探讨采矿工程专业对科研仪器的使用

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　　摘 要：科研仪器是用来探索和创新的主要工具，采矿工程专业科研仪器和设备的高效使用可以为我国的煤炭事业的良好发展提供强大助力。本文从科研仪器设备的定位、科研仪器的种类、科研仪器的使用和管理、科研仪器的升级和自主研制等方面对采矿工程专业科研仪器的使用和管理进行了探讨，首先对科研仪器的使用方向进行了定位，其次详细的阐述了采矿工程专业科研仪器的分类，并为科研仪器的使用和管理提出了建议，最后提出了大型精密科研仪器设备功能扩展升级和自主研制对我国科学研究发展的重要性。
　　關键词：教学科研 仪器定位 仪器使用 自主研制
　　中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（c）-0049-02
　　Abstract： Scientific research instruments are the main tools used to explore and innovate. The efficient use of scientific research instruments and equipment in mining engineering specialty can provide strong support for the good development of coal industry in China. This paper discusses the use and management of scientific research instruments in mining engineering specialty from the following aspects： the orientation of scientific research instruments， the types of scientific research instruments， the use and management of scientific research instruments， the upgrade of scientific research instruments and the independent development of scientific research instruments. Firstly， the orientation of scientific research instruments is positioned， and secondly， the classification of scientific research instruments in mining engineering specialty is elaborated in detail. Suggestions on the use and management are put forward. Finally， the importance of functional expansion and upgrading of large-scale precision scientific research instruments and equipment and independent development to the development of scientific research in China is put forward.
　　Key Words： Teaching and scientific research； Instrument location； Instrument use； Independent development
　　采矿工程专业科研仪器为从事科研工作的采矿工程专业研究人员使用的仪器和设备，旨在使科研人员使用后能够发现新的现象、揭示新的机理[1]。因此，在针对采矿工程专业科研仪器教学和科研使用过程中，应对科研仪器的定位、科研仪器的分类、科研仪器的使用和管理、科研仪器的升级和自主研制有更清晰的认识和理解。
　　1 采矿工程科研仪器的定位
　　科研仪器旨在针对具体基础理论问题、工程实际问题等研究的过程中使用的仪器和设备，科研用仪器主要应用于高等学校、科研院所等科学研究人员进行科学研究，较少的参与到本科教学中。由于采矿工程专业属于工程类专业，因此在科研仪器的定位过程中教学仪器和科研仪器的区分更加明显[2]。
　　采矿工程专业科学研究人员，探索性研究的主要途径之一就是采用科研仪器和设备进行测试和监测，进而达到揭示机理和探索现象的目的。而且在研究工作结束后仍需要采用科研仪器进行标定或者鉴定，进而评估研究成果的可靠性及评估能够取得的经济效益。在经济技术高速发展的今天，大型高精度、高速度、高性能的科研设备在科技发展中的作用越来越明显，科研仪器的先进性在一定程度上表征了一个国家或者一个科研院所所具有的科研潜力或者发展前途，总而言之，科研仪器和设备是一个国家或者单位科研实力的主要标志之一。
　　2 采矿工程科研仪器的种类
　　采矿工程专业科研仪器的分类主要是根据具体用途进行划分：室内科研仪器、现场监测科研仪器，其中室内科研仪器又分为：
　　（1）岩石力学测试系统，主要用于不同煤岩体物理力学性质和参数的测定。根据实验的需要岩石力学测试系统也分为很多种，主要有单轴抗拉强度监测岩石力学测试、单轴抗压岩石力学测试系统、三轴抗压岩石力学测试系统、三点弯曲岩石力学测试系统、剪切岩石力学监测系统等。
