对产品相关的数据和信息、人及各类组织等进行有效管理,使分布环境中数据共享的目标得以实现,同时为异构计算机环境提供了相应的应用平台。其二,对异地协同设计进行说明。其主要指在有网的环境中能够对相应产品进行定义、建模、产品分析、设计、数据管理和产品数据交换,使用其对多人、异地产品协同开发提供了便利条件。其三,对虚拟设计及制造进行说明。使用仿真、建模及虚拟现实技术等可以对产品的模型进行合理构建,在构建完成后工作人员可以对产品的性能,可装配性以及可加工性等方面的问题进行发觉,在经过分析后可以及时采取合理措施进行调整,进而提高产品设计合理性,为后期制造过程奠定坚实的基础;其四,对并行设计进行说明。并行设计主要指使用并行工程模式进行产品开发和制造,其对以往串行式产品开发模式存在的缺点进行弥补,在农机产品开发初期能够对后期实际需求进行更多的考虑,进而使产品研发效率较高,且研发效果较好。下面笔者对智能CAD技术在农机产品设计中以及数字化制造技术在高科技农业机械开发中的应用进行分析。 2.1智能CAD技术应用分析 第一,智能CAD技术在农机产品设计中的应用分析。工作符号推理是农业机械设计过程中的重要内容,传统CAD技术在符号推理方面存在一定的缺失,智能CAD技术能够对其存在的缺失进行弥补,在使用智能CAD技术后农业机械设计过程中信息利用率有所提升、重复设计情况明显减少且产品研发时间明显缩短,能够在短时间内完成农机产品的设计工作,进而可以为农业机械制造企业带来更多的经济效益。第二,参数设计在农机产品设计中的应用分析。农业机械设计过程具有型号、种类较多以及受季节影响较大的特点,为了更好的保证设计和合理性及效率在实际设计过程中可以对视力推理模块化参数设计及变量设计进行合理应用,并且在使用后能够对智能CAD技术使用中存在的问题进行最大程度的规避,为设计方案的合理性提供更多的保障。第三,装配模型在农机产品设计中的应用分析。装配模型其属于支持概念设计和变型设计中的一种,其主要指构建相应零部件的几何模型,在构建完成后结合装配信息对设计意图,产品原理以及功能等进行诠释,能够让工作人员尽快领悟设计意图,进而能够尽快展开生产。 2.2数字化制造技术在高科技农业机械开发中的应用 数字化制造技术在我国农业机械设计及制造中得到广泛应用,在实际应用过程中可以使用数控及虚拟技术等对农业机械产品的虚拟样机进行制造,为实际生产过程提供了一定的有利条件。下面对使用三维CAD技术设计农机产品虚拟样机的流程进行说明:其一,使用参数设计、变型设计等技术对相关产品的三维CAD模型进行构建,通过模型的构建能够实现所有零部件模式化的目标;其二,根据相关数据和信息对二维工程图进行构建;其三,使用各类分析原理对模型进行分析,将其同三维装配体设计进行有机结合;其四,将三维CAD模型作为主要依据对PDM结构体系进行合理构建;其五,工作人员严格按照虚拟样机的要求对三维CAD产品进行制作,与此同时对开发体系进行合理构建;其六,对三维虚拟样机进行监测和试验,通过以上两过程可以准确的发现虚拟样机存在的问题,在经过分析后可以采取有效措施进行处理,从而对虚拟样机具有较高的合理性进行提升。 3结束语 通过上文可知在农业机械研发及生产过程中对数字化设计及制造技术进行合理应用对缩短研发时间及提高产品质量有较大的积极作用,为此农业机械制造企业需要对数字化设计及制造技术产生足够的重视,根据自身实际情况和时展的需求对其进行分析和研究,不断的扩大应用范围,使农业机械研发及实际生产过程向数字化、智能化技自动化的方向发展,加快农机制造企业的发展速度。 作者:徐丽 单位:南昌工学院 数字农业论文:数字农业信息发展 摘要:阐述数字农业的概念及其作用,指出数字农业建设中存在的问题,包括农业信息化水平低、信息化意识及利用信息能力不强、管理和标准化工作有待进一步加强等,并对数字农业的建设进行了展望和设想。 关键词:数字农业;问题;构想 在我国2000年的《农业科技发展纲要》中,将数字农业放在农业信息技术的首要位置,引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想,以供参考。 1对数字农业的认识 数字农业(digitalagriculture)就是用数字化技术,按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素,将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业,通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合,在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展[1]。 有的学者认为[2],数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样,数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业,即信息化农业,包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等)、农业过程(生产、管理、储运、流通等)的数字化、网络化、自动化以及智能化,形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业,是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。 事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来,与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究,已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点,成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系,是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源(植物、动物、土地等)、技术(品种、栽培、病虫害防治、开发利用等)、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段,是农业信息化的必由之路;农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展,创造条件进行一次新的技术革命,促使传统农业向现代农业转变,促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言,数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用,必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容,必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展,在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。 2存在的问题 2.1农业信息化水平较低 收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全;已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度,难以适应当前对空间数据信息的需求;对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。 2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强 一方面,许多基层农技人员和广大农业从业者,知识老化,整体素质有待进一步提高,对于利用现代技术,收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强;另一方面,农业信息加工处理的技术人员缺乏,当前,就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息,对网络信息进行收集、整理,分析市场形势,回复网络用户的电子邮件,解答疑问等方面的人才也不多,更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。 2.3农业信息化效益不明显 数字农业还刚刚起步,在国内总体上尚处于探索阶段,实用性、普遍性的技术应用还很少,直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。 2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强 地理信息系统(GIS)以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同,而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此,未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力,也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。 3建设数字农业的基本设想 随着经济社会的快速发展和科技进步,台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等 方面的工作已有一定的基础,起动发展数字农业不仅是必要的,而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4,5],提出建设台州数字农业的基本设想,就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上,建立可视化的台州农业地理信息系统,构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系,实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和,彻底改造台州传统的农业管理模式,全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。 3.1整合已有的农业信息 在国家、省级信息基础设施建设的基础上,以各级农业部门为依托,建设中央一省一市县信息骨干网络系统,形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统,并与其他网络互联,成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。 3.2信息表达要直观、形象,并要实现信息系统的联网 把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达,随着数字农业的发展,逐步做到与省级、国家级类似的信息系统进行交互式查询等。 3.3强化对科研、管理等的服务工作 通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等,实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上,对农业生产中的现象、过程进行模拟,高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。 数字农业论文:农业机械数字化设计与制造研究 【摘要】伴随着人工化和机械化程度越来越高,对于农业的生产来说,人们会更多关注农业机械的性能及其在农业中的应用。对于农业机械的设计,可以从数字化设计的角度来进行设计技术的提升,从而降低设计的成本,缩短设计周期,并且提高机械产品的性能和功能。本文主要探讨了农业机械数字化设计与制造技术的应用,从而为农业机械设计和制造提供参考。 【关键词】农业机械;数字化设计;制造;技术 1数字化技术的内涵和特点 对于数字化的设计技术来说,它有着多个方面的特点。首先,数字化的设计技术有着统一化的产品定义模型,因此在各个行业当中它的应用比较广阔;其次,对于数字化设计技术来说,它可以开展并行设计。同一个项目可以有多个小组来进行联合的操作,在这样的情况下,不仅使得工作的效率得到提高,也能够使得它的质量得到保障;最后,数字化设计技术对于实物模型的依赖程度比较低,特别是在开展计算机技术仿真处理的时候,和传统的设计技术比起来,它的工作效率非常高,同时也能够有效地降低设计成本[1]。 2农业机械设计领域的特点 2.1结构类型多、型号多。在农业机械设计领域当中,农业机械的结构类型和型号比较多,例如,在对播种机进行设计的时候,需要根据所播种的农产品物种和农业的特点来进行划分,常见的机械类型有条播机、穴播机和精密播种机等。如果从这些机械的作业宽度和配套的动力角度出发,又可以分为单体、2行、4行等播种机[2]。2.2功能结构稳定,复杂程度低。对农业机械来说,它们的功能结构一般都比较稳定,同时整体的复杂程度都不高。以播种机为例,在组成上,它一般都会有机架、地轮和传动系统等。此外,不同型号的播种机,它们本身所使用的部件的类型和它们的结构参数也会有着一定的差异性,但是它们最终的产品功能都是相同的。2.3农业机械试验受季节影响性大。对于农业的机械来说,它们在设计之后需要开展相关的试验工作,但是在试验工作开展的时候会受到季节性的影响,因此对于农业机械进行研发所需要的周期比较长。 3农业机械设计中数字化设计记住和制造技术的应用 3.1在农业机械设计中引入虚拟技术。虚拟技术是一种可以创建并且真实体现虚拟环境的一个计算机仿真系统,对于虚拟技术来说,它对多种技术进行了综合,例如:网络技术、计算机仿真技术和三维图像技术等。随着经济和社会的不断发展,在市场竞争日益激烈的背景之下,用户的需求会越来越趋向于个性化和特色化。在这样的背景下,利用虚拟现实技术在农业机械的设计中发挥作用,可以使得产品的设计和后续的制造成本得到有效的降低,并且也使得产品在设计和研发的周期上得到剪短,在最大程度上满足了用户对高质量低成本产品的需求。在农业机械设计中引入虚拟技术已经成为了一种大势所趋,其主要在虚拟设计环节上发挥出作用。虚拟设计本身就是使用虚拟技术在产品的开发设计中进行运用和辅助,简单来说,就是设计人员首先设计出一个虚拟的农业机械产品,然后利用系统和各种各样的技术手段,对这一个虚拟所得到的农业机械产品进行各方面的研究、检查和分析工作。通过这样的方式可以帮助人们对产品是否满足农业生产设计的需求来进行检验,同时也可以及时的发现产品中存在的问题和缺陷,开展各方面的修改工作。对于在机械设计中应用的虚拟设计系统来说,它主要有两个部分,一个部分就是虚拟设计系统的主体,这个主体,它是由虚拟环境生存下来构成的。另外一个部分则是一个外围的设备,这个外围的设备是非常多样化的有数据的传输装置,也有信号的控制装置,更有人机进行交互的各种各样的工具等等。在这些部件和系统的帮助之下,可以大大节省机械设计的周期,提升效果。3.2实现产品的设计和制造协同。对于农业机械的设计和制造来说,它是一个联动的过程,在传统的设计方式当中,设计和制造环节的脱节现象比较严重,从而使得一些比较好的设计概念没有办法在现实中得到实现,并且最终发挥作用,推动农业生产的进行。基于这样的弊端,在未来的数字化设计技术的应用过程当中,会更多的对农业机械产品的设计和制造阶段的协同化进行实现。在二者的协同之后可以使得机械设计能够得到优化,并且这样的优化是比较及时的有效的,使得需要花费的费用得到降低,缩短整个设计和制造的周期。对机械产品的设计和制造环节进行兼顾的协同化设计,是数字化技术的一种集成式应用,也是推动设计效果能够得到最优化直观呈现的有效措施,将会成为未来农业机械设计制造的主要发展方向。3.3加强设计的创新。对于农业机械的设计和制造来说,创新是一个永远都不变的真理,也是技术生存的根本,特别是在数字化设计技术当中,创新是非常关键的一个生命力所在。对于数字化设计技术来说,它在农业机械设计中的应用会伴随着时间的流逝出现一定的变化和调整,并且在这变换和调整的过程中会出现一些新的问题,在这样的情况下,这就要对本身的技术进行创新,从而才能够使得农业机械设计的科学性和前沿性得到呈现[2]。此外,对于农业机械设计来说,它会朝着越来越高的标准进行发展,因此也需要数字化的设计技术对自身的标准进行不断的提升。对新技术的应用,在整个应用的过程当中,要加强理念和技术的创新,同时以新的理念来实现技术的探究和改革,最终提升整体介绍发展的前景,也推动农业机械设计的水平得到有效的提高。 4结语 综上所述,数字化的设计技术是未来机械设计的一个最主要应用技术,它在农业机械设计中的使用可以使得设计水平得到有效的提升。根据未来农业的发展需求以及数字化设计技术本身的发展需要,今后在开展农业机械设计的时候会加强虚拟技术、产品设计和制造协同和技术创新等方面的发展,从而使得数字化设计技术可以更好地在农业机械设计中进行应用。 作者:方更新 单位:福建漳浦县赤湖镇政 数字农业论文:农业科研档案数字化管理论文 摘要:农业科研档案能够准确反映农业科研项目的研究进程,对农业科研事业的创新发展具有至关重要的推动与促进作用,在信息化发展的时代背景之下,农业科研档案管理应不断朝着数字化的方向发展,融入具有时代精神的信息化内容,以便为我国农业科研档案事业的可持续发展奠定良好基础。基于此,本文以加强农业科研档案数字化管理的价值为主要出发点,着重探讨加强农业科研档案数字化管理的策略。 关键词:农业科研档案;数字化管理;策略 农业作为我国国民产业中的基础性工程,在推动社会经济发展、提高人民生活水平等方面具有重要的促进作用。农业科研档案数字化,顾名思义,是以现代网络技术、现代数字技术为基础,对农业科研档案的各项资源进行优化配置,借助网络化的形式实现各环节之间的科学联系,进而形成良性运作的农业科研档案信息库,以供相关农业科研人员进行资料查询和信息检索。而农业科研则是推动农业事业长远发展的助推剂,注重对农业科研档案的科学管理对农业科研事业的发展有重要的引导与推动作用,更为良好地保存农业科研成果,为我国社会主义现代化事业的发展做出重要贡献。 1加强农业科研档案数字化管理的价值 1.1提升管理效率 农业科研档案工作以农业服务为宗旨,加强农业科研档案数字化管理,把不同载体的农业科研档案资源转化为数字化的信息,以数字化的形式存储,以网络化的形式互相链接,利用计算机进行管理,形成一个有序的信息库,有利于提高农业科研档案管理的水平和效率,极大程度上节约了农业科研档案的人力投入和成本投入,实现资源共享与传承,切实有效地满足科研人员的档案查询、借鉴与存档,对农业科研档案管理的各项资源进行高效配置,优化农业科研档案管理结构,以便更好地为相关科研人员所服务。 1.2保持档案完整性 加强农业科研档案数字化管理,有利于保持档案完整性,防治档案丢失现象的发生。农业科研档案管理是在农业科研研究工作基础上逐步完善的,传统的农业科研档案管理以纸质管理为主要方式,但是因我国农业科研档案管理工作起步较早,传统纸质化的农业科研档案管理工作极易发生变质,特别是在每一次查阅过程中均会发生不同程度的损耗,这对农业科研档案管理工作的稳定发展极为不利。对此,以数字化为主要途径开展农业科研档案管理工作,能够在一定程度上减少对科研档案的损坏,实现由纸质资源到数字化资源的系统转换,为农业科研档案信息数据库的建立奠定基础。 2加强农业科研档案数字化管理的策略 2.1建立健全农业科研档案数字化管理制度 要建立健全农业科研档案数字化管理制度,为农业科研档案管理工作的顺利开展和科学进行提供良好的外部框架,从而更好地制定与之相对应的数字化管理方案,不断提高农业科研档案数字化管理的实效性。农业科研单位要根据自身发展的实际情况,制定行之有效的档案数字化管理制度,保证各项管理制度符合我国相关的法律法规,引导其朝着规范化、科学化和制度化的方向发展。相关管理人员还要不断强化自身的管理意识,树立正确的管理理念,保证各项制度内容的贯彻与落实,强化档案管理工作的保密程度。 2.2加强农业科研档案数字化管理基础设施建设 要加强农业科研档案数字化管理基础设施建设,为农业科研档案管理工作的长远发展奠定重要的硬件基础,确定技术路线、技术结构及基础平台功能,并做好相关的安全保障措施。不断增强农科科研档案管理工作的现代化含量和技术化含量,从根本上提高农业科研档案管理工作的水平和质量。相关工作人员要在传统纸质档案管理的基础上,以计算机录入的方式对农业科研档案的各项内容进行科学配置,相关人员要对农业科研档案数字化管理的各项设备进行更换,结合当前时展的现实情况充分发挥现代科学设备在档案管理中的重要作用。要建立农业科研档案管理的数字化平台,连接农业科研单位的内部系统,将档案的形成、整理、传输和归档等内容放置于同一个系统平台之中,实现各模块之间档案资源的共享互惠。 2.3构建一批高素质的农业科研档案管理队伍 要构建一批高素质的农业科研档案管理队伍,不断提高档案管理者的综合素养和管理能力,为农业科研档案数字化管理提供强有力的人才支持,为其奠定良好的软实力基础。农业科研单位要加强对档案管理工作人员的培训教育,在提高农业科研档案管理工作者工作素养和管理能力的基础上,不断提高其现代信息技术的应用能力,保证农业科研档案管理工作的高效开展。农业科研档案管理工作者要科学制定工作计划,以本单位管理制度为基础对档案的接受、分类、整理及归档进行详尽记录,做到有据可依。农业科研档案数字化管理是一项系统性的工程,相关人员要在重视数字化管理工作的基础上,从制度建立、基础设施建设和人员素养提升等方面入手,不断提升农业科研档案管理工作的质量,保证各项档案资源的共享与利用。 作者:许正 单位:大连市农业科学研究院 数字农业论文:农业科技档案数字化管理研究 信息技术在新时代下的快速发展,给农业科技档案管理工作提出了更大的挑战,怎样做好农业科技档案资源的管理,使各类资源在更大的空间范围内进入到准确的位置中去,并继而实现其利用率的创新突破,是一个非常关键的理论研究课题。针对这一问题的所有思考,都将使农业科技档案的管理工作取得进步。 一、农业科技档案数字化定义 农业科技档案的数字化,意为将基于各种载体的资源转化成为数字化形式,并可以实现网络化链接,以期及时、安全地提供相关服务,利于资源的共享及传承。具体而言,即以手工操作进行的诸如收集、筛选、整理、鉴定、保管、搜索、统计、应用等步骤,借助电[1]子信息系统来完成,达到数字化管理的效果。农业科技档案的数字化管理属于当今时代信息化建设的一项关键性内容,其中的核心无疑在于资源管理。对于农业科技档案来说,其资源范围涵盖面很广,而且信息保有量大,且在多个种类上都有显现,农、林、牧、渔齐备,科研、生产兼具,而按照事物本质属性进行划分,农业科技档案资源管理工作可以有:综合类工作、农业经济工作、粮食作物工作、农产品贮藏工作、农业新技术应用工作、农业环境保护工作等等。所以,相关人员需要了解农业科研档案在当今时期的涵盖范围,并提前制定形成完善的应对策略,以保证工作的有条[2]不紊进行。 二、农业科研档案特点农业科技档案具有下述几项特点。 (一)特殊化特点农业科技档案形成于区域差异化极大的自然环境之中,同时因为农业科技人员在洞察力及思维力等方面的区别,其原始记录必然不[3]同,均属于难以取代的特殊资源。 (二)专业化特点农业科技档案基于农业科技研究而形成,每一项研究内容都较专业,长期积累下来,产生的几乎所有原创性材料,都具有独一性和专业性特色。 (三)系统化特点农业科技档案的整个积累过程,基本处在相对稳定的系统内状态。同时,进行农业科技研究的关键性目标之一带动农业增效,发展农业先进生产力。基于这样的原因,所有阶段性成果都是系统环节中不可拆分的一部分。 (四)权威化特点农业科技活动从计划形成,到实践阶段,再到后期的验收、推广、应用、奖励等,均应把第一手材料予以科学化归纳整理。所以,相关档案内容既应可以表达出信息的真实可靠性,具有权威优势。 三、农业科研档案数字化管理对策 (一)有条不紊的建设 档案信息走数字化转化之路,是当前档案馆工作的重点内容。现在一般所应用的手段为把全部档案内容借助手工著录及扫描等办法存储至光盘与磁盘之中。在此环境下,工作人员需要有计划、分重点地实施。在实施过程中,应当坚持标准、健全规则,达到档案数字信息化的标准效果。特别是应当做到统一的规划,以应对档案数字化的大规模实施,并且一定要具备开放性好、兼容性强的计算机处理软件,以该软件为中心,在系统内部上下协调,环环相扣,满足档案资源交流共享的要求。 (二)定期检查档案载体 现今,如果温度及湿度等外部环境适应,光盘一类的载体使用寿命可以达到100年左右,而缩微胶片一类的载体使用寿命则能够高于300年[4],然而即使这样,我们依然需要采取多种手段促进载体稳定性及应用寿命的提升,其中常规性工作即是适时做好档案数据迁移工作,若是遇到档案载体同计算机语言产生变化的情况,便要依照软、硬件的实际情况,把数字资源由环境升级到新环境,,继而保证所有的数字资源得以在新环境中能够应用裕如。另外,档案馆需要形成合作管理模式,注意到资源持续保存与应用需要考虑国内甚至国际的合作,因此档案馆需要同图书馆、各研究所以及政府、软件硬件供应商等加强合作,以有效增加资源应用时间。 (三)积极确保档案安全 档案部门需要形成科学的档案安全思维,始终坚持防御和防治相结合的策略,依照档案法、保守国家秘密法、计算机病毒防治法等法律规章,并参考本部门的实际工作情况,形成尽可能完善化的档案信息安全保护系统[5]。另外,档案管理者一定要积极谋求自身保密意识的强化,使工作过程中的各种行为均受到严格监督与自我监督,有效避免人为因素的影响。而在技术层面,则应当努力增加电子文件与电子档案密码的技术含量,且做好访问控制技术的升级等,用于避免档案信息在网络环境下被不法分子访问与利用的可能性。 (四)提供人才与经费保障 人才和经费的保障对于各行业来说都是基础性的。对于农业科技档案数字化管理工作来说同样如此。首先需要做的是增加人才创新培养,给农业科技档案数字化以必要人才支持,及时确定引入急需人才、培养既有人才、发掘后备人才的完善科学观念,将三种观念妥善结合,统一落实到具体的工作当中去,用以促进数字化管理相关工作人员能力的持续进步。其次要做的是保证必要经费开支,按照自身馆藏实际情况,多方筹措,量入为出,形成合理的档案数字化建设规划。 四、总结 对档案加以数字化处理,是档案馆基础工作之一,同时也是信息化环境下的客观需求。我们应当努力做好农业科技档案的数字化管理工作,以冷静的思维、客观的精神、务实的态度做好相关工作,努力防止建设数字化档案馆过程中的偏失。 作者:兰前 单位:宁德市农业科学研究所 数字农业论文:数字化设计在农业机械设计中的应用 摘要:分析了数字化设计技术的含义以及特征,与传统农机设计中存在的弊端对比进行。重点介绍数字化技术应用在农机设计中的具体方式,从计算机辅助概念设计、虚拟原型等方面来进行。对数字化设计技术的未来发展趋势进行简要总结。 关键词:数字化设计;设计技术;农机设计 1数字化设计技术的含义及特点 1.1含义。农业机械设计需要结合使用方向来进行,优化功能组成,这样在使用阶段可以降级故障发生几率,农业生产任务也能够高效完成。数字化设计理念在农机产业中虽然应用实践较短,但却取得了很好的成果,所设计的机械结构更能够满足使用需求,基于计算机设备完成的设计任务,可以节省数据分析运算所用时间。借助计算机中的功能软件,能够轻松的完成图纸绘制工作,并通过系统模拟来观察运行期间的设备稳定性,最终得到的产品生产方案更安全可行。 1.2特点。数字化技术是科技发生的成果,农机生产行业正在向自动化控制方向发展,要求设计环节科学高效,必然会应用到数字化技术。分析技术应用特点可以了解到,在设计时间上有明显的节约,可以同时完成多项任务,包括数据的录入与运算,帮助提高产品设计效率。数字化技术还能够结合使用需求对设计方案做出优化,并通过计算机软件来完成设备的运行模拟,这样所确定的最终方案更安全可靠,有效的降低来生产成本。传统设计方法中,需要同时得出多种设计方案,增大了工作任务的难度,这一点在数字化技术中得到来解决。 2当今数字化设计技术研究的热点 2.1计算机辅助概念设计(CACD)。新型技术的应用离不开计算机设备,农机设计过程中会涉及到大量的图纸绘制,计算机绘图软件可以完成这一任务,在工作任务开展期间,技术人员将所得到的参数输入到计算机中,选择相应的功能,便能够将机械图形展现在其中。目前管理图纸绘制的软件也正在完善,功能也有明显的增多,为农业机械设计提供来便捷性。 2.2知识工程(KBE)。知识工程在数字化设计技术中的应用愈来愈广泛。现代设计之所以不同于传统的设计,是由于市场、竞争和技术进步形势的变化,它比过去任何时候都更加依赖于对新知识的获取,而不是依赖经验。过去的一二十年间,在人工智能和知识工程等领域发展起来的基于框架、规划、模型、本体等多种知识建模技术,主要是为实现计算机对知识的智能推理,提高计算机智能服务的。对于新知识的获取,通常有以下几个来源:已有知识;市场信息;数字仿真或虚拟现实;物理模型试验;样机试验;已有产品运行表现。 2.3虚拟原型(VP)。虚拟原型技术,近年来作为数字化设计的一个重要的分支,得到了人们的普遍关注。虚拟原型技术是在CAX(如CAD、CAM、CAE等)/DFX(如DFA、DFM、DFS等)等技术基础上发展而来,它将信息技术、先进制造技术和先进仿真技术等应用于复杂系统全生命周期,并进行综合管理,从系统的层面来分析复杂系统,支持“由上至下”的复杂系统开发模式。虚拟原型是根据产品设计信息或产品概念产生的在功能、行为和感观特性等方面和物理原型尽可能相似的可仿真的计算机模型。虚拟原型技术经过近十年的发展,已经可以部分替代物理原型,在产品设计中得到了广泛的应用。 3农业机械数字化设计技术的发展趋势 农业机械属于制造业的范畴,门类广、种类多,市场需求潜力巨大,据统计,目前我国农业机械产品拥有14大类、95小类,3000多种产品。尽管我国能生产的农业装备品种很多,但产品技术水平、产品结构与发达国家还存在相当差距。在构型设计方面除了利用计算机辅助设计加速产品开发的同时,基于知识工程,利用计算机仿真对产品性能进行预测以优化产品结构也得到了人们的关注。在农业机械产品概念设计方面的研究也有学者开始涉及。今后数字化设计技术在农业机械中的发展趋势,应注重以下几点。 3.1突出产品创新设计。设计过程中应当突出产品的使用功能以及创新性,消费者在购买机械设备时拥有更多的参考。应用数字化技术后,设计阶段创新理念可以更好的展现,结合农机设备使用阶段容易发生的故障问题来进行,将故障发生几率降至最低,这样才能够降低农业生产的成本投入,确保设备具有消费市场。农机设计生产企业有很多,只有突出设计阶段的创新性,才能偶在激烈的市场竞争中占据有利位置。可以明确,产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。 3.2重视虚拟现实技术。虚拟现实技术的出现,给产品设计带来了一场新的革命,它集3D图形、声音等多媒体为一身,让设计者/用户身临其境的感受产品的设计过程,体验其性能,从而提高设计的成功率。该技术在农业机械设计及制造中非常重要。对于结构复杂、设计困难、设计周期长的大型农业机械的设计,采用虚拟现实技术,既便于模拟产品的某些性能,又便于设计人员对产品的修改,更便于用户针对产品的原型了解产品的结构和性能等,提出反馈意见,加快了产品投入市场的速度。目前国外已提出了两种基于VR的工程设计方法,一种是增强可视化,它利用现有的CAD系统产生模型,然后将模型输入到VR环境中,用户充分利用各种增强效果设备如头盔显示器等产生临境感。另一种是VR-CAD系统,设计者直接在虚拟环境中参与设计。国内相关的研究才刚起步,尤其是VR在工程上的应用方面还缺乏一套较为完善的理论和方法。 3.3强调产品协同设计。农业机械制造企业面临着新的商业环境,如产品定制需求的增多;跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等,因此,产品设计制造的协同是现代企业适应全球经济的重要手段,也是我国发展农业机械行业乃至整个机械行业所需要瞄准的方向。据估计,发达国家制造企业在新产品的开发过程中往往有40%~70%的工作是与其他企业和合作伙伴共同完成的。如何从浩瀚的产品资源中选择合适的为己所用,这就提出了在已有知识库中的搜索算法实现问题。PTC公司的Web服务器上保存了众多世界领先的零件供应商的百余万个零件,且每月增加几万个新的零件。尽管象PTC公司这样将所有资源都纳入自己的服务器的做法在搜索算法实现上较为容易,但在我国目前采用是不现实的,并且从长远看也不是方向。一个可行的办法就是由供应商在自己的服务器上提供零件的资源信息,这样采用什么特征及其参数引导在众多的供应商之间搜索,以及如何实现客户端各种异构的应用系统与服务器各种异构数据库之间信息的传递就成为研究的方向。农业机械在农业经济和农业的发展中始终处于十分重要的地位,将数字化设计技术引入农业机械行业是改变传统农业机械生产方式,用新技术改造传统农业,支持新兴农业技术,提高农业竞争力的重要手段。 作者:李伟 单位:嫩江县农机安全监理站 数字农业论文:农业水利数字化档案管理分析 一、农业水利开发档案管理的新趋势——数字化 农业水利开发档案在发展新型农业的时代背景下,随着农业开发项目的增加而不断的增多,其形式多种多样;新时代对信息的要求也越来越高,强调时效性,这些都要求农业水利档案必须顺应新形势的要求,快速实现数字化,为发展新型农业提供便利。 (1)农业水利科技飞速发展,其档案越来越繁多。传统的发展模式已经随着科技的发展逐步被淘汰,新型的开发项目不再单一地采用纸质材料指导,农业水利的发展,各种软件系统引入到农业水利开发当中,比如水利控制模拟系统,最优渠道控制算法系统等等。在水利治理项目中,其实施过程会产生大量的工程图纸,技术文档,包括工程开发设计图、项目过程档案图片、领导的视察指示文件以及重要会议音像记录等,这些对农业水利开发活动的真实、适时记录具有极强的保存价值,显然,我们不能有纸张去保存,而建立数字化的农业水利开发档案管理已成为刻不容缓的事情。 (2)随着社会的快速发展,人们的时间观念越来越强。所以,现代水利的发展需要融入现代的文化理念与办事习惯。发展农业水利建设,保障其顺利实施,项目的指导与决策是建立在详细的资料分析以及实地考察之上。领导负责人,需要快速得到所需要的相关资料,并进行分析与决策;各个与该开发项目有关的职能部门也需要及时获得各种项目信息,并及时准确地给予工作指导;这些都想档案管理的快速与便捷性方面提出了较高的要求。同时不断增加的农业水利开发档案也要求档案的管理者加快转变传统的档案管理模式,运用现代化的方式进行档案的归档、保存、检索和提供利用服务等。提高农业水利开发档案管理能力和效率、提供便捷及时的利用方式都要求农业水利开发档案的管理必须尽快地实现数字化。 (3)发展新型农业的必然要求。农业科技的发展使得新型农业迅速崛起,农业可开发项目迅速增多,而传统的档案管理模式费时费力,给新型农业的发展带来很多的不便。利用数字化的方式进行农业开发档案的录入与管理,可以节省项目开发者的工作时间、减少工作量,由此,工程进度便能顺利完成,提高了农业水利开发项目的社会与经济效益。 二、农业水利开发档案数字化管理的优势 以数字化为依托的农业水利开发档案管理有着众多的优势,更便于农业水利开发信息的管理与使用,能够为农业水利的发展提供大量的有用信息,节约农业水利项目开发的人工成本、减少不必要的开支,提供农业水利开发项目的效益。 (1)信息容量最大化。对农业水利开发档案进行数字化的管理,是把各种信息以数字化的形式保存在水利信息的数据库当中,而这个数据库的容量巨大,容纳的信息量比以往的纸质档案要大出很多;而它所占空间小,往往几台计算机便可以实现冗杂的信息管理,完全不用像以往那样考虑各种档案的存放空间问题。在农业水利开发项目实施的过程中,可以适时地录入开发项目的详细资料,以备查阅。并且在开发工程实施之前以及之后,各种与工程相关的资料都可以搜集起来,以信息为特征量,分类存放到数据库中,方便用户信息检索,为所开发的项目提供更好地借鉴。在对档案进行管理时,需注意把档案资料清晰归档,避免文件的混乱不宜查找。在搜集与补充资料的过程中,也要确保资料的真实性。在进行档案数字化整理的时候由于信息容量很大,各种数据资料可以尽可能地详实,保证档案资料的完整性以及长期可读性,以便于对历史资料的查询。 (2)信息利用便捷化。以数字化形式对农业水利开发档案的管理,是以网络中心为依托,实现对开发项目相关资源的共享的现代化档案管理模式。在档案中心,建设档案数据资源系统,以网络为基础,用户通过网络连线,访问信息资源。节省了翻阅开发档案的时间,而且不受时间的限制,真正做到了随时随地可以获取自己所需要的信息,节省时间、劳力又方便快捷。同时,由于数字化的农业水利开发档案管理,能够实现信息容量的最大化,因此也使得信息使用者很少会受到信息检索困难,或者是难以找到自己所需要的信息而带来的麻烦。当然,要做到这一点就需要信息录入过程中就详细地进行分类,并尽可能地录入一切相关并有用的数据资料,更好地服务于农业开发项目的设计、实施与应用。 (3)信息保存安全化。数字化的农业水利开发档案,是用数据库、光盘、U盘等形式进行保存,一般不会出现损坏或者其他保存载体出现意外等情况,减少了农业水利开发档案丢失或者损毁的风险。并且数字化的档案在归档、转移、管理以及利用等方面都是通过局域网站、专用网站、互联网等进行的,确保档案在传送的过程中不会出现错误或者丢失等。档案数据的安全性一直是档案管理的重要内容,为了确保农业水利开发档案的安全性,首先应该保证机房的安全,同时也应该做好日常维护工作,例如电子文件怕潮、怕火需要保存在防潮防火的地方,并做好防磁与防尘的工作;也要进行数据库的维护,防止网络病毒的入侵;做好重要文件的备份工作。 三、数字化的农业开发档案管理具体措施 农业水利开发档案进行数字化管理,要以需求为指导,并以方便信息的使用为管理宗旨,充分利用现代的计算机成果、发挥软件与硬件的功能,最大限度的保存,管理好开发档案的同时,也更好地发挥水利开发资源信息的利用价值。而做好以数字化为依托的农业水利开发档案管理工作也要做好一些基础性的工作。 (1)提高思想认识,关注档案的安全性与数字化管理的长效机制。农业水利开发档案的管理是实施开发项目、引进开发项目、尽心开发项目调整等工作的重要依据,对开发档案的管理,应该提上农业水利发展工作的议事日程。首先要加大农业水利开发档案重要性的宣传力度,使所有相关人员认识到档案有效管理工作的重要性。其次对数字化档案的管理工作要明确具体的负责人,严格把关农业开发档案管理工作的各个环节。再次是要对农业开发档案的数字化管理工作有着长远的统筹规划,不能流于形式或者搞面子工程,将所有的开发档案进行数字化的管理是一个繁琐庞大的工程,需要投入巨大的人力物力,并且要对原有的档案进行一一整理归类并录入。并且在数字化的过程中,要确保数据资料的真实性与完整性,在完整收入数据库之后也要保存原有档案的完整性。 (2)建设健全的农业水利档案管理体系。开发档案进行数字化管理对档案管理人员自身的知识素养也提出了更高的要求。首先应该创建起一支高素质的数字化档案管理队伍,这就需要培养起一批既熟悉水利开发项目,又具备档案管理知识以及计算机技能和网络技术的综合型人才,可以采用内部培训与外部培训等方式培养这样的人才,也可以请专家指导提高档案管理水平;此外也可以积极向外部招聘农业开发档案数字化管理的人才参与到数字化的农业水利开发档案管理工作当中来。其次要建立起完整的信息网络。关于农业水利开发项目的档案资料在搜集的过程中就要尽可能地全面并确保其真实性,档案资料的形式要丰富多样,涵盖图片、音频、视频等多种形式,全方位记录农业开发项目的内容。信息网络的覆盖面要大,设置专门的用户门户系统,网络的阅读、使用与下载等都能方便快捷。 (3)以严谨的态度开展农业水利开发档案的数字化管理工作。开发档案管理的工作像所有的档案管理工作一样冗杂,甚至更为繁琐,在对众多的档案进行数字化的扫描时要优化扫描仪的参数设置,把握数字档案的资料。其次在数字化的过程中也要各种材料进行有目的的选择,按照一定的原则确定需要进行数字化并收入数据库的资料。此外还要对所有档案数字化管理的各个环节进行控制,注重全面的质量检测。同时在数字化档案管理工作当中,也不可避免会遇到各种技术难题,这样的情况下一定不可以马虎过关,导致以后使用上的各种不便,一定要以严谨的科学态度进行解决。针对档案数字化管理工作也会出现各种前所未有的问题,需要参与档案管理工作的人员有着严谨的态度对待农业水利开发档案的管理。 四、结语 综上所述,以数字化为依托的农业水利开发档案管理可以为新时代农业水利开发项目的开展提供众多的便利,有利于提高农业水利开发的社会效益与经济效益,是开发档案管理的必然选择。 作者:王萍工作单位:新疆一师十二团开发办 数字农业论文:略谈农业科技档案数字化 一、农业科技档案数字化建设的原则 1规范操作原则在农业科技档案数字化建设的过程中,无论是纸质载体数字化,还是接受电子文件,都必须制定和实施农业科技档案工作标准和规范,统筹规划,有序推进,实现依据标准化、程序规范化,尽可能避免在保管和使用中出现各自为政、互不兼容、重复建设等现象,提高数字化工作的质量和效率。2安全管理原则任何事情的发展都是矛盾的结合体,农业科技档案数字化建设虽然比传统的管理模式有较大优势,但同时也对农业科技档案的保密提出了更高的要求。众所周知,随着数字化、网络化、信息化建设的不断深入,网络的脆弱性和潜在威胁也日益显现出来。因此,在进行农业科技档案数字化建设的过程中,必须采取有效的安全防范措施,充分保证农业科技档案信息的安全性。3效益优先原则农业科技档案数字化建设需要投入大量的财力、人力、物力,因此,必须以利用需求为导向,将年限较长、具有馆(室)藏特色、最为珍贵以及利用频率高的农业科技档案优先数字化,达到效益最大化。4分工协作原则农业科技档案数字化建设相当繁琐,涉及面广,必须坚持分工协作、整体配合、长期坚持、相互理解的工作理念,充分发挥单位各个部门和各类人员的作用,明确工作任务,落实责任分工,真正做到各司其职,各施其能,协调配合,共同推进农业科技档案数字化建设。 二、农业科技档案数字化建设的内容 1建立高效的农业科技档案信息采集和存储平台根据数字化档案管理的要求,健全农业科技档案信息采集平台。一是,建立电子档案目录和电子档案录入接收工作室(即电子文件备份站),配备计算机设备,实现目录数据和电子文件的采集工作;二是,建立扫描工作室,配备普通平板扫描仪、高速扫描仪、专用照片扫描仪、缩微胶卷转换仪等设备,实现科技档案由传统介质向电子信息的转换;三是,建立安全可靠的科技档案信息存储平台。数据存储采取磁盘阵列柜、磁带机、光盘库等设备,进行磁盘阵列自动备份、光盘刻录备份、磁带备份、异地备份,实现档案信息的安全存储。2建立农业科技档案数字化管理系统配合数字化档案的建设目标,逐步建立动态更新的农业科技档案数字化管理系统,综合档案室内建立农业科技档案检索数据库,在室外建立与农业科技相关的电子文件归档系统,并实现接口统一,动态及时归档。3建立和完善农业科技档案信息资源库完善资源库建设是做好农业科技档案数字化建设的重点,主要有两个不同层次:一是,农业科技档案目录数据库建设。根据专业标准科学选定农业科技档案目录数据库结构,将室藏农业科技档案的案卷级目录和卷内目录全部输入微机,建立科技档案目录数据库,并加强机读目录数据库的质量控制,规范著录标引,包括著录格式的标准化、著录数据的完整性和著录数据的标准化;二是,农业科技档案全文数据库建设。利用数码相机、扫描仪等技术将馆(室)藏纸质载体的农业科技档案原件进行数字化处理,并将扫描件与机读目录对应挂接,实现全文检索。4建设农业科技档案信息服务网络农业科技档案信息服务网络建设包括农业科技档案信息网站建设、内部局域网建设等,与市政务网、公众网联网,建立上至国家科技档案馆,下联农业部门和农业科研单位,形成四通八达的“农业科技档案信息高速公路”,向广大科技人员提供农业科技档案各类信息的服务,充分发挥农业科技档案的作用。 三、农业科技档案数字化建设的保障措施 1加强组织领导做好农业科技档案工作,领导重视是关键。各级农业部门及农业科研单位领导要加大对农业科技档案数字化建设的支持力度,把农业科技档案建设纳入科34农业图书情报学刊:资源建设技工作计划,将其置于科研同等重要的位置。2提高归档质量农业科研项目从立项到结题,时间一般跨度较长,这就要求档案管理人员必须树立主动服务意识,参与到课题当中,与科研人员一起共同做好农业科技档案材料的形成、积累、归档、数字化工作。此外,还要确保领导和广大科技人员能够随时、快捷、高效地借助网络系统查询农业科技档案信息。3健全制度提升管理水平为了实现农业科技档案数字化建设,提高农业科技档案管理水平,应制定符合科研单位实际的农业科技档案管理制度,制定归档范围、归档内容与保管期限、归档时间、归档要求、归档手续等。归档制度的内容必须具体、明确、细化,有很强的可操作性,使广大科技人员明确哪些资料应当归档。同时要配备精通档案业务与计算机应用基础知识、数字化技术知识、网络技术知识的复合型人才。4实现档案价值加强档案利用是农业科技档案数字化建设的根本目的。要开展多形式、多渠道、多层次的开发利用,向广大科技人员提供网上查询和利用服务,充分发挥农业科技档案的利用价值,服务科研、服务现代农业。5保证信息安全信息时代,数字化农业科技档案对档案管理提出了更高的安全管理要求。除了严格遵守科技保密原则和知识产权保护法的规定外,还要在农业科技档案数字化建设过程中,增强档案网络安全和信息安全意识,加强对计算机网络管理系统的监控,采取切实有效的安全技术手段和管理措施,存储农业科技档案信息的设备要安装高效的防毒防窃软件,要及时对各种农业科技档案数据资源进行备份储存,确保农业科技档案信息的安全可靠。农业科技档案数字化建设是一项复杂而严谨的系统工程,它需要投入更多的人力、物力和技术力量,不可能一蹴而就。我们应当本着为发展农业科研事业,促进农业科技进步,发展现代农业生产为己任,以农业科技档案网络建设为基础,以农业科技档案信息资源建设为核心,以扩大农业科技档案资源开发为目标,充分利用现代化管理手段,逐步实现农业科技档案资源数字化、农业科技档案信息服务网络化,努力实现农业科技档案资源共享。 作者:朱旦君尚希明单位:台州市农业科学研究院 数字农业论文:农业档案数字化管理体制 农业科技档案是指在农业生产、科学研究、教学和基本建设等科技活动中形成的归档保存的文字、图纸、图表、标本、声像等形态的科技文件材料。它是进行农业科研、生产、基建、教学等活动的重要依据。目前,杭州市档案局农林系统库藏农业档案13666卷,农林口各单位档案室也保存了大量资料。这些宝贵的档案资料为促进全市农业科技进步发挥了重要作用。随着全球信息时代的到来以及信息技术在农业各个领域中的广泛应用,农业科技档案管理顺应时代要求,以加快数字化建设更好地助推现代农业发展和新农村建设,显得刻不容缓。 1农业科技档案管理数字化建设的必要性 1.1是有效改善档案管理工作的需要纸质载体是农业科技档案的根本依据,但是避免不了局限性,存在着数量多、体积大、质量重,不易携带,不便查找,信息传递慢,无法检索等方面的不足。农业科技档案管理的数字化建设,可以从根本上克服这些弊端,即以现代通信、计算机网络、多媒体信息技术为基础,建立计算机网络平台,以建立好的各种档案信息库为资源,利用智能信息处理技术,将数据库转变为知识库,以供需要者查询、搜索,并且信息资源的使用维护方便,安全保密性强。农业科技档案管理的数字化建设,可以达到资源信息的数字化、资源管理网络化和智能化。 1.2是档案管理发展的大势所趋农业科技档案资源的高效、快捷开发利用需要应用数字化技术。传统的查阅方法是到档案馆,采用人工捡索的办法查找所需的档案,费时、费力,查全率和查准率均不高。档案管理实行数字化后,全市农技推广机构通过互联网,进入市科技档案馆数字化信息中心,各单位的档案电子目录和开放档案数字信息均上传至市农业科技档案馆信息中心,方便全市农业科技档案资源的整合和利用,顺应档案馆现代化发展的需要。 1.3是现代农业发展的必须在当今人们的时间意识越来越强,领导需要迅速、准确的决策;各职能部门工作要求快速及时;社会广大公众对档案信息需要量不断增加的情况下,要求档案部门必须尽快改变传统的原始管理、检索和提供利用的手段,运用现代信息处理技术手段来处理农业科技档案信息资源,提高档案资源的开发能力和利用效率,确保档案信息能及时、方便地提供。 1.4是节约农业档案机构建设资金的举措库藏档案案卷数量的不断增加需要信息化来管理。以杭州市农业科学研究院为例,该院下辖农作、水产、茶叶、蔬菜、畜牧、生物等多个科研所,截止2010年全院库藏档案820卷,资料12088册,其中相当部分档案分散在基层建档单位,如果对这些档案进行有效整合,采用数字化管理,可大大减轻农业科技档案管理工作人员的工作量,降低费用支出,使档案管理人员能在有限的时间内搜集更多的信息,不仅降低了成本,而且极大地提高了效率。 2农业科技档案管理数字化建设总体设计 农业科技档案管理数字化建设的指导思想是:以需求为导向,以利用为目的,充分利用计算机软硬件功能,最大限度发挥人力资源和数字化加工设备能力,保护农业科技档案原件完好,保证数字化农业科技档案真实准确,更好地发挥农业科技档案信息资源的作用。农业科技档案管理数字化建设的原则是:档案数字化,工作标准化。档案数字化标准规范体系的建设,可以从管理、业务、技术等标准规范层面来研究制定。从简单的标准化向科学、精确的标准化过渡,从孤立的标准向体系化的标准推进。重要档案优先数字化。以利用需求为导向,结合实际,统筹规划,分步实施,突出重点,量力而行,将年限较长、具有馆藏特色、最为珍贵以及利用频率高的档案优先数字化。各部门分工协作。档案数字化工作相当繁琐,涉及面广,必须坚持分工协作、整体配合、长期坚持、相互理解的工作理念,充分发挥单位各个部门和各类人员的作用,明确工作任务,落实责任分工,真正做到各司其责,各施其能,协调配合,形成全方位、多层面、多角度、共同推进档案数字化建设的科学发展模式。多方位快速高效检索。数字档案管理系统应该建立多种满足档案利用者的检索方式,提高检索的自由度。完善的电子检索系统,能高效、快速、全面地从档案信息中检索出利用者所需的信息,并对档案利用进行快速统计。数字档案管理系统应及时公布、更新、维护网站网页内容,提供服务范围、内容,便于档案利用者了解档案信息动态,及时查找所需信息。注重档案数字化人才培养。要建立和完善档案人才选拔、任用和激励机制,重视人才的储备,以超前的意识搞好人才建设,造就一批既熟悉档案工作管理、通晓档案理论知识,又掌握现代档案数字信息技术的新型档案工作人才队伍,确保档案数字化建设及档案事业又好又快地发展。农业科技档案管理数字化建设需要投入,特别是建设初期软硬件配置投入较大,建成后也要保持一定的运行成本。因此,要按照成本效益最大化的要求,细化农业科技档案管理数字化建设的步骤。同时优化农业科技档案管理数字化的各种资源配置,根据不同的情况,进行农业科技档案管理专业人员和数字化技术人员、计算机和扫描设备的合理配置,构建农业科技档案管理数字化投入小收益大的新模式。具体步骤上:一是建立农业科技档案管理数据库。第一步,输入文件级目录。在建立数据库的过程中,可边输入边打印,一方面补齐卷内文件目录,另一方面检验输入的正确性,从而确保农业科技档案管理数据库的真实性、完整性和有效性。第二步,采用扫描仪、数码相机等设备,实现原文件信息数字化。二是加强电子文件的收集和积累工作。电子文件包括电子文件内容、电子文件载体和电子文件显示、修改的电子计算机软硬件平台组合,是未来数字农业科技档案管理最主要的来源。为了确保所形成的电子文件不被丢失,保证电子文件是可存取、可利用和可理解,必须及时对所形成的电子文件进行收集积累。电子文件的收集积累,不仅保证电子文件的真实性,还维护了它的系统性、完整性,同时,也防止了存有信息内容的载体在个人手中发生丢失、损坏,从而保护电子文件的安全,为电子文件的归档打下基础。电子文件的收集积累范围,应严格按照国家有关规定执行。用载体传递的电子文件,要按规定进行登记、签署,对更改处,要填写更改单,按更改审批手续进行,并存有备份件,防止出现差错。三是农业科技档案管理数字化与上网利用同步。农业科技档案管理数字化及管理流程重组是一个管理思想不断变化的过程,农业科技档案管理数字化与上网利用同步即是新技术和新理念相互融合的表现。数字化农业科技档案管理分开放与不开放两种,开放农业科技档案管理即上互联网,建立农业科技档案管理资料网站,实施资源共享,在互联网上向政府和社会提供农业科技档案管理信息。 3农业科技档案管理数字化建设需要把握的几个问题 3.1提高认识,统筹规划首先必须在思想上充分认识农业科技档案信息资源的重要意义。在当今信息公开程度越来越高的形势下,农业科技档案的文化性质和社会性质逐步强化,利用的范围和对象将逐步扩大,只有当农业科技档案信息资源在农业现代化建设中发挥重要作用时,农业科技档案和档案工作的意义和价值才能充分地全面地展现出来。其次,做好统筹规划。将大量的农业科技档案数字化,是一个庞大的系统工程。首先要做好馆藏情况的调查,包括档案的类型、载体形态与状态、馆藏数量、档案信息利用等基本情况。根据馆藏情况,制订农业科技档案数字化的科学规划,包括服务器、电脑、扫描设备等硬件的购置计划和数字化处理规划。最后,要保障档案整理过程的完整性。农业科技档案数字化是一项费时较长的工程,在大规模、流程化的数字化过程中,所有档案原件都需从档案库房分批大量取出,一定要保障档案原件的完整,不允许出现损毁和遗失的现象。 3.2加强基础工作,认真做好档案数字化一是档案数字化必须有所选择。针对馆藏“浩瀚”的档案资源,不加选择地全部数字化既不可能、也没必要。应该根据一定的原则确定哪些馆藏档案原件应该数字化、哪些档案原件中哪些不需要数字化。二是做好数字化时扫描参数的优化设置。扫描系统扫描参数的选择和确定对扫描数字影像质量有较大影响,其中扫描分辨率直接关系到扫描文件的清晰度和还原效果。选择分辨率时应根据实际需要综合考虑,包括扫描文件的可阅读性、存储空间、输出打印质量等。三是做好档案数字化的全程控制。在档案数字化过程中,要注重全面的质量检查,加强数据的质量控制。 3.3开展档案数字化问题的研究,及时解决数字化进程中的疑难问题农业科技档案数字化是档案工作领域的新事物,不可避免地会遇到一些新情况、新问题。比如,数字化档案信息压缩及存储的关键技术问题;业务形态与现有技术手段相抵触问题;数字化档案信息安全、保密技术问题;数字化档案信息的访问形式与安全控制问题;数字化档案信息知识产权问题;数字化档案信息的法律地位问题。针对这些新情况、新问题,应在抓档案原件数字化工作的同时,组织力量开展档案数字化问题的研究,及时解决工作中的一些业务问题和相关技术性问题,同时澄清和统一思想认识,确保农业科技档案数字化工作的顺利开展。 数字农业论文:VLEs数字农业技术基础教学分析 21世纪农业是信息农业的时代,农业作为国民经济赖以存在和发展的基础,将随同国民经济各部门、各行业一起,朝着信息化方向蓬勃发展。高等农业院校是培养农村经济建设人才的摇篮,在非计算机专业计算机应用基础教学中开展《数字农业技术基础》课程,根据农业院校的特点和学生所在专业的不同需求制定合理的教育教学方法是形势所趋。 基于2010年吉林省高等教育研究重点课题《数字农业技术基础教学平台建设与应用研究》,依据建构主义学习理论,课题组架构计算机网络与课堂教学有机结合的混合型学习环境,形成基于VLEs的《数字农业技术基础》课程,为学生构建合理的知识体系、有效发展认知能力提出了新的探索。 1数字农业技术简介 1.1数字农业技术概念 数字农业是指将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象、过程进行模拟,达到合理利用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高农作物产品和质量的目的[1]。近年来,国内外在数字农业技术的研究、应用领域进行了诸多研究和探索,进步和成果十分显著,数字农业技术已经成为促进农业经济发展强有力的武器。 1.2具有数字农业技术基础人才的培养要求 在农业高等院校中培养具有数字农业技术基础的人才,应该在掌握数学、物理、计算机科学等方面的基本理论和基本知识的前提下,从理论和实践上掌握数字农业的原理、组成和方法,建立关于数字农业系统框架,了解信息技术在农业领域的应用现状,掌握信息技术与专业结合的基本方法。通过该课程的学习,培养学生将信息技术应用于生产实践的能力。这对推进数字农业进程具有十分积极的作用,为我国农村经济的更快发展提供新的契机。农业数字技术课程涵盖农业专家系统、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感(RS)为支撑的农业信息工程的基本理论和基本技能,内容庞大繁杂,同时对不同专业的学生要求掌握的内容和难度具有较大的差异,课程的复杂性使它更需要一条有效的途径提升学习质量、促进师生关系、加强教学效果。身处互联网时代,它完全可以创造跨越时空开展学习活动的技术支持情境,使学习不受时间、地域限制,具有教育资源充分共享的优势,课堂在这样的技术支持下被赋予了更广阔的内涵。 1.3建构主义 技术支持情境的构建目标的业务领域是知识学习,因此系统设计必须符合先进的学习理论,体现合理的认知规律,适应自主的学习需求。学习理论至今经历了行为主义学习、认知主义学习、建构主义学习理论的发展历程。其中,建构主义学习理论是在认知主义基础之上逐渐发展起来的,对推动教学系统设计起到了推波助澜的作用。建构主义思想强调学生在知识掌握中的主体地位,他们具有积极的自我控制、目标导向和反思型特点,通过学习情境中的发现过程和精细加工过程,自己建构知识,建构主义指导的学习方式的环境包括以下四大要素[2]。 1.3.1情境。学习环境中的情境必须有利于学习者对所学内容的意义建构。在教学设计过程中,创建有利于达成意义构建的情境至关重要,是创建教学环境的基础。 1.3.2协作。在学习过程中应当贯穿始终。通过教师与学生之间的协作、学生与学生之间的协作,可以有效地分析收集教学资料、能够及时对提出的理论进行验证,对学习评价和意义构建都很有作用。 1.3.3交流。学习过程必然需要交流。形成良好的交流氛围、交流方式是达成最终学习目标的基础环节。 1.3.4意义建构。意义建构是教学过程的最终目标。其建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习的内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系达到较深刻的理解。 2虚拟学习环境(VLEs) 虚拟学习环境(VirtualLearningEnvironments,VLEs)是近年来得到广泛关注的一个领域,是指基于计算机技术的标准化学习与学习管理的系统,主要用于支持络学习过程中内容传递、促进在线师生间的交互。它的概念目前并不统一,还有诸如“整合化学习系统”(IntegratedLearningSystems,ILS)、“内容管理学习系统”(ContentManagementLearningstems,CMLS)等解释。VLEs目的是通过技术提供各种促进学习的有效工具,满足各类学习者的学习需求,为有效进行协作学习、基于资源的学习以及广泛的资源共享提供有力的教学和技术环境支持。目前的VLEs在技术特性上不同,但设计思路都类似,主要是通过计算机技术实现对传统教学的时空拓展和资源共享。不难看出,主导思想都是课堂再现与传递,本质在于解决教学资源短缺。这种教学模式仅仅是传统教学模式的网络延伸,思考模式基于同一个“尺度”,适用于每一个人,而有效的虚拟学习环境的构建应该是体现学生的认知规律,体现适应个性化的学习。因此,拓展网络教学的内涵以提高教学效果和实施质量,对网络教学发展提出了更深层次的要求,《数字农业技术基础》VLEs构架见图1。 2.1知识学习 知识学习在VLEs中通常采用网页文本、多媒体课件、教学录像3种形式,组织方式往往是按照章节以树形目录的方式呈现。然而《数字农业技术基础》课程对不同专业的学生构建不同的知识框架体系,这些框架体系构成了多个子课程。虽然子课程之间知识点侧重不同,但是彼此之间的关系千丝万缕,因此构建时应该遵循课程必须具有一定弹性的原则。把《数字农业技术基础》课程知识分解成最小的知识单位即知识点,把每个子课程的学习目标分解成知识目标;然后,将知识点根据知识目标组合成知识单元[3],确保每个知识单元都有自身的学习目标和应用目标;教师根据各个专业的不同、学习者特征的差别灵活设置不同的知识单元,将其组成基本知识框架即子课程。由于《数字农业技术基础》课程的复杂性,交叉性以及不同专业学生学习目标的差异,每一个知识单元可能被不同方向的子课程应用,因此将知识单元构建成可重用知识单元,以便不同专业方向的教师和学生根据不同的学习目标选择知识单元(图2)。 2.2学习路径选择 VLEs中的学习路径是指在网络的环境下,学习者在一定的策略指导下、为实现学习目标的学习活动的顺序[4]。面对VLEs中的各种学习信息,学生常常感到无所适从,无法判断从何处开始学习活动。因此在VLEs中为学生提供过程的参考路径显得尤为重要,可以说学习路径的选择是VLEs的生命线,直接关系到学习效率与学习效果。教师根据课程中各个子课程的特点结合自身的经验提供多组学习路径方案,学生自由选择相应的学习路径方案。在遵循学习路径的学习过程中,也可以根据自身的情况调整学习路径的节点方向,使学习过程符合认知规律,便于知识获得、维持、迁移和应用。 2.3角色定位 在VLEs中的角色根据不同的职能被定义具有不同的权限。该系统的角色有管理员、教师、学生3种,主要职责如图3所示。管理员、学生、教师在虚拟环境中各司其职,并且都能够围绕课程的开发与维护提出自己的设想和观点。注册模块的注册采取与校园网一卡通对接,通过校园卡的卡号和密码可以直接确认身份,确保实名登录。 2.4参与机制 学生的学习热情直接关系学习的效果,在VLEs中设置问卷调查、互动评价、投票表决等环节,使学生和教师融入VLEs之中,达成认知与情感的统一,并依据师生参与的情感度和参与效果,分析教学所处真实状态,形成师生教学状态、学习状态诊断,为学习质量评估提供基础数据。 2.5教学评价 采用开放的、多维度的方式评价学生的学习效果。全面地记录学生日志并进行跟踪监控,跟踪记录学生在学习过程中的所有过程,包括学习时间、阅读次数、学习路径的选择、参与互动的次数、实验操作评测、作业成绩、单元测评等。根据以上资料,形成合理的评价机制,对学生的学习结果进行公平客观的评价。 2.6教学反思 通过学生学习过程中监控到的大量学习过程的数据参数进行挖掘,在学习路径、知识单元测试,学习成绩和学习绩效之间建立联系,从而实现学习行为的分析,建立学习特征模型[5],为学生提供更加合理的学习方案,以此为依据调整学习路径。 3结语 基于VLEs的《数字农业技术基础》课程使学生在网络环境下学习、互动、考核,为学习质量评估提供基础数据,对学习效果进行更公平、客观的评价。VLEs作为一种计算机技术的应用越来越受到关注,它为学习者提供了以学习者为中心的交互式个性化的学习场景,可以使不同的学习者随时随地开展学习活动。随着计算机技术、网络通信技术和认知科学的发展,该领域的研究必将有更广阔的空间。 数字农业论文:数字农业的构想分析论文 论文关键词数字农业;问题;构想 论文摘要阐述数字农业的概念及其作用,指出数字农业建设中存在的问题,包括农业信息化水平低、信息化意识及利用信息能力不强、管理和标准化工作有待进一步加强等,并对数字农业的建设进行了展望和设想。 在我国2000年的《农业科技发展纲要》中,将数字农业放在农业信息技术的首要位置,引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想,以供参考。 1对数字农业的认识 数字农业(digitalagriculture)就是用数字化技术,按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素,将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业,通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合,在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展[1]。 有的学者认为[2],数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样,数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业,即信息化农业,包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等)、农业过程(生产、管理、储运、流通等)的数字化、网络化、自动化以及智能化,形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业,是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。 事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来,与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究,已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点,成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系,是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源(植物、动物、土地等)、技术(品种、栽培、病虫害防治、开发利用等)、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段,是农业信息化的必由之路;农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展,创造条件进行一次新的技术革命,促使传统农业向现代农业转变,促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言,数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用,必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容,必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展,在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。 2存在的问题 2.1农业信息化水平较低 收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全;已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度,难以适应当前对空间数据信息的需求;对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。 2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强 一方面,许多基层农技人员和广大农业从业者,知识老化,整体素质有待进一步提高,对于利用现代技术,收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强;另一方面,农业信息加工处理的技术人员缺乏,当前,就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息,对网络信息进行收集、整理,分析市场形势,回复网络用户的电子邮件,解答疑问等方面的人才也不多,更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显 数字农业还刚刚起步,在国内总体上尚处于探索阶段,实用性、普遍性的技术应用还很少,直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。 2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强 地理信息系统(GIS)以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同,而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此,未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力,也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。 3建设数字农业的基本设想 随着经济社会的快速发展和科技进步,台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等 方面的工作已有一定的基础,起动发展数字农业不仅是必要的,而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4,5],提出建设台州数字农业的基本设想,就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上,建立可视化的台州农业地理信息系统,构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系,实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和,彻底改造台州传统的农业管理模式,全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。 