　　（2）支护体监测系统，主要用于监测支护体设备的力学性能。根据实验的需要支护体监测系统主要有支护体疲劳损伤性能监测系统、支护体拉拔性能监测系统（如卧式拉力机监测装备）、支护体冲击断裂性能监测系统、支护体抗弯性能监测系统、支护体抗剪性能监测系统等。 　　（3）动静组合冲击监测系统，主要用于动力灾害研究过程中的煤岩体冲击破坏等实验。主要有不同尺寸的动静组合加载系统。
　　（4）数值模拟系统，主要应用模拟实现现场工程实践问题，主要有二维和三维之分。数值模拟系统主要有离散元数值模拟系统、有限元数值模拟系统、有限差分数值模拟系统等。离散元数值模拟系统目前在采矿工程专业中应用的有UDEC数值模拟系统、PFC数值模拟系统等，有限元数值模拟系统目前在采矿工程专业中主要采用ANSYS数值模拟系统，有限差分目前在采矿工程专业中主要采用Flac数值模拟系统。
　　采矿工程专业中现场监测科研仪器设备种类较多，主要根据监测目的的需要采用不同的监测设备，如井下动力灾害监测设备微震系统、采场围岩应力监测系统、采场围岩应变监测系统、高瓦斯矿井瓦斯监测系统、工作面顶板离层监测系统、钻孔窥视监测设备等。
　　3 科研仪器的使用和管理
　　由以上分析可以看出，科研仪器和设备在科学研究工作中具有重要的作用，因此，也就面临着如何更加高效、合理的使用和管理科研仪器和设备的问题。科研仪器和设备的使用和管理的过程中主要面临的以下关键因素：科研仪器管理人员的水平、仪器设备的先进性、仪器设备辅助性材料的使用、拥有仪器设备的科研单位资金情况等。总体来说，技术性和经济型是科研仪器和设备使用和管理的决定性因素[3，4]。
　　另一方面，如何使用好和管理好科研仪器和设备是每一个高等学校和科研院所都必须要面临的重要问题。而科研方向作为衡量一个科研单位科研仪器和设备使用和管理水平的主要标准之一，其研究内容的多样性、复杂性、所需科研仪器设备的种类、性质、精度及更新换代速度等都对最终的科研成果起到重要的作用。
　　随着国家和地方科研院所针对科研仪器和设备越来越重视，关于精密科研仪器和设备的管理办法也越来越正规，安排专门人员实行统一管理制度，制定使用计划和标准，专人专责，科研仪器和设备使用人员对仪器的安全性承担责任，对重大精密科研仪器和设备由专门管理人员使用，不允许非仪器管理人员私自使用。并对仪器和设备的管理人员及使用人员进行定期业务培训，采取积极的鼓励举措，稳定科研仪器和设备管理人员的心态和思想，提高他们的积极性和责任心，逐步扩大科研仪器设备管理人员队伍，使其做到对科研仪器的定期保养与维护，保障仪器设备工作状态良好，尽可能延长其使用期限，最终为科学研究提供重要的保障。
　　4 科研儀器的升级和自主研制
　　科研仪器和设备主要用来探究某些方向未知领域的工具，据统计，诺贝尔奖的获得者中，有60%左右是根据自主研发的科研设备进行科学研究，进而发现了大多数人未能发现的现象或者揭示了旁人未能揭示的机理。而我国目前高端大型精密仪器的来源仍主要是通过进口，花费了国家的大量人力物力，但这些精密仪器的核心关键技术仍掌握在欧美一些国家，这也成为我国自主创新的约束因素之一。
　　由以上可以看出，目前我国的精密高端科研仪器主要是从国外进行采购，不仅花费了国家大量的人力物力和财力，而且限制了我们自主研发的思想。
　　从采矿工程专业的角度来说，目前我们使用的主要精密科研仪器主要有：工业扫描CT，MTS岩石力学测试系统、声发射监测系统、微震监测系统等大型精密科研仪器设备大多从美国、德国和日本等国家引进。这些仪器设备的引进在一定程度上方便了科研人员的科学研究，促进了我国煤炭事业的发展，为我国的经济建设起到了一定推动作用。但是从长远来看，并不利于我国科学技术的提高，古语有曰：“工欲善其事，必先利其器”，一味的引进国外的先进科研仪器并不是长久之计，我们应该将更多的科研资金应用到设备的升级和自主研发方面，创造出拥有自主知识产权的高精度大型科研仪器，为我国的科研事业不断提供帮助。
　　5 结语
　　采矿工程专业科研仪器为从事科研工作的采矿工程专业研究人员使用的仪器和设备，旨在使科研人员使用后能够发现新的现象、揭示新的机理，科研仪器和设备合理高效的使用对我国煤炭安全高效开采具有重要的意义。本文从采矿工程专业科研仪器设备的定位、科研仪器的种类、科研仪器的使用和管理、科研仪器的升级和自主研制等方面进行了探讨，首先对科研仪器的使用方向进行了定位，其次详细的阐述了采矿工程专业科研仪器的分类，并为科研仪器的使用和管理提出了建议，最后提出了大型精密科研仪器设备功能扩展升级和自主研制对我国科学研究发展的重要性，希望对采矿工程专业的科学研究和教学工作提供一定帮助。
　　参考文献
　　[1] 史文豹，马海峰，李传明.采矿工程专业相似模拟实验创新教学模式探索[J].科技创新导报，2017，14（18）：224-225.
　　[2] 张东升，屠世浩，万志军，等.采矿工程特色专业创新能力培养的实验教学改革探索[J].实验室研究与探索，2011，30（3）：110-113.
　　[3] 李永武.采矿工程专业实验教学模式的改革与探索[J].科技创新导报，2017，14（6）：230-231.
　　[4] 高彦，陈喆.矿山电工课程实验教学改革的探讨[J].中国科技信息，2012（9）：182.
　　[5] 王学军，袁栎，王宁，等.浅谈如何提高学生使用E-learning平台进行互动学习的积极性[J].教育教学论坛，2019（9）：30-31.
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