3.1整合已有的农业信息 在国家、省级信息基础设施建设的基础上,以各级农业部门为依托,建设中央一省一市县信息骨干网络系统,形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统,并与其他网络互联,成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。 3.2信息表达要直观、形象,并要实现信息系统的联网 把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达,随着数字农业的发展,逐步做到与省级、国家级类似的信息系统进行交互式查询等。 3.3强化对科研、管理等的服务工作 通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等,实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上,对农业生产中的现象、过程进行模拟,高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。 数字农业论文:数字农业构想论文 论文关键词数字农业;问题;构想 论文摘要阐述数字农业的概念及其作用,指出数字农业建设中存在的问题,包括农业信息化水平低、信息化意识及利用信息能力不强、管理和标准化工作有待进一步加强等,并对数字农业的建设进行了展望和设想。 在我国2000年的《农业科技发展纲要》中,将数字农业放在农业信息技术的首要位置,引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想,以供参考。 1对数字农业的认识 数字农业(digitalagriculture)就是用数字化技术,按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素,将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业,通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合,在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展[1]。 有的学者认为[2],数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样,数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业,即信息化农业,包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等)、农业过程(生产、管理、储运、流通等)的数字化、网络化、自动化以及智能化,形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业,是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。 事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来,与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究,已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点,成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系,是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源(植物、动物、土地等)、技术(品种、栽培、病虫害防治、开发利用等)、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段,是农业信息化的必由之路;农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展,创造条件进行一次新的技术革命,促使传统农业向现代农业转变,促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言,数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用,必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容,必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展,在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。 2存在的问题 2.1农业信息化水平较低 收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全;已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度,难以适应当前对空间数据信息的需求;对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。 2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强 一方面,许多基层农技人员和广大农业从业者,知识老化,整体素质有待进一步提高,对于利用现代技术,收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强;另一方面,农业信息加工处理的技术人员缺乏,当前,就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息,对网络信息进行收集、整理,分析市场形势,回复网络用户的电子邮件,解答疑问等方面的人才也不多,更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显 数字农业还刚刚起步,在国内总体上尚处于探索阶段,实用性、普遍性的技术应用还很少,直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。 2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强 地理信息系统(GIS)以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同,而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此,未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力,也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。 3建设数字农业的基本设想 随着经济社会的快速发展和科技进步,台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等 方面的工作已有一定的基础,起动发展数字农业不仅是必要的,而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4,5],提出建设台州数字农业的基本设想,就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上,建立可视化的台州农业地理信息系统,构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系,实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和,彻底改造台州传统的农业管理模式,全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。 3.1整合已有的农业信息 在国家、省级信息基础设施建设的基础上,以各级农业部门为依托,建设中央一省一市县信息骨干网络系统,形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统,并与其他网络互联,成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。 3.2信息表达要直观、形象,并要实现信息系统的联网 把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达,随着数字农业的发展,逐步做到与省级、国家级类似的信息系统进行交互式查询等。 3.3强化对科研、管理等的服务工作 通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等,实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上,对农业生产中的现象、过程进行模拟,高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。 数字农业论文:数字农业认识论文 论文关键词数字农业;问题;构想 论文摘要阐述数字农业的概念及其作用,指出数字农业建设中存在的问题,包括农业信息化水平低、信息化意识及利用信息能力不强、管理和标准化工作有待进一步加强等,并对数字农业的建设进行了展望和设想。 在我国2000年的《农业科技发展纲要》中,将数字农业放在农业信息技术的首要位置,引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想,以供参考。 1对数字农业的认识 数字农业(digitalagriculture)就是用数字化技术,按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素,将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业,通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合,在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展[1]。 有的学者认为[2],数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样,数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业,即信息化农业,包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等)、农业过程(生产、管理、储运、流通等)的数字化、网络化、自动化以及智能化,形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业,是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。 事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来,与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究,已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点,成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系,是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源(植物、动物、土地等)、技术(品种、栽培、病虫害防治、开发利用等)、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段,是农业信息化的必由之路;农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展,创造条件进行一次新的技术革命,促使传统农业向现代农业转变,促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言,数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用,必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容,必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展,在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。 2存在的问题 2.1农业信息化水平较低 收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全;已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度,难以适应当前对空间数据信息的需求;对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。 2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强 一方面,许多基层农技人员和广大农业从业者,知识老化,整体素质有待进一步提高,对于利用现代技术,收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强;另一方面,农业信息加工处理的技术人员缺乏,当前,就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息,对网络信息进行收集、整理,分析市场形势,回复网络用户的电子邮件,解答疑问等方面的人才也不多,更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显 数字农业还刚刚起步,在国内总体上尚处于探索阶段,实用性、普遍性的技术应用还很少,直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。 2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强 地理信息系统(GIS)以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同,而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此,未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力,也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。 3建设数字农业的基本设想 随着经济社会的快速发展和科技进步,台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等 方面的工作已有一定的基础,起动发展数字农业不仅是必要的,而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4,5],提出建设台州数字农业的基本设想,就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上,建立可视化的台州农业地理信息系统,构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系,实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和,彻底改造台州传统的农业管理模式,全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。 3.1整合已有的农业信息 在国家、省级信息基础设施建设的基础上,以各级农业部门为依托,建设中央一省一市县信息骨干网络系统,形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统,并与其他网络互联,成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。 3.2信息表达要直观、形象,并要实现信息系统的联网 把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达,随着数字农业的发展,逐步做到与省级、国家级类似的信息系统进行交互式查询等。 3.3强化对科研、管理等的服务工作 通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等,实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上,对农业生产中的现象、过程进行模拟,高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。
地理信息科学论文:我国地理信息科学专业实践教学研究进展 [摘 要]在现代科学技术的推动下,实践教学在教育领域的作用日益突出。文章以地理信息科学专业为例,通过运用文献资料、词频分析等研究方法,对国内过去13年来实践教学研究的热点及时空分布特征进行了分析,旨在揭示该领域研究发展演化的历程并对其未来趋势进行预测。 [关键词]地理信息科学;GIS;实践教学;词频分析 1 引 言 随着现代科学技术的突飞猛进,教育教学领域发生了重大变革,实践教学作为理论教学的补充,对应用型和创新型人才的培养发挥着重要作用。本文通过对国内地理信息科学(Geographic Information Science,GIS)实践教学研究相关成果进行系统的梳理,发现了当前研究存在的问题,同时发现了该专业相关研究的最新进展和未来的发展趋势。 2 数据来源及研究方法 本研究的文献数据全部来自中国学术期刊网络出版总库。该数据库是世界上最大的、连续动态更新的中国学术期刊全文数据库。截至2014年,收录国内学术期刊8054种,文献总量4300万篇,且数据可实现每日更新。[1]检索出版年度2002―2014年;检索条件:主题=“GIS”and “创新能力”and“实践教学”;匹配模式“精确”。共检索到相关文献326篇,剔除书评、征稿启事、会议通知、无关键词、无作者等文献,得到符合要求的文献208篇。 除运用文献资料调研、数理统计等常规研究方法之外,本文重点使用社会网络分析方法。社会网络分析(Social Network Analysis)是由社会学家根据数学方法p图论等发展起来的定量分析方法。该方法目前在教育领域应用比较广泛。 3 结果与分析 3.1 国内地理信息科学教学研究的时间分布特征 研究成果的发文量和学术共同体规模的时间序列分布可在一定程度上反映该研究领域的发展状况。从2002年至2014年,该领域教学研究共发文192篇,作者301人次。 图1显示,国内GIS实践教学研究领域的成果数量和学术共同体规模从总体上呈现波动起伏中的增长态势。从其走势来看,2002―2014年这13年间的国内GIS实践教学研究可分为3个阶段:2002―2005年为起步阶段;2006―2009年为缓慢增长阶段;2010―2014年为快速增长阶段。3个阶段的发文量分别为14篇、47篇和131篇,各占本数据集文献总量的7.29%、24.48%和68.23%;作者人数分别为26人、117人和334人,占本研究领域作者总人次的5.45%、24.53%和70.02%。由此可以看出,2010―2014年是国内GIS实践教学研究最为活跃的时期,其原因主要是国家各级部门对高校实验实践教学的重视和社会对地理信息学科人才的需求。2007―2015年教育部连续出台了教高〔2007〕1号、教高〔2007〕2号[2]、教高〔2011〕6号[3]、教高〔2011〕1号[4]、教基二〔2014〕4号文件,强调了大力加强实验、实习等实践教学环节,推进实践教学内容、方法、手段及人才培养模式的改革与创新。系列政策措施的相继出台,在很大程度上促进了国内高校对实践教学的重视,为实践教学研究注入了活力,进而催生国内GIS实践教学研究的繁荣。 3.2 国内GIS实践教学研究的机构和作者分布特征 13年来,国内GIS实践教学研究领域共有非重复作者301人,分布于多个不同层次的研究机构。其中发文量在5篇以上的有郑贵洲(7篇)、田雨(5篇)、卢秀山(5篇)、晁怡(5篇)、袁艳斌(5篇)。高产作者人数较少,发文量也偏低,创新点较少,缺乏突破性和前瞻性,这表明国内GIS实践教学研究领域学术共同体的规模偏小,缺乏创新和实践。95个研究机构中发文量在5篇以上的有9个,分别是测绘科学(14篇)、地理空间信息(10篇)、测绘通报(9篇)、测绘与空间地理信息(8篇)、中国电力教育(7篇)、教育教学论坛(7篇)、科技信息(6篇)、首届地理信息系统专业教育研讨会论文集(5篇)、测绘工程(5篇)。它们可称为国内GIS实践教学研究领域相对高产的机构。总而言之,国内地理信息系统虽然兴起20年之久,在近些年呈现出快速增长的趋势,但总体来看,仍属于一个比较偏僻的研究领域,研究力量分布较为分散,领军人物缺失,创新能力不足,学术集散中心尚未形成。 3.3 国内GIS实践教学研究的热点分析 词频分析法能够用于揭示某一学科的发展动态和研究进展。本文通过对国内GIS的相关学术期刊论文(193篇)进行梳理和挖掘,得到非重复关键词139个,通过ROSTCM数据挖掘软件进行分析,得到28个高频关键词(见下表)和共现网络图(见图2)。 从上表中高频关键词的词频信息可知,教学改革包括教学活动的各个环节,形式上分为理论教学和实践教学。实践教学是教学改革的核心之一,该领域相关研究除教学改革(117次)整体层次上的创新培养问题之外,主要集中在实践教学(70次)、培养模式(68次)、课程体系(52次)等子科目,而同属教学改革范畴的校企合作、实训基地、实验室建设等科目的实践教学研究则较为薄弱。 通过仔细观察图2高频词共现关系,结合上表关键词词频分析发现,国内GIS实践教学研究主要围绕教学改革、实践教学、培养模式和课程体系等问题展开,这几个方面是实践教学研究的热点。 为揭示国内GIS实践教学研究热点的形成与演化态势,我们绘制了总词频15次以上热点关键词的历时性演变趋势图(见图3),以窥探国内教学改革研究的未来发展趋势。 图3显示,国内GIS实践教学研究未来几年仍会保持较快的发展势头,教学改革、实践教学、培养模式以及课程体系各方面相关问题将继续保持研究重点的地位。此外,从部分相对低频(6~15次)关键词近三年的年度变化趋势来看,以校企合作为主的实践教学模式研究将有可能成为未来几年新的研究热点。 4 结 论 (1)从国内GIS专业实践教学研究领域的发文量和学术共同体规模上来看,呈现出波动起伏中的增长态势;从总体规模上来看,研究成果不明显,学术共同体的规模不太可观。 (2)国内GIS专业实践教学研究的热点领域主要包括实践教学改革、实践教学、培养模式3个方面,是从宏观角度把握研究方向,细致的具体实施过程涉及较少。 (3)随着现代技术的不断发展,在市场大规模需求的推动下,国内GIS专业实践教学研究未来几年仍会保持较快的发展势头,实践教学改革等方面相关问题研究将继续保持重点地位,课程体系、专业设置等具体环节将会成为研究热点,由此发挥理论指导实践的作用。 地理信息科学论文:MOOC地理信息科学专业相关课程评述 【摘要】MOOC在全球范围的快速发展,给高校传统的教学方式带来了冲击和挑战。如何利用MOOC提升自身素质和对传统课堂教育进行改革,已成为每位高校教师应该思考的问题。本文首先回顾了全球MOOC的发展历程及平台现状;然后以Coursera平台为主,详细介绍了MOOC平台现有的GIS相关课程,包括加州大学戴维斯分校的GIS专项课程、斯坦福大学的全球卫星导航系统、宾夕法尼亚州立大学的地图、地理空间革命和地理空间智能等课程;最后,简单探讨了MOOC课程和传统GIS课堂教学想结合的混合式GIS教学模式。 【关键词】 MOOC 地理信息科学 Coursera平台 一、全球MOOC的发展 MOOC是大规模在线开放课程(Massive Open Online Course)的简称,主要致力于通过网络技术来实现无限制和公开的在线学习[1]。MOOC起源于2001年麻省理工学院发起的开放教育资源运动,是远程教育的最新发展,2011年斯坦福大学开设了一门免费的网络课程,吸引了全球十万多人的注册学习,引起了社会的广泛关注[2-4]。 2012年是MOOC发展最为迅速的一年,纽约时报称之为“MOOC之年”[5]。若干有着雄厚资金并且和全球顶尖大学合作的MOOC平台开始出现。其中,Couresa、Udacity及Edx是全球范围内最具影响力的三大MOOC平台[6]。Coursera平台由美国斯坦福大学两名计算机科学教授创办,是目前全球知名度也最高、用户最多的课程平台。汇集了包括耶鲁大学,斯坦福大学在内100多所名校的MOOC课程,国内的北京大学、上海交通大学、复旦大学等高校也在Coursera平台上课程。Coursera是一个比较综合的平台,涵盖各种学科,主要以英文课程为主。2012年5月哈佛大学和麻省理工学院联合创办Edx平台,超过70多家大学、非盈利机构及公司在Edx平台上课程。截至2016年5月份,超过7百万学生在线注册学习了700多门课程。Udacity是一个私立教育组织,主要从事线上学习,Udacity网站于2012年2月推出,课堂涵盖计算机科学、数学、物理学、统计学、心理学等,且以计算机课程为主。不过,Udacity也开始尝试向职业教育培训方向转型发展,对课程的学习进行收费。 随着美国高校主导参与的MOOC的蓬勃发展,世界其他国家和地区也开始自己的MOOC平台建设。英国主导的首个MOOC平台FutureLearn于2012年12月成立[7]。截止目前,共有83家英国和全球合作伙伴。不同于其它MOOC平台,FutureLearn除了合作高校外,还包括了一些非大学合作伙伴,包括:大英博物馆、英国文化协会、英国图书馆等众多机构。Open Universities Australia (OUA)是位于澳大利亚的高等教育机构,其Open2Study在线平台于2013年3月份正式上线,已有超过60万的学生注册学习。此外,还有法国的FUN平台、西班牙的MIriadaX平台、日本的Gacco平台等,都各具特色。 在全球MOOC发展的浪潮中,我国高校和相关机构也积极展开在线教育的探索和实践。2013年的早些时候,北京大学和清华大学宣布加入MOOC,成为国内率先试水的高校[8],目前,我国MOOC平台主要有学堂在线、中国大学MOOC和好大学在线等。2013年10月10日,具有中国特色的学堂在线MOOC平台正式向全球。学堂在线是教育部在线教育研究中心的研究交流和成果应用平台,致力于通过来自国内外一流名校开设的免费网络学习课程,为公众提供系统的高等教育,让每一个中国人都有机会享受优质教育资源。通过和清华大学在线教育研究中心、以及国内外知名大学的紧密合作,学堂在线将不断增加课程的种类和丰富程度。中国大学MOOC是由网易与高教社携手于2014年推出的在线教育平台,承接教育部国家精品开放课程任务,向大众提供中国知名高校的MOOC课程。其宗旨是让每一个有意愿提升自己的人都可以免费获得更优质的高等教育。好大学在线(CNMOOC)由上海交通大学主导,是中国高水平大学慕课联盟的官方网站。旨在通过交流、 研讨、协商与协作等活动,建设具有中国特色的、高水平的大规模在线开放课程平台,向成员单位内部和社会提供高质量的MOOC课程。其愿景是让所有人,都能上最好的大学。 纵观全球各国的 MOOC平台,它们均提供学习课程的网络平台,全部教学资源,定期开课,按时布置作业和测验,强化师生互动等。这些海量、优质的教学资源对我国开放课程建设具有参考意义,同时也可以成为高校教师进行自我学习和课程教学改革的重要途径[9]。 二、MOOC 平台GIS相关课程 GIS 作为对空间信息进行采集、存储、管理、分析、可视化的技术和工具,已在各行各业中得到广泛的应用。目前我国有 200 余所大专院校设立了 GIS 本科专业,在校学生上万余人[10]。虽然,我国GIS本科教育得到了长足的发展,但相对于发达国家还存在较大的差距。MOOC平台GIS相关课程的出现及发展,为我国GIS本科教育的发展带来了机遇。 由于MOOC平台上现在主要以公共课为主,GIS专业相关的课程并不多。通过检索发现, Couresra上有GIS直接相关的专业课程数量最多,质量也最好。因此,本文以Coursera平台为主,介绍该平台上的GIS相关课程。 在Couresa平台上,加州大学戴维斯分校于2016年推出GIS专项课程,该专项课程是全球MOOC上的首个GIS专项课程,包含“GIS基础”,“GIS 数据格式、设计与评估”,“地理空间和环境分析”,“影像、建模及应用”4门课程和一个“地理空间分析毕业项目”。 通过该专项课程,学生将学习到怎样分析空间数据、利用制图技术对结果进行可视化、培养与GIS相关专业人员协作能力。在毕业项目中,将会利用空间数据的搜集、分析和空间分析技术,创建一个专家级的GIS毕业作品。该专项课程提供付费和免费两种注册学习机制,两者区别在于是否最终可以获得课程证书,如果不需获得证书则免费注册学习即可。 下面将简单介绍该专项课程中每门课的基本情况。“GIS基础”(Fundamentals of GIS)是专项课程的第一门课程。本门课程共四周的学习时间,每周需要3-5个小时。课程内容主要基于ESRI公司的ArcGIS平台学习ArcMap软件的基本操作,包括:怎么安装ArcMap软件、空间数据的导入及基本操作、数字制图和结果的共享。“GIS 数据格式、设计与评估”(GIS Data Formats,Design and Quality)是专项课程的第二门课程。本门课程共四周的学习时间,每周需要2-3个小时。课程内容主要进一步学习栅格和矢量两种空间数据类型、结构、质量和存储等,包括:空间数据模型和结构、创建矢量数据及基本操作、ArcGIS数据存储机制、探索空间数据库,并评价数据质量及不确定性。“地理空间和环境分析”(Geospatial and Environmental Analysis)是专项课程第三门课程。本门课程共四周的学习时间,每周需要3-4个小时。课程内容主要是将已经学习的GIS知识应用到地理空间分析中,重点关注于分析工具、3D数据、栅格数据处理、投影以及环境相关变量的分析等。本课程的学习将基于一个完整的项目,从投影开始、通过数据检索、元数据管理、数据处理以及最终的分析产品,完成空间分析的完整流程的训练。具体内容包括:ARCGIS工具箱的运用、栅格数据的操作、3D分析、投影及坐标系统的深入学习、数据的符号化等。“影像、建模及应用”(Imagery, Automation,and Applications)是专项课程的第四门课程。本门课程共四周的学习时间。课程内容主要利用已学到的知识完成技术性任务,比如栅格计算和适宜性分析等。具体内容包括:高级栅格分析、DEM分析、适宜性分析、水文分析、空间建模工具等。“毕业项目”(Capstone: Geospatial Analysis)中,学习者将独立设计和完成一个基于GIS的完整分析项目。该项目可分为四个阶段:项目计划阶段、分析阶段、生产产品阶段和最终展示阶段。项目计划阶段,主要写一个简单的计划,内容包括:项目描述、所需数据、时间安排、怎么完成项目等。分析阶段,利用所学的方法构建一个实用模型对数据进行分析。生产产品阶段,获取并对其进行数据预处理,进而运行构建的模型得到初步结果。最终展示阶段,生成具有吸引力的结果图、数据及方法提交给指导者进行评价。 全球卫星导航系统(Global Positioning System,GPS)是GIS本科专业的必修课程。Coursera平台上,全球顶尖的斯坦福大学GPS研究实验室开设了一门,“全球定位系统:卫星导航入门,使用智能手机与全球实验室互动”(GPS: An Introduction to Satellite Navigation,with an interactive Worldwide Laboratory using Smartphones)的课程。课程主讲教授是斯坦福大学Per Enge教授和Frank van Diggelen教授,Per Enge教授是斯坦福大学工程学院教授、斯坦福大学GPS研究实验室主任、美国国家工程院院士。本课程主要介绍了GPS的基本工作原理,并介绍卫星导航在我们生活方方面面的不同用途。通过生动的在线讲课,以及利用支持GPS的智能手机或平板进行的一系列试验,学生将能够把在线学习和现实中的实践联系起来。该课程内容分为6个模块,包括:GPS如何工作、伪距、卫星轨道和信号、接收机设计基础、辅助GPS、GPS现代化及其他卫星导航系统。 地图学和地理空间技术的发展大大推动了GIS学科的发展。2015年春季宾夕法尼亚州立大学在Coursera上开设了“地图和地理空间的革命”(Maps and the Geospatial Revolution)课程。该课程结合了地图学、地理信息系统和空间思维的核心概念并用现实世界的例子来帮助学生了解一些高级别的地理知识。同时探索了地理空间信息的独特性,如何创建空间数据,如何进行空间分析,以及如何设计地图等。同时在课程中,使用了最新的地图和分析软件来探索地理问题。该课程总的学习时间为五周,每周需要学习6-9个小时。由于目前该课程并没有开设新学期教学的计划,Coursera平台上的学习资源现已不能访问,不过幸运的是国内网易公开课有该课程视频的镜像备份。 GIS技术在国防军事领域发挥着重要的作用。地理情报数据的分析和利用的需求比以往任何时候都更加重要,而地理信息系统具有强大的分析功能,将GIS功能与地理空间情报融合在一起,形成了新的技术地理空间智能(Geospatial Intelligence,GEOINT)。宾夕法尼亚州立大学在Coursera上也推出了“地理空间智能分析和及其影响”(Geospatial Intelligence and the Geospatial Revolution)课程。课程主要介绍了GEOINT在商业、执法和国防中的应用。在这门课程中,学习者将体会到GEOINT的价值,将学习如何通过使用GEOINT工具和谍报来设计和执行地理空间分析项目。这门课程专为想要学习GEOINT基础知识的人士而设计,但并不适合地理空间智能分析专业的学生。 此外,Coursera平台上还有明尼苏达大学于2014年开设的“从GPS和谷歌地图到空间计算”(From GPS and Google Maps to Spatial Computing)课程。本课程主要介绍空间计算的概念、算法、编程、理论和设计,例如全球定位系统(GPS)、Google地图、基于位置服务(LBS)和地理信息系统(GIS)。学习如何收集、分析和可视化自己的空间数据集,开发更好的位置感知技术等。同样由于目前该课程并没有开设新学期教学的计划,Coursera平台上的该课程学习资源现在不能访问。 除了Coursera平台上提供了GIS相关的课程,Udemy平台也了一些GIS课程。如“利用开源工具创建企业级GIS” (Using Open Source Tools to Create an Enterprise GIS)、“GIS入门”Introduction to GIS、“提高你的GIS技巧”(Sharpen Your GIS Skills)等,这些课程主要由个人制作,多面向专业职业教育,并且多数都是收费课程。 国内MOOC平台现有的GIS相关课程几乎处于空白状态,仅在中国大学MOOC上搜索到中山大学将于今年9月份开设的“地理信息系统概论”课程,华东师范大学开设的“计量地理学”和南京大学开设的“走进地理学课程”。但这些课程有的脱胎于原有的国家级精品课程,甚至是仅仅对原有精品课程视频和素材的重新剪辑和整理,与国外MOOC课程相比还存在不小的差距。 三、总结 MOOC在全球范围的快速发展,给高校传统的教学方式带来了冲击和挑战。我国的地理信息科学专业教学与美国等发达国家相比还存在差距,而MOOC平台上的国际名校开设的GIS相关课程为国内高校GIS专业教师的素质提高提供了很好的途径。同时,在GIS专业本科生教学过程中适时的引入相关MOOC课程,可以大大开阔学生的视野,激发学生的专业兴趣。但由于我国GIS相关MOOC课程缺乏,国际MOOC平台的GIS课程又主要以英语授课为主,如何解决本科生学习MOOC课程的语言障碍也是需要在教学实践中考虑的问题。可行的措施有,对国外课程进行翻译,加大国内GIS相关MOOC课程建设等。总之,虽然还存在一些问题,但可以预见这种传统GIS课堂教学和MOOC课程相结合的混合式教学模式将是未来GIS本科教学改革和研究的方向之一。 地理信息科学论文:地理信息科学专业《遥感数字图像处理》课程实践教学模式探索 【摘要】《遥感数字图像处理》课程实践性较强,如何更好地激发学生自主学习理论知识并培养动手能力是该课程课堂实践环节中最重要的目标之一。本研究在分析本课程特点和教学现状的基础上,将“团队研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建了以学生为主导的实践教学体系,在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果。 【关键词】遥感数字图像处理 团队合作 问题导向 地理信息科学 一、课程特点和教学现状 1998年教育部新增地理信息系统(GIS)本科专业后,我国GIS教育发展形势空前活跃。目前,国内已有近200所高校开设了地理信息系统专业,逐步形成了比较稳定的GIS专业课程体系与课程设置方案(石永明,2011)。其中,遥感系列课程(遥感物理与技术、遥感数字图像处理、遥感地学分析与应用)成为GIS专业课程体系中的重要模块。充分利用各种图像处理算法从遥感数据中获取各种生物物理参数和土地覆被/利用信息,可以为自然和人文生态系统的空间分布式模型提供输入参数,在遥感技术应用中占有十分重要的地位。 《遥感数字图像处理》是一门系统研究遥感图像理论、技术和应用的课程(路元刚,2012), 它是遥感科学技术和地理信息系统等专业本科生的专业课(朱洪锦,2012;宋怀波,2014)。数字图像处理技术的迅速发展使其分支几乎扩展到农业信息科学的全部领域,该课程强调实践性,实践教学是创新人才培养中的重要环节,对于培养学生专业技能和理论实践结合能力、激发学生的创新思维和探索精神、提升科研能力,有着重要意义。因此,只有通过适时安排实验课,才能收到最佳的教学效果。目前,国内高校中该课程一般都安排有12个学时以上的实验。新疆农业大学GIS专业的《遥感数字图像处理》课程于2009年开设,教学过程中重视实践教学环节,安排有20-24学时的上机实验,按照教育部对实验课的要求,实验类型主要为验证性和综合性。虽然现有的实践教学内容不断丰富,但仍以教师为主导,学生的学习兴趣没有被完全调动,主动思考的意识尚有待提高。而现代教学模式强调学生的主观能动性,教学要以学生为中心,使学生处于主动的地位。因此,如何更好地激发学生学习遥感图像处理的兴趣、鼓励学生自主学习理论知识并培养动手能力是在本课程课堂实践环节中最重要的目标之一。笔者所在的新疆农业大学GIS教研室的教师通过多年的课程实践教学积累了一些经验,并在实践中取得了很好的效果(朱磊,2014),需及时地进行系统地梳理和总结,尽快建立起一套符合农业类院校遥感图像处理的课堂实践教学模式,以规范和完善课程实践教学的内容并推动授课模式的改革,有助于提高GIS专业学生的遥感图像处理的实践能力。综上所述,本研究拟将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建以学生为主导的实践体系,使学生了解和掌握了图像处理的主要内容和方法,培养学生团结协作和创新思维能力,为今后深入学习专业课程和高质量完成毕业论文奠定基础。 二、实践教学内容调整 1.调整课时安排 《遥感数字图像处理》课程强调学生的实践动手能力,因而实践教学在整个教学过程中占据重要地位。新疆农业大学自2009年开设“遥感数字图像处理”课程以来,课程总学时为50-52学时,其中实践教学课程始终保持在20学时至24学时之间,占课程总课时量的近50%,高于其它同类高校约33%的平均比例(黄秋燕,2008)。较高的实践教学课时,保证了学生能够接触到大量的综合性实验,并有足够的时间能在教师指导的状态下熟悉和掌握实践技能,这对他们提高动手能力、积累实战经验大有益处。全部课程共十章,除第一章绪论外,其余各章均安排有2-4学时的课堂实习。 2.补充教学材料 《遥感数字图像处理》课程相关教材较多,我们选用的是韦玉春等主编的、科学出版社出版的《遥感数字图像处理教程》(韦玉春,2007)。该教材结构设置合理,对遥感数字图像处理的基本概念和常用方法进行了系统的讲解。但限于篇幅,教材中对涉及到的其它遥感领域的一些定义、算法和思路仅做了概述,因此向学生推荐了多本辅助教材,如:赵英时主编的《遥感应用分析原理与方法》(赵英时,2003)和戴昌达等主编的《遥感图像应用处理与分析》(戴昌达,2004)等。另外,鉴于教材中部分内容的时效性,不能够反映最新的研究动态,而这部分内容恰恰是教材中最能够引发学生学习兴趣的部分。因此,我们鼓励学生自行检索并下载阅读近1-3年相关领域的文献,并推荐有能力的同学阅读英文文献。同时,引导学生充分利用网络资源,主动查阅资料,不断更新知识库、扩展知识面。 3.推进学科交织 遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)构成了“3S”综合应用体系,遥感作为该系统最重要的数据源,与其他学科结合紧密。学生已初步具备了GIS和GPS的基本知识和操作技能。因此,教师适时地运用视频、图片等多媒体方式将“3S”实际应用的案例穿插在理论讲授过程中,让学生了解遥感图像处理在整个“3S”应用体系中的作用和技术要求,以及RS如何与GIS和GPS衔接与集成。此外,积极引导学会学生触类旁通、举一反三,不仅要知道怎么做,而且知道为什么做,同样的方法还能够解决什么问题,碰到类似的问题时自己是否能够独立解决等等,这对学生日后面对实际工作、解决实际问题具有极大的帮助。 三、实践教学方法改革 1.构建任务导向式的实践教学模式 根据实践教学方案,各主要章节理论知识讲授完毕后,均安排相关内容进行上机实验。课堂实验选题设计为学生在未来的专业领域可能遇的“真实世界”的现实的问题,没有固定的解决方法和过程。整个过程以自主探究和小组写作为主,减少教师的“灌输式”讲述。在每一个任务完成和每个课程单元结束时进行自我评价和小组评价,并定期进行总结。如:第八章图像分割上机实验题目为“运用空间建模手段,提取给定影像上的植被信息,非植被区域保留原始影像”。通过完成该任务,学生可以复习、巩固以下知识点和技能点:(1)归一化植被的概念、作用和计算步骤,不同取值的指示意义;(2)如何为植被区域赋常量值,非植被区域保留原始影像;(3)借助专业图像处理软件ERDAS IMAGINE的空间建模平台,构建针对本任务的模型。上机实验中任务的设计对教学效果极其重要,应全面考虑学生对理论知识的掌握程度,并要求教师对重要知识点的提炼和融合,力求让学生通过完成一个课堂任务来增强对理论知识的理性认识,更重要的是培养学生分析问题、解决问题的能力。 2.培养学生团队合作意识和能力 实践教学活动在我校综合实验楼GIS机房中进行,作者本学期所带的GIS132班共计29人,按照自愿结合的原则,分为10个小组(除第十组为2人外,各小组均为3人)。同一小组的同学座位相邻,便于交流。每人一台计算机,保证操作的独立性。 首先用很短的时间对已学的相关知识进行简要的复习,让学生较快地进入到学习新知识的氛围中来,并让学生了解到本节课实践内容与复习内容的相关性,为之后学生自主探究及实践做铺垫。 之后教师课堂任务,学生以小组为单位开展实践。由于最终的考核是以小组为单位,所以组内的每位成员都需按时完成任务,且保证质量,小组内部就会产生一种你追我赶的学习状态,每个学生都不想因为自己的落后而影响整个小组。从而在小组内自发形成“快带慢、快帮慢”的学习模式。此外,在任务完成质量同等的前提下,教师将对先完成任务的小组给出较高的分数,各小组间也形成了竞争模式。先完成的小组可以帮助进度较慢的小组,这种帮助其他同学完成任务的过程也会让先完成的同学获得成功的体验,形成“任务一出,大家争相完成”的学习氛围。 3.改革学习考核评价方法 本研究运用上述授课形式,对GIS132班进行了教学模式改革的尝试,学期末通过对学生进行的调查问卷,获取了学生对知识掌握的情况及对该授课方式的意见和建议。最终,综合学期考勤记录、学生课堂表现记录和期末调查问卷,得到课堂实践教学模式改革的整体效果评价,结果显示:(1)学生出勤率较高,完成作业情况较好,课程学习的积极性较高:全班共计29人,本课程包含13个教学周,总计旷到1人次、请假2人次、迟到5人次;课后书面作业5次,总计4人次未按时提交,作业正确率较高。(2)学生对知识点的掌握更为牢固,调查问卷显示90%以上的学生认为通过本学期的学习,掌握了遥感数字图像处理的主要步骤和方法,了解了实际应用的领域。(3)课堂实践教学模式取得了较好的效果,全班认为“问题导向型模式”和“小组协作型模式”有助于课堂理论知识的巩固和实践操作技能的提高的比例达到100%。 四、结语 《遥感数字图像处理》课程是地理信息科学专业本科生的专业必修课,在整个课程体系中占有重要地位。该课程在理论和方法的课堂教学之外更加强调学生的实践能力,因此该课程的课堂实践教学显得尤为重要。本研究探索性地将“研究型教学模式”和“问题导向型教学模式”引入到课程的课堂实践环节中,构建了以学生为主导的实践体系,同时编制《遥感数字图像处理实验手册》。该教学模式在提高学生学习主动性和创造性及培养团队意识等方面取得了较好的效果,。今后的教学改革中,如能将该模式与翻转课堂等其它先进的教学模式进行合理地组合,将开创《遥感数字图像处理》课程课堂实践教学的新模式,进一步提高学生自主学习的效率,并有助于探索出一套适合GIS本科生实践技能和创新能力培养的开放式的综合教学体系。 地理信息科学论文:高校地理信息科学专业人才培养模式研究与实践 摘要:地理信息科学专业是新兴的专业,基于国家需求,高校信息科学专业取得快速发展,我国GIS专业人才也呈现多元化人才培养的趋势,结合各高校地理信息科学专业目前存在的问题,从GIS专业教学方法改革、专业课程体系设置、人才培养模式转变等方面进行探讨,以期对高校地理信息科学教育发展有一定借鉴意义。 关键词:地理信息科学 课程设置 人才培养模式 地理信息系统(Geographical Information System,GIS)是在计算机软硬件支持下,研究地球表层,以空间数据库为基础,对数据进行编辑、综合分析、可视化表达,为政府管理、决策部门提供决策的技术系统。随着“数字地球”“数字中国”“数字城市”“数字校园”“智慧校园”的提出,面向社会需求发展需要,对GIS专业人才需求也不断扩大,各个高校都开设了地理信息科学专业,并制定了相应的课程及人才培养规划。目前,我国地理信息科学教育及其人才培养体系已呈现多元化、层次化和规模化的发展格局,大批相关的硕士和博士点正在建设与发展之中,GIS教育发展空前壮大,而GIS专业人才培养是地理信息产业化发展的核心和关键。在招生规模扩大和人才竞争激烈的情况下,探讨GIS专业人才培养模式研究与实践显得尤为必要。本文以吉林师范大学地理信息科学专业为研究对象,进行相关研究,研究内容有望对其他高校相关专业的建设有一定的借鉴意义。 一、地理信息科学专业课程设置存在的问题 地理信息科学专业人才培养应适应社会发展和经济建设需要,培养学生应该具备的的基本理论与综合技能,使毕业生能在高等学校或科研单位从事教学和科学研究,能在城市、环境和规划管理等领域从事有关的应用研究。目前GIS专业的课程设置还停留在表面知识的讲解上,并没有真正进行课程间的相互衔接和理解,主要表现在两个方面。 (1)从就业需求上没有达到企业的要求标准,高校的教学内容只是停留在知识表面上,用“泛”字可以概括,对GIS软件的操作不够熟练,更谈不上二次开发;程序的编写,也只是停留在基本程序的设计上,根本谈不上对于GIS的研发。 (2)从培养模式上和培养目标上看,20世纪90年代的地理信息系统专业迅速在中国高校中兴起,依托着以地理学为基础,教师队伍的专业性素质不强,使得大学本科生在软件应用方面,动手能力没有大专、高职的学生强,而软件开发的能力却没有计算机专业的学生强,这就导致了目前高校地理信息系统专业的学生就业“高不成、低不就,跳槽多”等现象。所以地理信息系统课程的设置改革及人才培养模式研究迫在眉睫。 二、教学方式方法改革 GIS专业是跨多个学科的综合性学科,这里不仅要求对其课程设置进行必要的有针对性的改革,同时也应该从教师队伍的学科体系建设方面进行一系列的改革,可以对部分专业课进行有针对性的座谈,邀请专家进行互动式的教学活动。聘请GIS软件开发人员与学生进行定期交流,了解国内外最新GIS软件发展趋势及公司的需求,比如超图公司举办的超图杯中国大学生GIS软件开发大赛,交流开发经验与心得,鼓励学生参加大赛,即提高了学生的开发能力,又为学生的就业增加了机会。鼓励专任教师积极申报省部级课题,整合GIS专业发展过程中存在的问题,并进行教学改革,都是一些不错的教学形式和方法。 三、GIS专业课程体系设置研究 社会在发展,教学内容必须与时俱进。为此,我系制定了地理信息系统专业的《学科基础课程建设实施方案》。由于GIS是一个非常年轻的专业,更是一门发展非常迅速的学科。1998年国家学位委员会才将其列入本科专业目录。到目前为止《地理信息系统专业指导性专业规范》仍处于调研与讨论过程中。因此如何制订出适合社会需要的GIS专业培养方案是课程体系改革工作的重点。 几年来,在制定每一届GIS专业培养方案时,根据系情、校情、国情对上一届GIS专业培养方案提出初步修改意见,充分讨论,形成一致意见,以使每一届GIS专业培养方案既合情合理,又与时俱进,既保证了GIS专业培养方案的基本特征,又力求有自己的培养特色。GIS专业的专业基础课及专业选修课均有不同课程在教学内容、课程体系上进行调整和改革。在课程设置上,增加GIS理论与方法课程的课时量;对其他相关辅助课程来说,如城市规划、自然地理学、经济地理学、资源管理、环境、生态等课程,可以安排一些在第一学年或第二学年进行学习,大三学生应适当增加与用人单位需求的一些编程课程,如网络技术等;结合GIS专业特色,也需适当增加一些人力资源管理方面的知识;鼓励学生进行跨专业选修其他相关课程等等;随着师资力量的增强,地信专业的课程将适时增加学生测绘专业能力的培养,增强毕业竞争力。 四、GIS专业人才培养模式转变研究 在人才培养模式方面,旅游与地理科学学院地理信息科学专业经历了从“教学”型向“教学-科研”型转变的过渡时期。近几年来,我院地理信息科学专业纵向课题项目“从无到有”,直接或间接地促进了GIS产业化,增强了专业教师及学生实践能力的培养;尽管取得一定的成绩,但缺少与社会紧密联系,还没能形成“教学与科研”相结合模式,到目前为止,还没有一项横向课题项目。因此地理信息科学专业要加强与地方政府、行业部门的联系,促进我院GIS产业和信息化的发展。同时,鼓励专业教师积极申报校级教研项目,通过校级项目的申报,可以整合GIS专业教学发展过程中存在的一些问题,通过发现问题,并采取相应的措施,不断完善GIS专业教学改革,这对专业人才培养极为有利。 五、结语 在“数字化时代”契机下,GIS专业得到极大发展。据不完全统计,全国有近百所高校开设了GIS专业,这对于GIS专业人员就业而言,是机遇,也是挑战;在面临着人才市场的激烈竞争,很有必要调整专业能力培养思路及理念;培养GIS专业理论与实践结合相能力,是当前GIS专业人才培养发展的必然。 地理信息科学论文:地理信息科学学科的数据库技术课程教改 摘 要: 地理信息科学学科的课程体系中,数据库技术相关的课程是很重要的课程。针对长江大学地球科学学院的地理信息科学专业数据库课程教改展开讨论。首先明确现有课程体系与教学大纲存在的问题;然后从课程的设置、教学目标的定位、教学内容选择、教授方式与手段的改进等方面展开讨论;最后针对数据库技术课程教改效果进行分析,提出突出特色的数据库技术课程教改思路。 关键词: 地理信息科学; 课程体系; 数据库技术; 教学改革 0 引言 20世纪80年代至今,地理信息系统历经数十年的发展,已由单纯的技术发展为一门学科[1-3]。地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS),是一种在计算机软硬件支持下,以空间位置为主线,以采集、存储、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据,并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。1992年,Goodchild提出了地理信息科学的概念,地理信息科学更加侧重于将地理信息视作为一门科学,而不仅仅是一个技术实现,主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题,地理信息科学是自然科学、工程技术、社会科学等多学科、多手段联合科学。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时,还注重支撑地理信息技术发展的基础理论的研究[2]。 长江大学(原江汉石油学院)于2000年开设地图学与地理信息系统专业,开始本科招生,学科代码为070503。历经十数年的发展,2012年长江大学将地图学与地理信息系统专业更改为地理信息科学专业招生,学科代码070504,顺应了学科的发展趋势与需要。地理信息学科专业下属长江大学地球科学学院地理信息系,地球科学学院具有深厚的石油地质勘探专业背景,如何在普通高校中,办出地理信息科学在石油地质勘探行业应用的特色,如何制定专业培养计划与课程教学大纲成为了我校专业教师关注的重点。 数据库技术是大容量海量数据的有效管理手段,能实现石油企业海量数据的安全共享与存储管理。无论是早期的地图学与地理信息系统,还是目前的地理信息科学,空间数据库作为空间信息的有效管理手段,数据库技术课程教学大纲的制定一直是教学教改的重点。本文结合石油地质勘探的专业背景,针对数据库技术课程教改展开探讨[4-5]。 1 现状与存在的问题 我校自地图学与地理信息系统专业招生以来,专业培养计划的制定与课程的设置积极参考国内高校相关专业的优点,目前开设有“数据库原理”与“数据库运用技术”两门数据库技术相关的课程。随着学科的发展,以及专业队石油地质勘探领域应用的需要,现有的课程设置、课程的教学目的与教学内容的设置需要进一步改进,主要针对以下几个方面[6-9]。 ⑴ 总学时占比过高 现有的课程“数据库原理”的课时为56,学分3.5,“数据库运用技术”的课时为64,学分4,两门课程总学分高达7.5,占专业核心课程总学分的23%,极大地挤压了程序设计、GIS技术等方向课程的学时数,同时也增加了学生的负担。 ⑵ 教学重点不突出 现有的两门数据库技术课程,教学目标不够明确,且对于地理信息科学专业的学生,教学目标过高。例如,在“数据库原理”课程中,对关系代数的教学要求过高,是参照计算机技术相关专业的要求来制定的,该内容对地理信息科学专业的学生的发展作用不大,学生学习起来还比较吃力。教学重点也不够突出,例如,“数据库运用技术”中的T-SQL语言基础、存储过程与触发器等内容,是教学的重点,但在课时上没有体现。甚至有部分内容在两门课程中重复明显。 ⑶ 教学内容特色不明显 我校地理信息科学专业在地球科学学院开设,具有较强的石油地质勘探专业背景,但数据库技术相关课程教学大纲的制定,没有体现专业特色,没有紧密结合石油企业对海量数据的存储管理与共享、数据安全的需要,导致教学内容特色不够明显,影响了毕业生的行业竞争力。 2 数据库技术教改 2.1 课程调整 结合我校的行业背景与地理信息科学专业的教学需要,数据库技术相关课程的教学目标进行相应调整,以数据库技术的应用为主,针对石油行业海量数据存储共享、安全管理的需求,对数据库技术相关课程进行教改。将“数据库原理”与“数据库运用技术”两门课程共计120学时,7.5学分,调整为一门课程“数据库原理与应用技术”,64学时,4学分。由于学时的压缩,更需要明确课程的教学目标,突出重点教学内容。 2.2 教学目标 在数据库技术课程与学时的调整基础上,进一步明确“数据库原理与应用技术”的教学目标,使学生通过课程的学习,理解关系数据库的基本原理,并掌握主流数据库平台SQL SERVER的应用技术,掌握基于SQL SERVER的数据库及逻辑对象的创建,重点掌握存储过程与触发器的数据库编程,能利用其解决石油行业的海量数据存储管理的需求,明确数据库安全管理的实现机制,能基于SQL SERVER实现石油行业数据的安全控制。 2.3 教学内容 重新整合了原有的“数据库原理”、“数据库运用技术”两门课程的教学内容,设置了新课程“数据库原理与应用技术”的教学内容。压缩了数据库原理的教学内容,剔除了关系代数等难度大、实用性不强的教学内容,突出了T-SQL语言基础、存储过程与触发器等数据库编程等内容的地位,增加其课时,进行重点教学。并且,针对地理信息科学专业特点,补充了空间数据库内容,针对石油勘探开发专业背景,增加了数据安全管理教学内容。 2.4 教学方式与手段 为了提高教学效果,在“数据库原理与应用技术”的教学过程中,采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式,培养学生的实践动手能力,使学生能从真正意义上掌握一种商业数据库SQLSERVER的应用。同时,为了顺应社会知识传播技术的发展,在教学过程中,采用多媒体+板书的模式,多媒体信息量大,并且方便现场演示教学,板书能强化学生对重点知识的掌握,记录教学过程中的重点教学内容。 3 教改效果分析 数据库技术教改在2011级学生中开始实施,基于学生的理论课程成绩,分析难度系统与往年相当的考题,平均成绩由原来2010级学生的72,提升至79分,教学效果提升明显;基于学生的课程设计大作业情况,学生能更加顺利地完成数据库课程设计,质量有显著提高;针对2010级、2011级学生展开问卷调查,学生对数据库的实践应用更感兴趣,对过于基础的关系原理等内容,感觉枯燥,学习起来比较吃力,验证了此次数据库教改的效果。 4 结论 通过地理信息科学专业数据库技术教学改革,我们取得了以下的认识与结论。 ⑴ 教学目标要适应专业背景和发展需求,针对我校石油地质勘探专业背景,修正了数据库技术的教学目标,以数据库技术的应用为重点。 ⑵ 教学内容要根据学生情况制定,针对我校普通高校的地位,生源质量,制定合理的教学内容,提出关系代数等,对数据功底要求过高,行业应用价值不大的教学内容,突出重点,提升教学效果。 ⑶ 教学方式要多样,采用课堂教学+课堂实训+上机实践+课程设计的模式,将理论教学与实践紧密结合起来,增强学生动手能力的培养。 ⑷ 教学手段要与时俱进,采用多媒体+板书的,发挥多媒体教学信息载荷大,能现场演示教学的优势,同时配以传统的板书,能加深学生对关键知识点的理解与记忆的优势,传统板书和快捷多媒体相配合,提升课堂教学效果。 地理信息科学论文:地理信息科学在宝安区地下管网系统中的应用 【摘要】地理信息系统的发展为城建档案由传统模式向数字模式的转变带来了契机,并创造了档案管理手段革命性变更的条件,也促成了我区建设档案室地下管网地理信息系统的诞生,为我区地下管网数据入库和查询,提供一种高效、快捷的解决方案。 【关键词】地理信息科学 地理信息系统 地下管线 数字档案 1.系统总体架构 根据软件需求分析,软件系统中的表示逻辑、业务逻辑、后台数据库被分离为三个不同的层次,各司其职。表示逻辑负责用户界面及信息的输入、输出,业务逻辑负责事务处理,后台数据库负责业务逻辑中的数据持久保存。三个层次通过网络分布环境下的标准协议TCP/IP连接。 数据层是是业务的数据视图,是业务处理的基础;业务逻辑层是业务本身的逻辑表达,业务逻辑通常是不断变化的;表现层是业务逻辑图形化的表达,是用户参与系统的界面。 系统体系架构要考虑的核心是将数据层、业务逻辑层、表现层分离,保持它们的独立性,以便使系统能很好地适应未来的变化和扩展。利用接口的方式将三层之间松散耦合起来,这样当每一层单独改变时不会影响其它层的运作。 总体上系统包括三个层面,数据层、业务逻辑层、表现层。它们的关系如下图所示: 2.系统的功能结构 2.1数据的管理功能 管线数据和属性数据的采集、输入、建库以及维护。 系统具有对普查所获得的数据进行预处理能力,能够方便、有效、快速地把普查获得的数据转换为系统所需要的数据格式,从而进入系统。 管线图与地形图绘制,图形库与属性数据库双向更新。 数据库安全性控制,为保护系统数据的安全,不被随意修改或破坏,应建立安全机制,只有被授权的操作人员才能使用系统和修改数据。 系统具有海量图库管理能力。可对辖区内的任意图幅统一管理,进行各种操作(增加、删除、检索等)。 系统建立点、线属性库,可任意增加、删除、修改属性库结构字段,可对数据库中的记录进行增加、删除、修改、查询操作。 2.2综合查询、统计功能 系统具备图元的双向检索功能,用户可方便地了解图形与属性库的相关信息。系统具有管线点、线专业属性库的条件检索功能,检索条件可由用户系统交互式设定。 按道路名、对象类型、专业、图号、对象的属性字段、空间位置等查询任意范围的管线及附属物。 对任意指定范围,任意的一个或几个专业,对一个或几个属性字段进行单一和组合查询。所查实体按适当的比例放大,同时列出其相关属性及文档、图纸等。 2.3管线工程规划管理功能 管线竣工后将有关符合《宝安区城建档案室地下管线数据导入规范》的测量成果数据,经计算机差错、录入,转换入库。 对现状管线数据库进行修改与更新操作。 系统基本功能由十大模块组成,包括管网管理、辅助设计、三维图形处理、数据导入导出、图形打印、资产统计、系统管理、系统帮助。其功能结构如下图: 图2.1系统功能结构图 3.系统的主要应用 3.1数据快速入库 宝安区地下管网地理信息系统是一个面向城市的、现代化的、数字化的包含各种市政专业管线的综合管线信息系统。系统不仅能够记录历史数据,并在日常管理中及时对各专业管线数据进行更新、维护,实现地下管网信息的动态更新。 系统在数据导入方面采取了多种手段,面向档案系统目前以数据表转换导入的方式为主。在充分考虑已有竣工测量资料的基础上,专门为本区定制了以工程技术要素表为原型的数据导入工具。通过对包含有各种专业管线节点坐标、埋深和材质等全方位信息的工程技术要素表的读取,生成管线及管线设施的图形和属性表,并在检查无误后直接入库。这将大大简化工程数据的导入程序,同时提高了录入效率。另一方面,为保证工程技术要素表的准确性和完整性,系统将对档案审查单元提出更高的要求。 3.2综合查询输出 建设档案归档的另一个目的就是利用。怎么能提高档案利用率,也是我们档案人十分关注的另一个焦点。系统是否拥有一个能实现数据全方位查询和输出的功能也因此成为衡量一个档案系统好坏的重要指标。 宝安区地下管网地理信息系统提供了按重要地物、道路名称、道路中心线、管线设施及工程属性信息等多种查询方式,并可实现地下管网数据的分幅、批量及各种比例尺的打印出图工作;实现管线数据分层、分区显示、输出、查询、编辑等功能;能够按年代、按类型、按增量等多种方式进行统计分析,并输出报表和专题地图;建立统一的数据库,在业务管理系统间实现数据共享;为应用部门提供及时、准确、全面的有关管线信息,实现对城市综合管线的计算机辅助管理,为相关部门提供管理和决策依据及辅助手段。 4.系统应用的优势 有别于专业管线GIS系统,该系统着重于档案管理方面,对分析和三维方面要求较低,相反对于和传统档案的挂接方面则要求更高。通过本系统不但能够向专业管线那样,按照图形要素查询,还可以通过建设、施工、设计、监理单位等工程属性查询和统计,一定条件下甚至可以通过这类查询调看该工程的文字扫描资料。这也是数字城建档案馆不可或缺的重要部分。 从与传统数据管理方式的比对来看,海量数据库的应用彻底打破了仅有数量庞大的图纸和光盘的格局,一定程度上减轻了大量占用库房面积的情况。地下管网系统数据库的可靠性和可移植性,决定了该系统可以通过定期的数据库异地备份的手段提高地下管网数据的安全系数。地下管线信息的快速检索能有效的提高调取、查阅数据的速度,节省查阅时间。数据的定位与输出功能也更为强大,能更加有效的为施工单位提供施工开挖前图纸准备,必要的时候可以为专业部门、应急指挥部门提供有效准确的定位和打印输出服务。系统的应用也使我们从令人昏迷的纸质文件库房中解脱出来。竣工数据的快速实时更新方式彻底颠覆了传统数据更新入库的方式。通过数据表的方式更为安全精确,提高工作效率的同时也避免了野外重复采集调绘等资源的不合理配置。 5.系统应用的社会效益 5.1服务的快捷性和多样性 由于传统数据入库的周期比较长,在查询服务方面多以纸质档案查询为主,不但查询速度慢而且服务较为单一。地下管网系统的应用真正从源头上(工程报建开始到竣工验收)进行把关,有效提升了竣工测量数据的质量。在竣工测量数据(工程技术要素表)移交后经过校正可直接入库,如此一来将大大缩短相对于重复探测成图的周期。传统后期探测成图到入库的周期至少要六个月,而直接从竣工测量数据入库的时间可以控制在一个月以内,从而使查询服务更为快捷。服务方面也将不再只拘泥于传统纸质图纸的调阅,可以提供更为准确的图形查询、属性查询、叠加或分层查询、范围查询以及精确定位查询输出服务。 5.2优化资源配置 目前大多数城市地下管网都是多头管理的状况,国土部门每年要花大量经费在管线的后期探测上,造成了大量公共资源的浪费。建设部如果城市建设主管部门,在工程竣工的同时把数据收集上来,通过数据共享的方式传输给国土部门作为补充,那么每年将节省大量的社会公共资源。 建设部第136号令第四条明确规定,建设单位在申请领取建设工程规划许可证前,应当到城建档案管理机构查询施工地段的地下管线工程档案,取得该施工地段地下管线现状资料。地下管网系统的建立和应用更能强化体现这一政策意图。将有效的提高查询输出质量,更好的为新项目开工准备提供服务。一定程度上减少或避免因盲目施工而造成地下管线被挖断的事故出现,降低因事故带来的资源浪费和社会不利影响。 地理信息科学论文:与时俱进 培养地理信息科学拔尖创新人才 与时俱进 培养地理信息科学拔尖创新人才 摘 要:科学技术的发展和人才需求的变化对地理信息科学专业人才培养模式的创新提出了新的要求。秉承南京大学人才培养的优良传统,与时俱进,走过了“专题地图编制与地图集设计-计算机地图制图-地理信息系统与遥感-地理信息科学”的拔尖创新人才培养道路,形成了南京大学地理信息科学专业人才培养的鲜明特色,为国家和社会输送了大量高端地理信息科学人才。 关键词:地理信息科学;拔尖创新人才;培养模式 地理信息科学是集地理科学、测绘学、遥感学、空间科学、环境科学、计算机科学等学科为一体的新兴学科,已经深入到社会经济生活的各个领域。特别是进入新世纪以来,随着嵌入式软件、云计算、大数据、导航定位与位置服务、数字地球、智慧城市等技术的不断发展,已促使地理信息科学向着集成化、产业化和社会化方向迈进,而且与办公自动化、虚拟现实等多种技术相结合,构成了综合的信息技术。大数据时代的地理信息科学应用已经渗透到国土资源、水利、农业、林业、城市规划、环保、交通等多个国民经济部门,并成为国家空间信息基础设施和智慧城市建设的关键技术和重要组成部分[1]。 随着地理信息科学技术与产业的高速发展,对相应人才的需求与日俱增,地理信息科学教育事业也进入了蓬勃发展期。人才培养是地理信息科学发展的前提和基础,高等院校则是培养高水平地理信息科学人才的摇篮。为了全面贯彻落实国家教育规划纲要(2010-2020 年)和人才发展规划纲要(2010-2020 年),促进高等教育面向社会需求培养高素质、高技能人才,全面提高地理信息科学人才培养质量,造就一批创新能力强、适应快速经济社会发展需求的理论创新和高端应用人才,地理信息科学专业面临着如何培养拔尖创新人才这一重要命题[2]。 南京大学地理信息科学学科由原地图学专业发展而来。地图学专业是在陈述彭院士的支持下,李海晨教授于1957年创办的,是当时国内综合性大学中唯一的地图学专业。最早招收的地图学专业学生是从1956年入学的地理系学生中选出的,1961年向国家输送了第一批五年制本科毕业生。1972年地图学教研室开始主攻地图制图自动化,1974年招收2届制图自动化方向的学生,开创了国内高等院校计算机地图制图教学与科研的先河。由于计算机技术的普及与应用,后来在学生培养方向上兼顾了传统地图编制与计算机辅助制图两个方面。1974年,我国首幅全要素计算机地图诞生于南京大学。在教材建设方面,李海晨教授编著的《专题地图与地图集编制》于1984年获全国优秀测绘教材二等奖,被全国大多数高校采用。 20世纪80年代后期,地图学随着遥感技术和信息科学的迅速发展日益表现出数字信息处理的时代特征。1989年黄杏元教授撰写的《地理信息系统概论》一书出版,这是我国第一部地理信息系统教科书,在全国有较大的反响,被广泛采用,推动了地理信息科学教育与人才培养的发展,在我国地理信息科学发展史上具有重要意义[3],该书1995年获全国优秀测绘教材一等奖。自学科创办到20世纪末,南京大学地理信息科学教学科研团队先后承担了多项国家、省部级科研项目,取得了一大批科研成果,1987年荣获国家科技进步二等奖,1992年荣获国家教委科技进步三等奖。科研反哺教学,有力促进了地理信息科学专业的人才培养。 教育部先后将“地图学”专业更名为“地理信息系统”、“地理信息科学”,南京大学的本科生人才培养也随着专业的更名而与时俱进,不断摸索人才培养的创新模式。 一、师资队伍 地理信息科学专业旨在培养掌握地理信息获取、处理、分析和应用的基本理论、知识和技能,具有从事地理信息系统设计、开发、应用以及编制各类地图的专门人才[4]。所以,在确定地理信息科学专业人才培养方案时,要结合学科特点,并满足现代社会对这类复合型专门人才的特定需求。地理信息科学是高新技术、边缘科学,而且理论方法发展速度快,软件更新换代频繁,要想办好这个专业,需要有十分雄厚的师资队伍。南大地理信息科学专业实施的是拔尖人才培养战略,长期以来每年本科招生人数控制在20~30人之间,具有少而精的特点。 在师资队伍建设方面,一方面强调“国际化”,直接从海外名校引进高素质的国际化人才,或者促进本土教师的国际名校学术交流,要求至少有1年的海外留学经历,使南京大学地理信息科学专业的人才培养与国际接轨。另一方面强调“符号化”,注重“千人计划学者”、“长江学者”、“国家杰出青年基金获得者”、“教学名师”、“教育部新世纪人才”、江苏省“333高层次人才培养工程”学术带头人等高层次教学科研人员的成长。 由于采取了这些措施,因此许多优秀的海外学者陆续加入南大地理信息科学教学科研团队,壮大了学科力量。目前教师队伍中80%以上有海外留学经历或者直接从海外引进。拥有千人计划学者1人,创业千人计划人才2人,长江学者讲座教授、加拿大皇家科学院院士1人,高等学校教学名师奖获得者1人,3名教师荣获全国高校地理信息系统创新人物奖。尤其是在加拿大皇家科学院院士陈镜明教授的带领下,建设了“碳循环陆气协同遥感”教育部创新团队和“全球变化遥感”江苏省创新团队,进一步壮大了师资队伍的实力。这些教师专业背景各不相同,优势互补,与“地理信息科学”这个新兴边缘学科的特点比较吻合,形成了强大的师资队伍阵容,有利于地理信息科学专业拔尖创新人才的培养。 二、课程体系 南京大学地理信息科学专业的课程体系在继承传统的基础上,借鉴国内外名校的课程设置[5-7],达到洋为中用、兼收并蓄的目的,每四年进行一次课程体系的改革,不断完善优化。 在课程体系设置的过程中遵循四个原则:一是为学生积淀雄厚的外语、计算机和数理基础;二是要使学生有扎实的地理学基础;三是要培养学生的地理信息科学专业兴趣、爱好,并激发求知与探索欲望;四是促进学生对专业知识及其基本技能的掌握,培养发散思维,开阔知识视野,同时对就业和进一步深造要有一定的导向作用。目前形成了公共必修课、专业基础课、专业课和专业选修课四个层次的课程体系。 开设的公共必修课有高等数学、大学英语、C语言程序设计等。专业基础课包括人文地理、自然地理、测量学、地图学、地理信息系统概论、遥感概论、地理学实习等。开设的专业课有数据库原理、地理信息系统设计与实现、遥感图像处理、卫星导航定位原理、数字摄影测量、数字高程模型、地图设计与编制、地理建模、地理信息技术、虚拟地理环境、地理信息科学专题讲座、地理信息系统实习、遥感实习、测量实习等。专业选修课有数据结构、计算机图形学、空间数据库、模式识别与人工智能、地理信息系统二次开发、城市规划CAD、地理科学知识讲座、土地利用规划、环境规划与评价等。 在人才培养的过程中,为不断提高课程质量,始终注重教材建设。近十年来先后主编教材十余部,如《GIS设计与实现》、《地理信息系统概论(第三版)》、《地图投影》、《3S技术集成》、《遥感数字图像处理》等。而且比较注重教材的质量,《GIS设计与实现》2005年荣获全国优秀测绘教材三等奖,并列入“十二五”国家规划教材。 在专业课的建设过程中,努力实现专业主干课程的突破,以建设精品课程为目标。地图学课程建设与实践、GIS设计课程建设与创新分别获省级教学成果二等奖。“GIS设计”课程于2007年入选国家精品课程。 三、实验与实践教学 地理信息科学是实践性很强的学科。多年以来,南京大学形成了基础学科与技术科学结合、理论教育与技能训练结合的特色,确立了课程实验、野外实践和综合实习“三位一体”的实验实践教学体系[8]。树立了以“学生为本、以提高实践创新能力为目标”的实验教学理念,并落实到教学改革与创新人才培养的全程之中。 我们建设有江苏省高等院校地理与海洋科学实验教学中心,拥有地理信息系统、遥感、测量与制图、3S技术综合应用等与地理信息科学实验教学密切相关的教学实验室,有先进的地图制图(绘图系统)、测量(徕卡GPS、激光雷达测量系统等)、遥感(ASD光谱仪等)等硬件设备,同时拥有ArcGIS、SuperMap、ERDAS、ENVI、GAMMA、VirtuoZo等通用软件。良好的实验教学设施保障了地理信息科学专业课程实验教学的实施。南京大学建设有庐山地理学野外实习基地,为地理信息科学专业自然地理(包括地质、地貌、水文地理、气象气候、土壤地理、植物地理等)、地图、遥感、测量等课程的野外实践教学提供了有力的支持。综合实习安排在大三的暑假至大四第一学期的前两个月。目的是让学生真实参与实习单位的具体工作,利用所学的专业知识提升实践能力。目前南京大学已与中科院南京地理与湖泊研究所、中国测绘科学研究院等多家单位合作,建立实习基地,共同培养高水平专业人才。 四、科研训练 大学生的科研能力训练和创新能力培养是本科教学的核心任务之一[9]。南京大学建设有卫星测绘技术与应用国家测绘地理信息局重点实验室和地理信息技术江苏省重点实验室,软硬件设备齐全,研究开发技术手段先进。近几年先后承担了“863计划”、“973计划”等多项重点项目、自然科学基金等国家级纵向科研课题数十项,获得国家级、省部级科技奖励多次。良好的科研条件促进了各项教学任务的圆满完成,教学与科研形成了良性互动。 在国家自然科学基金委员会人才培养项目的资助下,专门开展了本科生科研训练。同时学生也可以在老师的指导下申请国家、江苏省或南京大学的本科生科研创新项目,开展前沿科学研究。从大二起,学生就可以选择指导教师,参与指导教师承担的科研任务,申请使用重点实验室的软硬件设备,进行科研训练。从大四的第二学期开始进行毕业论文设计,选题都要依托指导教师的科研项目,要经过开题、中期进展报告、论文答辩等环节,历时四个月。毕业论文的撰写是一次完整的科研训练,对地理信息科学专业创新人才的培养来说是一个非常关键的环节。同时积极支持并资助本科生跨出国门参加国际学术会议,展示自己的科研成果,较早地与国际同行交流,了解地理信息科学的最新国际动态。这既开阔了学生的知识视野与眼界,也有利于地理信息科学专业人才培养的国际接轨。目前,南京大学的地理信息科学学科已发展成为具有较大影响的人才培养与科学研究基地之一。 2006至2012年,本科生在校就读期间以第一作者在国内外学术刊物上发表科研论文40余篇。1名本科生获得Geoinformatics2007最佳学生论文奖,获得中国GIS协会2007ESRI杯大学生GIS软件开发竞赛二等奖1次。有二十几名本科毕业生赴美国普林斯顿大学、哥伦比亚大学、波士顿大学、加拿大多伦多大学、德国斯图加特大学等国外著名高校继续深造。特别是2008届的毕业生,有6位同学获得全额奖学金赴美国、荷兰的国际名校攻读博士学位。南京大学地理信息科学专业的毕业生不仅有深厚的理论功底,同时在地图设计与编制、地理信息系统数据库建设与软件开发、遥感图像处理与专题信息提取、测量工程等方面实践动手能力也比较强,因此毕业生也颇受用人单位的欢迎,一次就业率都在100%。 随着大数据与智慧城市时代的到来,地图学、地理信息系统、遥感对地观测与导航定位技术已渗透到经济社会发展的各个领域。新的形势赋予新的使命,南京大学地理信息科学专业将不断探索拔尖创新人才的培养模式,为国家和社会输送更多的地理信息科学高端人才。 地理信息科学论文:三维地理信息科学进展 三维世界的逼真显示自古以来就是我们许多(哲学)讨论的主题。对地球球形形状的承认可以追溯到公元前6世纪毕达哥拉斯的论点。随着计算机科学的进化,科学家们不断地改进地球的三维显示,同时开发了用来分析许多发生在地球表面的自然过程及现象的技术。计算机辅助设计(cAD)和地理信息系统(GIS)在过去的30年内同步发展。 三维分析与模拟工具能在城市规则考古学景观建筑、制图学及风险管理学诸多领域中广泛应用。为了满足各界对三维分析与模拟工具的经久不断的需求,第4届国际三维地理信息专题讨论会于2009年11月4-5日在比利时西北部城市根特举行。 本书共汇集了11篇论文。1.欧拉算子与外壳建筑模型导航;2.奥地利达赫斯坦山峦冰川后退的逼真三维可视化:跨媒体的硬复制与软复制显示;3.有关先进的交互式万维网透视图服务;4.谷歌地球中建筑物的交互式建模:用于城市规划的三维工具;5.应用于三维地质学模型构建的专家系统实验法;6.三维地图籍中的数据可视化;7.从三维拓扑学关系到接触关系;8.对用于都市环境中车辆定位的三维城市信息及传感器融合技术的需求与潜力;9.使用地球-DBMS在三维导航中经由可视地标的建模能见度;10.大数据集合三维包含测试;11.动态城市径流模拟的三维体数据软地理目标。 本书是《地理信息与制图学讲座笔记》丛书中的一本,它专门面向对地理信息科学三维组件感兴趣的广大学者与专业人员,包括地理科学家、土地丈量员、计算机工程师、摄影测量师、城市规划者、考古学家及制图员。 地理信息科学论文:地理信息科学本科生能力调查分析 1企事业单位对学生能力期望分析 在对学生成绩总体评价方面,单位或企业都很看重学生的在校成绩,希望学生成绩在良好以上的单位占92.0%。在学生获得各类证书方面,希望学生外语成绩通过四六级考试的比例为72.0%,但有些单位不要求学生通过等级考试,这样的单位有软件公司和从事纯测绘的单位。希望学生掌握计算机程序设计语言能力的单位占96.0%,但在计算机等级考试方面,希望学生过二、三级考试的单位占64.0%,也有28.0%的单位不需要学生过计算机等级考试,这样的单位往往是行业管理单位或规模较小的单位。考虑学生是否具有“全国GIS应用水平考试证书”的单位不多,选择可有可无的单位占80.0%,选择需要的只占12.0%,“全国地理信息系统应用水平考试证书”考试是由地理信息系统软件及其应用教育部工程研究中心组织的。目前除高校外,对大多数企业来讲不是很了解,有待进一步加强宣传力度,当其纳入到政府行为的全国职业资格考试范畴时才会引起学生和用人单位的重视。在行业内地理信息系统软件使用方面,有84.0%的单位要求学生熟练掌握地理信息系统软件使用,说明单位看重学生的对行业内地理信息系统软件的实际动手能力。在地理信息工程应用方面,希望学生在校期间参加过工程应用项目经历的比例达84.0%,且92.0%的单位希望学生掌握了数据整理与建库技术。在地理信息系统软件开发方面,要求学生基本掌握或熟练掌握地理信息系统二次开发技术的比例达96.0%,要求熟练掌握的主要是地理信息系统软件公司和信息中心等单位达48.0%。由于调查的是测绘地理信息行业,有68.0%的单位希望学生具有从事外业测绘工作的经历和能力,不要求学生具备外业测绘能力的单位多数是软件公司和信息中心。除外业测绘能力外,有96.0%的单位强调学生具有摄影测量与遥感方面的知识,因为企业都知道摄影测量与遥感技术是未来空间信息获取的主要手段,此项知识的掌握有助于单位未来业务拓展。自学能力是一个人从事终生学习的基本要求,几乎所有的单位都希望学生具有自学能力,有72.0%特别强调很需要,说明一个单位的发展离不开员工的知识更新。希望学生具有科学研究潜力的单位占80.0%,只有20%的单位不强调这一要求,其中私有企业几乎都要求学生具有科学研究的潜力,表明企业要发展,必须要求员工具有科学研究潜力来保证。多数企业注重学生在校期间参加各类竞赛活动并获奖,有60.0%单位表示会优先考虑录用获得过各类竞赛奖的学生,只有16.0%单位不会考虑。至于学生在校期间是否获得奖学金,有60.0%的单位明确表示不考虑,表明单位注重学生实际能力的因素大于课堂考试成绩因素。在团队协作精神方面,有96.0%的单位强调学生这一素质,因此大学期间如何培养学生的团队精神是今后学校应该关注的问题。就学生的交际能力方面,84.0%的单位表示学生应该具备较强的交际能力。在学生业余爱好方面,强调学生具有体育、艺术爱好的单位比例分别是48.0%和36.0%,也有20.0%的单位不对学生业余爱好提出要求。在学生生源的地域方面,有76.0%的单位不考虑学生的地域要求,希望学生来自农村或周边省份的单位所占比例均为16.0%单位,这样的单位是基础测绘单位,希望学生能吃苦、稳定。在性别方面,有72.0%的单位不考虑学生的性别,有28.0%的单位希望是男生。这是由于GIS专业性质所决定,GIS专业人员大多在室内工作,男女生没有什么太大的区别。而希望招收男生的主要是从事测绘与地理信息生产任务的单位。 2地理信息科学专业本科学生能力结构体系 2.1学生能力结构体系 人的能力是在人的生理素质的基础上,经过教育和培养,并在实践过程中吸取前人的智慧和经验而形成和发展起来的。能力=知识+科学方式+技能[6,7]。地理信息科学是一门集计算机科学、地理学、测绘科学、环境科学、空间科学以及管理科学等学科为一体的交叉学科,这就要求GIS专业的学生不仅要有扎实的理论基础,还应该具有较强的动手能力和软件开发能力,同时自主学习能力是学生适应未来学科发展和拓展应用领域的基础[8]。具体来讲,对一个GIS本科生的基本要求是:起码要熟练掌握一门计算机语言,能够开发简单的GIS应用模块,能够掌握二种以上的常见地理信息系统软件,并至少具有一种二次开发的能力,尽最大可能让学生参与相关的科学研究与实用地理信息工程项目的开发[9]。由此可见,GIS专业学生能力除一般大学生所具备的能力和素质之外,更要突显以下七个方面的能力:专业基础理论与前沿技术、地理信息系统软件使用与数据采集处理能力、空间数据建模与分析能力、地理信息工程建设能力、地理信息系统二次开发设计能力、自主学习能力以及GIS科研与创新能力等。基于上述分析,我们可以构建地理信息科学专业学生能力结构体系,通过专家打分后采用改进的层次分析法进行综合评价得到各结构项的权重[10-12],如表2所示。在该能力结构体系中,强调学生的基础理论、兼顾学生的基本技能,同时也突出了地理信息系统工程应用的特点和创新能力。权重的高低并不代表知识重要程度,因为表中的7个方面的知识和能力是地理信息科学专业所必须具备的,它是指各知识结构在整个知识结构中的比例,可以成为地理信息科学专业课程体系设置的基础。 2.2能力结构体系应用 东华理工大学地理信息科学专业从1999年开设,专业教师一直在探索该专业学生能力体系结构,并根据能力结构体系制订和修订教学计划。东华理工大学地理信息科学专业是依托测绘学科开设的,所以东华理工大学的特色在于突出空间信息的获取与表达、地理信息工程开发与建设两个方面。对此,东华理工大学加强了测绘类和计算机类课程的理论与实践性教学的比重,体现理论与实践性课程“四年不断线”的教学计划设计思路。例如,测绘类课程开设了地图学、测量学、测量平差基础、摄影测量学、GPS测量原理、遥感原理等课程;计算机类课程开设了计算机基础、C语言、高级程序设计、数据结构、数据库原理与地图数据库、计算机地图制图、GIS二次开发等课程;实践性课程有数字化测图软件(测量学)、GIS软件及应用、遥感软件及应用,GIS设计与开发、专业综合实习、生产(毕业)实习。这样保证了学生从大一到大四每年都能在测绘类、计算机类、实践类三方面都有相应的理论课程或实践性教学环节,对巩固学生的理论知识与实践能力、对学生能力培养起到了很好的推动作用。此外,东华理工大学还注重为学生提供科技创新与动手能力的机会,例如实行本科生导师制、鼓励学生参加老师生产型或研究型课题、引导学生参加各类科技创新与竞赛活动等。实践表明,通过教学计划的调准,学生能力有稳步提高的趋势。例如,东华理工大学2013届地理信息科学专业有一个本科生就成功地在网络环境下研发了一个“基于GIS的高校餐饮物流配送管理信息系统”,并应聘到上海诚信所从事软件开发工作,这与平时东华理工大学加强学生知识结构与能力培养是分不开的。 3结束语 就业率的高低是高等学校培养大学毕业生成功与否的重要指标之一。通过本次调查研究发现,目前社会对GIS专业学生需求量较大,而且寄希望他们从事GIS工程开发与维护工作,更注重学生的专业基础知识、GIS软件操作与二次开发能力、科技创新能力以及团队协作精神。针对就业单位的需求,本文构建了地理信息科学专业学生能力结构体系,它可以作为GIS课程体系设置的基础,为GIS专业学生能力培养提供很好的参考依据。 作者:程朋根 夏元平 聂运菊 刘波 郭先春 单位:东华理工大学 地理信息科学论文:地理信息科学的绘图方法研讨 作者:董晴晴 董敏 冯欣欣 1(略) 2基于ArcGIS的实现本文基于上述制图思路,以ArcGIS9.3为技术平台,以绘制西准噶尔地区地质图(1∶1000000)为例来具体说明如何实现。 2.1空间数据获取西准噶尔地区位于西伯利亚板块与准噶尔板块的碰撞带,属于古生代残余洋盆的后碰撞花岗岩类[6]。确定该区的范围,扫描其纸质地质底图和地理底图,在ArcCatalog中建立空间数据库,将底图配准后通过ArcScan自动矢量化或者手工矢量化,得到该区的地质、地理底图的矢量数据。经过拓扑检查后以点、线、面的形式存储(图略)。 2.2属性数据关联空间数据库中的每个要素类都有各自的描述,主要通过要素类名称、空间数据类型(点、线、面)、数据类型、数据存储长度、约束条件、数据项描述等进行描述与定义(表略),为数据加载做准备[7]。属性数据以传统数据库方式存贮和管理,并通过公共字段与各要素进行关联,使点、线、面不再仅仅是传统意义上的图元单位,而具有地质特征描述内容[8] 2.3图例制作图例是地图的语言体系[9],集中体现了制图者对客观事物本质的认识,以及对这种本质的分类思想和分类体系。在以往的图例绘制中,人们只关注规范化表达。传统纸质图时代的图例采用人工手绘来实现,由于人的主观判断和绘图工具的误差,会导致线条粗细不匀、符号大小不一,无法完全实现图例的规范化表达[10]。同时,作为传统地质图整饰内容的一部分,图例是一种机械的“排列”,与图件主体部分并没有有机的联系,仅是单纯的视觉表达,实现了认知表达中的符号层,而概念层仍然隐式地停留在人的大脑中。Fishnet是ArcGIS平台下的一种空间分析工具,相当于图形化的Excel。它可以自由定义的基本单元格的大小,并对其赋予属性。利用Fishnet制作图例,不仅可以实现符号的标准化表达,更重要的是,它是在数据库中管理符号和数据,可以随时修改或查询[11]。 2.4STYLE匹配将Fishnet中的图例存储为Style,或者将整个要素调用Savetolayers命令存成Layer。调用Proper-ties中的MatchtoSymbolsinastyle,用Layer与图件主体中要素的相同字段进行匹配,或者用Style直接进行匹配,实现图件的自动符号化。在匹配时,如果按照一对一的方式进行,会产生很大的工作量。比如,不同时代的侵入岩很多,若采用一对一匹配,那每个时代(设有M个)的每一种侵入岩(设有N个)都要有相应的符号(CMN)。但是如果采用多字段来描述同一个地质体,采用多对一的方式,只需要制作时代的符号和侵入岩的符号(M+N)。在制作图面内容较多的地质图时,这一方法将会大大提高效率,而且对于数据的分类尤为便捷(图略) 2.5整饰成图在layout视图下,调整图面大小、位置,添加图名、比例尺、指北针、经纬网、责任栏等整饰要素。图例可以以图片形式添加,或者以数据窗口的形式添加。 3基于地理信息科学制图的优势 从地理信息科学的视角出发,地理信息系统就成为地理信息科学应用的一个环节[2],这就使制图不仅具有所有数字制图的优势,如方便携带、易修改、易复制、易整饰,存在严格的拓扑关系,不受比例尺的限制,具有良好的现势性及动态性[12],更能体现以信息科学为基础的优势,使图元单位与地质实体之间建立起有机联系,使隐式存在于人脑中的语义显式地表达出来,实现信息的查询、新图件的生成、空间数据分析等优势。 3.1信息查询传统纸质图和数字制图只是对纸质地质图的数字复制,不具有信息查询的功能。比如,若想了解西准噶尔地区泥盆纪地层分布情况,在传统图件中,你只能通过读图例在图上圈出泥盆纪的地层。不仅费时,而且导致图面内容更加复杂,极易出错。基于信息科学制图是运用数据库储存数据,图面与数据关联,因此信息查询很容易实现:打开属性数据表,在查找中输入“D*”(其中*代表D的任一组),在属性数据表中属于D的所有地层就会被选择出来。相应地,在图上所有泥盆系的地层也会特别标识,这样西准噶尔地区泥盆系的地层分布就一目了然。如果需要查询泥盆纪侵入岩分布,则将相关字段相加再进行查询。 3.2图件派生在传统纸质图和数字制图中,图面一旦固定,再做任何修改或派生图件都是一件费时费力的事情,相当于重新制作。但基于信息科学思想成图不是一幅图件的终结,而是生成新的图件的渠道[13]。比如要制作西准噶尔地区侵入岩分布图。在西准噶尔地区地质图的基础上,通过查询“岩性大类”挑选出该区侵入岩数据,导出选择的侵入岩图层,或者在原图上删掉其他不相关数据或让其他数据不显示,调整图面大小、图名、图例、比例尺等整饰要素,一幅新的派生图件就完成了。 3.3空间数据分析所有的空间分析都是基于数据而不是基于图形。在这方面,基于信息科学成图具有别的制图方式不可比拟的优势。在这种成图方式中,每一个点、线、面都是具有实际地质意义的单元。在进行点的密度(如矿床的密度分析[14])、线的缓冲(断层对特定矿种的影响范围[15])、面的选择(矿床模型对成矿有利地层的选择)时,依托ArcGIS平台都能够迅速实现。这些依托数据的空间分析目前正在探索应用之中。 4结束语 本文基于地理信息科学,以认知科学和信息科学为基础,以ArcGIS为平台,阐述了制图的新思想及实现。运用数据库来存储、修改地理地质数据,利用Fishnet规范化表达图例,并以公共字段与图件主体关联,使用多对一的方式进行匹配,在实际输出中,达到了图件的规范化表达;在图件管理中,能够快速实现信息查询、数据修改;在应用中,可以依据需要派生多幅图件,最重要的是能实现空间数据分析。大量实践证明了该思路的可行性。目前,这种成图方式的推广将会成为制图的一种趋势。 地理信息科学论文:地理信息科学人才培养研究 摘要: 本文分析了国内外GIS教育的基本现状,认为高校可以根据自身特色量身设计面向研发型人才培养的专业知识体系,通过建立本科生导师制度和有利于检验研发能力的考核方式等,实现为社会培养和储备GIS研发人才的目标,提升毕业生就业竞争力。 关键词: 地理信息科学;本科教育;研发型人才;培养 一、GIS本科教育中开展研发型人才培养的意义 目前,以GIS应用型人才为主的培养方式正面临挑战,而以研发型人才为主的培养方式将在以后一个阶段成为高校人才培养的趋势,原因是产业发展的需求和解决毕业生就业带来的压力。本科阶段是学生确定发展方向和目标的重要时期,在这一阶段掌握的知识和技能将决定他们未来的求职定位和发展目标。从产业发展趋势的角度来看,高校GIS教育应为未来产业发展提供更多的技术研发型人才储备;从学生个人发展的角度看,不少从事GIS研究的研究生在本科阶段缺乏基本的软件研发训练,读研阶段难以配合导师做好科研课题,或者无法自己设计实验验证。虽然要使大多数本科毕业生具有很强的软硬件研发能力并不容易实现,但高校积极地在这方面加强引导和培养,将是为我国地理信息产业发展培养核心技术研发人才、提高我国GIS产业竞争力的重要途径。 二、国内GIS本科教育基本现状 国内GIS本科教育的重点,随着计算机技术和产业发展而转移。在地理信息系统专业开设之初,国内GIS应用的重点在于基础地理信息数据的采集方面,如国家基本比例尺空间数据库的建设[1],此时国内GIS专业的人才培养主要以应用型为主,能力水平主要达到Marble的第三层次。2003年刘耀林[2]、秦其明[3]等所提出的课程设置优化建议,主要以掌握专业基础理论、培养较强的软件操作和应用能力为主,并开始强调GIS二次开发能力的培养。随着国内测绘类软件企业的发展壮大,对研发型、创新型人才需求越来越多,大量软件公司需要大批研发人才,从事空间数据图形输入、海量数据管理查询、空间数据网络传输与共享、空间分析、二三维可视化、高精度数字制图等GIS核心功能的研发工作以及专题地理信息系统的设计开发工作,高校也进一步重视GIS毕业生的二次开发能力、系统分析设计能力培养[4~7]。通过分析各高校培养方案可发现,重点高校往往开设课程较多、涉及面更广,如武汉大学、浙江大学、中国地质大学等,而地方高校更注重专业技术类课程以及学生实践能力的培养,其原因可能是重点高校在师资、生源上的优势。总之,大多数高校还是非常人性化地考虑了学生个人素质和兴趣的差异,国内高校并未要求所有GIS本科生都具有较强的研发能力[4~5,7],有志于从事技术研发工作的学生还是少数。 三、GIS本科教育中研发型人才培养的实施途径建议 1.设计面向研发型人才培养的GIS专业知识体系 专业知识体系的优化设计是课程体系设计的前提和基础。国外UCGIS的地理信息科学与技术知识体系是一个完备的参考体系,但是每个学校应根据自身特色、师资水平设计相应的专业知识体系。设计面向培养研发能力的GIS专业知识体系,其核心实质是在完备的参考体系中,围绕基础理论、程序设计、模仿创造能力为主线,选择适合本校办学特色的授课内容和技能训练体系,并以此作为评价准则。对于重点大学来说,由于师资水平相对较高、生源素质相对较好,可适当扩展这一体系前两种能力培养的深度和广度,如武汉大学不仅要求掌握地理信息系统与地图学的基本理论、基本知识,而且强调对相邻专业如地理学、资源环境与城乡规划管理、测绘工程等一般原理和知识的了解;对于地方高校来说,则不宜在相邻专业上开设课程,地理信息科学基础理论、计算机方面课程也不宜开设太多,而应重点建设本专业核心课程,有选择地讲授一些核心算法设计和实现,在这一个过程中加强培养学生的模仿能力和创造能力。以桂林理工大学为例,由于在办学初期缺乏经验,开设了较多基础课程,涉及到测绘、城规、地理学、土地管理等方面,而在计算机、数据库、GIS软件应用和开发方面的课程投入不足,导致某一阶段毕业生就业竞争力欠缺等问题。通过调整,一些相邻专业课程仅作为选修课或被删除,将整个知识体系定位为以桌面版和WebGIS应用程序开发能力培养为主线的专业知识体系和课程体系[5],主要涵盖如下知识模块:①编程语言模块,主要讲授C++、C#等两种编程语言,C++便于学生在以后进行较为复杂的算法设计时使用,C#语言则用来向学生讲解GIS二次开发技术;②基础理论模块,包括空间数据库、空间分析、地理信息系统算法基础以及测绘学科相关课程;③地理信息系统软件开发相关课程。特别是在第②模块,重点设计若干算法实验,让学生在掌握基础理论、编程语言的基础上,教师先示范一些简单算法的代码编写过程,然后逐渐加深难度,学生通过教师引导完成相应算法代码编写,加强对GIS软件研发的自信心。第③模块,学生掌握了软件工程设计、组件式GIS开发技术,并在教师指导下分成4~5人小组,每个小组在实践环节都必须完成相应的设计和代码编写任务。学生不仅软件操作能力逐渐增强,程序开发能力也相应提高,逐步扭转就业竞争力不足的局面。 2.建立有利于提高研发能力的本科生导师制度 知识体系和课程体系的建设仅仅是教学目标实施的第一步。在已有的教学实践中,本科生对程序设计研发的兴趣并不高[4,7],一方面是部分刚入学的学生对就业的压力感知不足,认为即使没有学好难度相对较高的GIS设计和开发相关课程也能找到合适的工作;另一方面是教师对学生的引导和交流不够,设计和开发类课程上完了,课后就没有再去关心学生怎么应用,大部分学生对自己实践课的要求不高,应付了事。目前桂林理工大学地理信息科学专业开始尝试采用本科生导师机制,促使学生得到导师在学业和未来规划上的指导,具体作法有:①导师可以根据自己学术研究方向,在二年级时开始选择一些学生进入自己的兴趣小组,为以后参加国内各类竞赛做准备,也可以在课题研究和生产项目上对教师起到帮助作用,并直接在该导师指导下做毕业设计工作;②结合桂林理工大学推行的应用研究型课程教学项目,解决学生选修课学分问题以及教师教学工作量补偿问题;③对于导师和学生,无论是参与校内比赛还是国内比赛获奖,都给予相应奖励,形成激励机制。本科生导师制度的作用主要体现在以下两方面:①通过导师在课外的指导,激发本科生的危机意识,增强学生主动学习的愿望,比仅仅以人性化的方式对学生进行分层次培养有更好的效果;②导师在日常交流中,可以从基础地理信息系统软件的基本功能、模块和接口以及软件设计语言和组件式软件开发方式,对学生进行全方位辅导,避免以往一个教师教授一门课程,知识内容断层严重的局面,同时也加强了对学生的监督和鼓励。 3.实施有利于检验研发能力水平的考核方式 由于研发能力通常体现为对基础知识、专业软件、编程语言等方面的综合应用表现,过去主要采用笔试和平时成绩的方式进行考核。但平时成绩考核往往仅为对学生是否到课的检查,并没有真正成为学生设计研发能力的体现。涉及到实践能力、软件开发能力的课程,可以分成笔试、上机考试和PPT介绍设计内容等过程进行,每门包含上机课、实践环节的课程均可划出一定课时用于上机考试或PPT演讲。上机考试和PPT演讲可占总分值的30~40%,有效地避免部分学生浑水摸鱼的情况。随着地理信息产业发展对高校GIS教育提出的更高要求,以及更多高校参与到GIS教育中来,办学单位和毕业生都将面临更激烈的竞争。GIS研发能力将是未来一段时间内社会对GIS毕业生的指标要求,虽然在当前情况下要完全按照研发型人才标准对GIS专业学生进行“一刀切”式衡量并不现实,但高校只有在办学中坚持高标准培养要求,突出自身特色优势,推进人才培养模式改革,提高毕业生的核心竞争力,才能不至于在未来的竞争中被淘汰。 作者:蓝贵文 杨霞 殷敏 靖娟利 单位:桂林理工大学测绘地理信息学院 广西空间信息与测绘重点实验室 地理信息科学论文:地理信息科学专业学风建设论文 1学风建设现状分析 1.1地理信息科学专业学风建设的劣势 1)缺少有影响力的学术带头人。地理信息科学专业的青年教师占多数,基本上都是从学校毕业就直接来校任教,缺少教学、科研的经验与积累,在教学与科研的双重压力下负担较重。因为地理信息科学专业没有知名度较高的学术带头人,在教学上未能形成鲜明的专业特色,与专业的办学历史不符,在科研上也没有确定某一明确的方向,各位教师各自为政,单打独斗,不能形成具有战斗力的教学科研团队,无法实现1+1 2的整体涌现性。 2)生源质量不高,师生双向不满。地理信息科学专业与城乡规划、土木工程等专业相比,录取分数线较低,由于社会大众对该专业不熟悉,往往招收的大部分学生都是在其他专业录满后调剂过来的低分生,生源的质量较差。因此,学生从入学开始就对专业不认同,缺少学习动力,这样在某种程度上也影响了教师的上课热情。学生抱怨教师工作不敬业,教学不投入、能力差,教学手段单一,讲课不生动。教师抱怨学生学习不认真,没有明确的学习目标,学习态度不端正。 3)课程设置不科学。地理信息科学是依托测绘工程而创办的专业,地理信息科学和测绘的专业课程各占50%,虽然拓展了学生的就业面,由于课程之间衔接不紧密,学生所学的地理信息科学专业课程不完整,尤其是开发类课程较少,使得地理信息科学专业的学生与测绘工程专业的学生相比,在测绘能力方面处于劣势,与中南大学、湖南科技大学等高校的地信专业学生相比,开发能力较弱,学生容易产生厌学情绪。毕业后绝大部分学生只能胜任数据处理工作,只有少数学生能够从事GIS开发方面的工作,限制了学生的全面发展。 1.2地理信息科学专业学风建设的机会 1)社会对高素质地理信息科学专业技术人才需求迫切。随着地理信息产业的高速发展,我国地理信息产业的总产值以30%以上的速度增长,到2012年就已突破2000亿元。产业的发展,促进了社会对地理信息科学专业人才的需求,特别是即懂技术又懂应用的中、高端人才。 2)院校领导重视。近两年,地理信息科学专业得到了学校、学院各级领导的重视,学校成立了湖南省城市规划信息技术高校重点实验室,地理信息科学专业的教师都是实验室成员,将地理信息科学专业的发展与城市规划相结合,为地理信息科学专业学风建设提供了平台。 1.3地理信息科学专业学风建设的威胁 1)社会环境影响。市场经济的发展为学生学习提供了优越的物质条件,但是也带来了一些负面影响,“读书无用”、“一切向钱看”等思想在大学生中普遍存在,使得一部分学生在学校虚度时光,沉溺于网络游戏中的虚幻世界,没有学习目标。 2)校园氛围影响。湖南城市学院是一所处于转型期的地方二本院校,学校在教学与管理方面并不能完全适应社会需求和学生的发展。校园的学习氛围不强,“功利主义”、“拜金主义”、“享乐主义”在校园中广泛存在,这些不良风气影响了部分学生的学习情绪,改变了一些学生的价值观,阻碍了优良学风的形成。 2学风建设改革措施 学生是学风建设的主体,教师在学风建设中起主导作用,而专业是学生学习的基本单位,专业学风对学校、学院和班级学风,以及学生个人都有非常大的影响。因此,可从如下几个方面进行地理信息科学专业学风建设改革。 2.1以思想教育为切入点,确定学生的主体地位学风建设的关键是解决学生学习的思想问题,通过主题班会、一对一交谈等思想教育形式帮助学生树立正确的人生观和价值观。 2.2做好入学教育,培养学生的专业认同感新生对专业不了解,大部分学生并没有将地理信息科学专业作为第一志愿填报,因此,在入学教育时将专业介绍和学风建设的教育作为重点,使学生从了解专业到热爱专业,以积极的心态面对学习。班主任、辅导员和专业教师应根据不同的学生,采用具体的方式,尽快确定学习目标,以激发学生对专业的学习兴趣。 2.3以科学的管理制度,促进专业学风建设制定具有可操作性的奖惩制度、考试管理制度、计划管理制度、教学过程管理制度、质量管理制度等,保证地理信息科学专业的教学工作有步骤、有计划地进行。通过这些制度规范师生的行为,做到有章可循,更利于形成公平竞争的环境和良好学风。 2.4深化教学改革,培养学生的创新意识地理信息科学是一门交叉学科,知识更新快,应按其知识体系设置专业课程,厘清各门课程的关系,保证本专业的学生能够掌握数据采集、数据处理、系统开发与应用等不同环节的知识。把握社会对技术更新的需求,及时调整教学内容,将市场急需的、先进的科学技术传授给学生。通过大学生导师制,以大学生创新性项目和开放性实验为载体,培养学生的创新意识和学习主动性。 2.5加强师资队伍建设,以教风促学风通过引进有影响力的学者作为地理信息科学专业的学术带头人,在科研和教学方面确定方向,指导年轻教师快速成长,在较短的时间内形成战斗力和协同竞争的良好氛围。教师教学水平的不断提高和严谨的治学态度,在教学中将直接影响到学生的学习态度。 2.6开展积极向上的文化活动,营造良好的学习氛围围绕学科专业,开展丰富多彩的文化活动,如GIS文化节、GIS技能大赛、学术讲座等,让学生尽快融入到大学生活中来,同时也拓展了学生的视野,激发了学习的热情。 3结论 学风建设是一项复杂的系统工程,需要用科学的方法进行分析,综合考虑学风建设的优势、劣势、机会和威胁,以整体的思维,从学生、教师、管理和文化等多个方面,相互协调、共同努力,才能营造具有专业特色的良好学风。 作者:吴德华杨冰龙岳红张习科汤淼单位:湖南城市学院市政与测绘工程学院 地理信息科学论文:地理信息科学专业数据结构课程教学内容改革实践 【摘 要】在当前地理信息科学专业教学中,数据结构的教学内容和计算机专业的教学内容相似,如果不能很好地结合地理信息科学专业的特色进行课程内容设计,就无法达到理想的教学效果。结合地理信息科学专业的特点进行数据结构教学内容的设计,能够促进学生对数据结构和地理信息系统的学习。 【关键词】数据结构 地理信息科学专业 教学内容改革 一、前言 数据结构是计算机专业的一门综合性专业基础课,算法和数据结构是计算机科学的两大支柱。地理信息系统(GIS)是在计算机硬、软件系统支持下,对地理空间数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。作为计算机专业核心课程的数据结构是GIS专业的核心课程。然而,计算机专业和GIS专业学生专业背景不同,学习重点也不同。因此,在GIS专业数据结构教学过程中,根据本专业的需求,并结合专业特点,设计合理的教学内容是十分必要的。 二、GIS专业数据结构课程教学存在问题 通过数据结构的学习,要求学生掌握:数据的各种逻辑结构和物理结构,包括线性表、栈、队列、串、树、图等;基于各种数据结构的各种运算,如插入、删除、检索等;基于各种数据结构的算法,例如基于图的最短路径分析、查找算法等;分析算法的效率,主要指算法的时间和空间复杂度[1]。 GIS专业是一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的新型专业。GIS专业的学生不仅要有深厚的计算机功底,而且还应该具有较强的空间思维能力,能够处理和分析二维/三维的地理空间数据。然而教师在当前的数据结构教学过程中,普遍重视非空间数据的处理,较少涉及空间数据的组织和管理。同时,学生对于数据结构与GIS专业的关系非常疑惑,特别是常规的教学内容与方法,不能与专业相结合,学习起来就比较困难。 通过近几年的教学研究,笔者在数据结构教学过程引入空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析等与GIS专业关系密切的教学内容,使得学生对数据结构有了更好的理解,对GIS的学习也有了很好的促进作用。 三、GIS专业的数据结构教学内容改革实践 (一)数据结构用于空间数据存储和运算 数据结构研究内容包括线性表、栈、队列、串、树、图等结构。它们不仅能够对非空间数据进行表达,也能够对空间数据进行表达。在数据结构教学过程中,对数据结构存储的内容进行扩展,数据结构中存储的不再是整型、浮点型、字符型等简单类型,还可以是各种各样的空间数据。 在数据结构课程教学中,要求学生能够独立设计点、线和面等不同维度的矢量和栅格空间数据、影像空间数据的结构体(或类),并实现线性表、栈、队列、串、树、图等结构的定义和运算,使数据结构能够处理各种类型的空间数据。 (二)树结构用于空间数据管理 在数据结构课程教学中,要求学生能够利用树结构,设计典型的空间数据索引。空间数据的一个非常重要的特性是其海量特征。海量的空间数据管理,需要设计相应的空间索引。作为一种辅助性的空间数据结构,空间索引介于空间操作算法和空间对象之间,它通过筛选作用,排除大量与特定空间操作无关的空间对象,从而提高空间操作的速度和效率。比较有代表性的空间索引有格网索引、四叉树索引、R树和R+树索引、CELL树索引。 空间索引的设计需要树结构的支持。例如,四叉树空间索引的构建可以用树结构进行描述。通过建立树结构表示,表达地理空间对象,能够实现对空间数据的快速检索。 (三)图结构用于空间关系表示 GIS不仅关心空间目标自身的几何特征及属性,还必须能够处理其与所处环境间的关系。因此,在数据结构课程教学中,要求学生掌握空间关系的基本理论并设计相应的图结构,使图数据结构能够对各种空间关系进行计算机表达。 空间关系是GIS的核心研究内容之一,主要包含拓扑、方位和度量空间关系。拓扑关系描述了空间对象在拓扑变换下的拓扑不变量;方位关系描述了空间对象之间的相对位置信息;度量空间关系是用某种度量空间中的度量来描述对象间的关系。因此,数据结构支持空间关系的计算机表达,也是数据结构教学过程中的重点。 空间关系可以通过图数据结构来表达。图G是由集合V(G)和E(G)组成,记为G=(V,E),其中V(G)是顶点的非空有限集合,E(G)是边的有限集合,边是点的无序对或有序对。在空间关系的表达过程中,采用顶点表示地理空间对象,边表示地理空间对象之间的空间关系。V(G)表示地理空间对象集合,E(G)表示地理空间对象关系的集合。然而,地理空间对象之间存在多种空间关系,例如,地理空间对象A和B之间的拓扑关系为相离、方位关系为东、度量关系为10米。这就需要定义多种子图,分别表达不同的空间关系,然后将各种子图进行合并,形成一更高级别的图集合。可以定义图的集合:,其中,表示图的集合,分别表示各种子图。 (四)数据结构应用于空间分析 GIS包含很多空间分析方法,如叠置分析、网络分析、地形分析等。其中,网络分析通过研究网络的状态以及模拟和分析资源在网络上的流动和分配情况,对网络结构及其资源的优化问题进行研究。在数据结构课程教学中,要求学生掌握空间分析的基本理论并设计相应的图结构和改进的Dijkstra算法进行路径选择、资源分配和网流量分析。 网络分析可以通过图数据结构实现。例如,基于图数据结构和改进的Dijkstra算法能够进行网络分析。进行网络分析,能够选取一条最优的路径,也可以选择合理的资源配置中心,同样可以选择最佳的布局中心。 四、结论和展望 空间数据存储、空间数据管理、空间关系、空间分析是GIS专业的核心研究内容。教师结合GIS专业特色,对数据结构课程内容进行适当调整,强调数据结构在GIS方面的应用,使教学内容更具有针对性,既有利于增强GIS专业学生学习数据结构的兴趣,又有利于GIS专业人才培养。 地理信息科学论文:地理信息科学专业“地图学”课程教学优化与实践 摘 要:该文针对当前高校地理信息科学专业“地图学”课程教学中存在的问题,从课程特点、社会需求、学生素质提升等方面出发,对课程教学方法进行了优化探索,并结合实际教学经验对该课程的教学方法进行了总结与探讨。 关键词:地理信息科学;地图学;教学优化;实践 我国高校的地理信息科学教育发展迅速,自20世纪80年代中期以来,一些高校陆续开设了以地理学、测绘学或计算机科学为背景的地理信息科学专业[1]。作为地理信息科学专业学生的一门必修课程,地图学的教学目标是使学生掌握地图学的基本理论、技能和方法,培养阅读、使用和编制地图的能力,提高自身的专业融合能力和创新能力[2]。该门课程教学质量的好坏将直接影响学生毕业后从事地图制图的能力和水平,从而在很大程度上决定了毕业生的就业率以及用人单位对学校地理信息科学专业毕业生的综合能力的评价,从而间接地影响了学校该专业未来的毕业生就业率。随着计算机技术与信息科学的发展,现代地图学的理论、技术和应用较之传统地图学有了很大的不同与发展[3-4]。当前很多高校地理信息科学专业地图学课程的教学大纲更新速度慢,导致教学内容不能实时更新,在一定程度上影响了该门课程的教学效果。更为重要的是,由于课堂所学内容与当前行业研究热点不一致,很多学生对课堂教学内容缺乏兴趣,导致课堂出勤率不高。因此,如何根据专业的培养方案,结合用人单位的实际需求,探索适用于高校地理信息科学专业的地图学课程教学方法已经成为我国高校地理信息科学专业迫切需要解决的问题之一。 1 地图学课程的特点 地图学是建立在正确的地理认知的基础上的图形表达、制作与应用分析的技术科学,是地理信息科学专业课的基础[5]。与其他课程相比,地图学课程具有如下特点: 1.1 多学科交叉 地图学与众多学科之间存在交集,如数学、测绘学、地理学、计算机科学、色彩学、心理学等。因此,在探索地图学课程的教学方法改革时应充分考虑地图学与这些学科之间的联系与区别。 1.2 实践性强 地图学课程要求学生在掌握基础理论的基础上,熟练掌握基本的读图、制图和用图能力。因此,地图学课程教学应加强学生的动手实践能力,让他们能够熟练地使用地图制图常用工具,如ArcGIS、SuperMap、ArcInfo等。 1.3 技术更新快 不同于其他学科,地图学相关的技术更新速度快,从而对地图学的发展产生影响。如计算机技术的发展,催生了电子地图、数字地图以及三维地图等。因此,在地图学课程教学中,必须紧跟科技发展的步伐,不断地引入前沿技术到教学案例中。 2 课程教学方法优化探索 2.1 引入实际案例教学 地图学课程涉及较多的理论教学内容,若单纯地讲解理论知识,学生容易混淆概念,即使在课堂上勉强吸收也难以在其脑海中留下深刻印象,且容易使学生对该门课程产生厌倦的情绪。为避免出现这种情况,在实际的教学课程中,教师可通过引入案例教学的方式,将书本内容以实际项目的形式展现给学生。这不仅可以变枯燥内容为生动,使学生更容易理解与接受,也可以提高学生对本门课程的学习兴趣,从而最终收获良好的教学效果。教师在选取教学案例时,应选择自己熟悉的类型,最好是结合自己的项目经验选取教学内容。这种案例选取方法的优点在于教师在课堂讲解的过程中可以收放自如,避免出现教学生疏现象;另外,选取教师熟悉的教学案例还能使所选取的教学案例贯穿课程教学的各个章节,保证教学内容的连续性与一致性。笔者在实际教学过程中,以亲身参与的某地电子地图编制项目为例,在地图投影、地图数学基础、地图符号化、地图概括、地图等章节均已该项目为例进行讲解,降低了学生理解的难度,激发了学生学习的兴趣。在课程结束后,学生不仅掌握了教学大纲要求掌握的知识,还熟悉了类型项目的实施过程,对其之后的就业具有很大帮助。在案例选择时,还应考虑所选内容的时效性,即所选择的教学案例应该是当前行业生产中广泛涉及的内容,保证学生掌握该案例对其就业是有帮助的,避免选取时效性差的教学案例,让学生难以学以致用,从而达不到应有的教学效果。 2.2 实践内容与时俱进 地图学实践教学是巩固和掌握课堂理论教学,提高学生用图、制图技能的有效途径和重要环节,在地图学教学中占有重要位置[6]。当前大学毕业生中存在一个普遍现象是其感觉学校课堂上学到的知识和工作单位中碰到的实际应用问题差别很大,所学知识难以派上用场。出现这种现象的原因是多方面的,其中最主要是课堂教学内容没有做到与时俱进导致的。笔者通过与部分地图制图行业从业人员交流得知,该现象在地图制图人员中也普遍存在,大部分地图制图人员都是在毕业后通过各种方式参加了相关的培训后,才可以胜任目前的工作。因此,地图学课程实践教学内容必须与时俱进。例如,目前高校的地图学课程教学普遍基于传统的二维平面地图展开,给学生讲授地图制图的基本理论与方法,而当前行业的研究重点是三维地图、虚拟现实地图以及基于位置的服务等,与课堂教学内容存在很大差异。笔者在地图学实践教学过程中,除了少量课时给学生讲授传统的地图制图方法外,更多的课时被用于讲解新形势下的地图制图方法,不仅使学生掌握ArcGIS、SuperMap这类传统的地图制图工具的使用,还要求他们能够熟练使用3d Max、SketchUp等三维地图制作软件。从学生课后的教学反馈意见以及毕业生的就业反馈材料得知,该教学方法得到了学生与用人单位的一致好评。 2.3 组织学生参加相关竞赛 目前,随着GIS行业的蓬勃发展,各类面向在校学生的专业技能竞赛也如雨后春笋般涌现,其中不乏地图制图竞赛。这类型的专业技能竞赛侧重考察学生的综合运用所学知识的能力,可以有效地提高学生的专业技能。笔者所在的安徽省每年举行一届“GIS技能大赛”,其中必备一项现场操作组竞赛,该组考察的就是学生操作地图制图软件的熟练程度。从近几年的指导学生参赛情况来看,这类比赛对提高学生的综合能力具有很大作用。此外,在毕业生就业时,用人单位也倾向于录用那些具有参赛经验的人员。 3 结语 本文基于高校地图学课程教学中存在的不足之处,结合案例教学、实践教学、素质提升等教学改革方法,对地图学课程的教学进行了优化探索。在课堂理论教学中,通过引入案例教学使学生更容易理解所讲解的知识,激发学生的学习兴趣;在实践教学环节,与时俱进地给学生讲授行业最新出现的技术及工具,使所讲知识与行业发展保持一致。此外,通过定期组织学生参加专业技能竞赛提高他们的综合能力,为其以后的就业、择业打下坚实基础。最后,通过实际的教学实践,验证了优化的教学方法的实用性与有效性。