矿山建设虚拟仿真实验教学中心介绍课件.ppt

1、 一一、学校、学院及专业概况 二、虚拟仿真中心建设的必要性 汇报目录汇报目录 三、虚拟仿真中心建设概况 四、下一步的规划与建设下一步的规划与建设 1958年年，以西安交通大学采矿系、地质系及基础部以西安交通大学采矿系、地质系及基础部整建整建 合并成立合并成立“西安矿业学院西安矿业学院”；1998年，划归地方，中省共建；年，划归地方，中省共建；2003年，更名为年，更名为“西安科技大学西安科技大学”；2014年成为陕西省和国家安全生产监督管理总局省部共年成为陕西省和国家安全生产监督管理总局省部共建高校建高校一、学校、学院及专业概况一、学校、学院及专业概况学校历史学校历史西安科技大学西安科技大学西

2、安矿业学院西安矿业学院现有现有 雁塔和临潼雁塔和临潼 两个校区，占地面积两个校区，占地面积108万平方米。万平方米。是一所以是一所以地矿及其相关学科地矿及其相关学科为特色，以工科为主体，工、理为特色，以工科为主体，工、理、文、管、法协调发展、文、管、法协调发展、特色鲜明、特色鲜明的的高水平教学研究型大学高水平教学研究型大学。专业、学科点专业、学科点n 18 个院、个院、56 个本科专业个本科专业n 5 个一级学科博士点个一级学科博士点n 32个二级学科博士点个二级学科博士点n 1 个国家重点学科个国家重点学科n 6 个博士后科研流动站个博士后科研流动站n 8 个省级优势（重点）学科个省级优势（

3、重点）学科临潼校区图书馆临潼校区图书馆学校现状学校现状建工学院概况建工学院概况学院历史学院历史 1958年建校时年建校时，设立的设立的5年制年制 矿井建设矿井建设本科专业本科专业；1989年年，以，以井巷工程、建筑工程教研室井巷工程、建筑工程教研室为基础为基础成立成立 建筑工程系建筑工程系；2002 年，在建筑工程系基础上，成立年，在建筑工程系基础上，成立 建筑与土木工程学院建筑与土木工程学院。学科点学科点n 土木工程一级学科博士点土木工程一级学科博士点（2011年年）；）；n 土木工程博士后流动站土木工程博士后流动站（2012年年）；n 岩土工程省级重点学科。岩土工程省级重点学科。本科专业本

4、科专业n 土木工程；土木工程；n 给水排水科学与工程给水排水科学与工程；n 建筑学；建筑学；n 城乡规划。城乡规划。学科概况学科概况学院现状学院现状土木工程专业实验中心土木工程专业实验室（中心）土木工程专业实验室（中心）n国家级矿山建设工程虚拟仿真试验国家级矿山建设工程虚拟仿真试验教学中心教学中心n教育部西部煤矿开采及灾害防治重教育部西部煤矿开采及灾害防治重点实验室；点实验室；n陕西省岩层控制重点实验室；陕西省岩层控制重点实验室；n岩土工程省级实验教学示范中心；岩土工程省级实验教学示范中心；n土木工程实验实训中心（下辖土木工程实验实训中心（下辖11个个专业实验室及专业实验室及1个实训中心）个实

5、训中心）。二、虚拟仿真中心建设的必要性二、虚拟仿真中心建设的必要性（一）矿山建设工程的特殊性 （二）矿建专业人才培养的紧迫性 （三）真实实验教学的局限性（四）仿真技术发展的必然性高危性高危性复杂性复杂性高成本高成本 不可逆性不可逆性 三、虚拟仿真中心建设概况三、虚拟仿真中心建设概况（一）发展历程二十世纪七十年代，刘怀恒教授开创了矿山建设数值模拟方法的先河刘其兴教授团队自主开发了矿建施工工艺的立体挂图和施工模型王庭武教授团队制作爆破方面的实验模型并开设了仿真实验贾澎涛教授自主开发了矿建支护优化设计仿真软件李崇贵教授自主开发了三维数字矿山仿真模拟系统和北京润尼尔公司等合作开发虚拟仿真资源全方位一体

6、化虚拟仿真教学资源的开发 （二）主要教学资源 现代化矿山工程虚拟仿真 实验教学平台矿山建设工程施工工艺与检测技术虚拟仿真实验教学平台矿山建设工程优化设计虚拟仿真实验教学平台矿山建设工程数值模拟实验教学平台1.1.现代化矿山工程仿真实验教学平台现代化矿山工程仿真实验教学平台 平台由现代化矿山工程模型仿真、三维可视化虚拟仿真、数字化矿山工程虚拟仿真等3个实验教学系统组成，采用模型和三维可视化技术，形象展示了现代化大型矿山“采、掘、通、运、支、管”生产全过程现代化矿山工程仿真模型现代化矿山工程仿真模型 现代化矿山三维漫游现代化矿山三维漫游地面生产系统三维漫游地面生产系统三维漫游井下巷道三维漫游井下巷

7、道三维漫游采煤工作面三维漫游采煤工作面三维漫游 数字化矿山工程数字化矿山工程3DGIS交互操作系统交互操作系统采掘工程管理采掘工程管理 人员定位管理人员定位管理 2.2.矿山建设工程施工工艺与检测技术虚拟仿真实验教学平台矿山建设工程施工工艺与检测技术虚拟仿真实验教学平台 平台包括井巷施工工艺模型虚拟仿真、井巷施工工艺三维虚拟仿真、井巷爆破施工三维仿真、井巷支护施工三维仿真、井巷工程检测技术仿真等5个实验教学系统。立井施工仿真模型立井施工仿真模型冻结法施工仿真模型冻结法施工仿真模型斜井施工箕斗串车提升仿真模型斜井施工箕斗串车提升仿真模型巷道爆破仿真模型巷道爆破仿真模型平巷施工仿真模型平巷施工仿真

8、模型掘进机仿真模型掘进机仿真模型 锚杆施工过程虚拟仿真锚杆施工过程虚拟仿真井巷爆破施工过程虚拟仿真井巷爆破施工过程虚拟仿真 井巷工程检测技术实训教学井巷工程检测技术实训教学 利用真实实验设备与虚拟工程现场相结合的方式，开展相关实训教学，学生可以自行设计实验方案、选择实验设备、搭建实验系统及分析实验数据，培养学生工程实践能力和自主创新能力。3.3.矿山建设井巷工程设计虚拟仿真实验教学平台矿山建设井巷工程设计虚拟仿真实验教学平台 平台包括矿山建设工程施工方案、井巷爆破、井巷支护结构等3个优化设计虚拟仿真实验教学系统。巷道锚喷支护优化设计过程巷道锚喷支护优化设计过程煤矿巷道施工过程三维数值模拟仿真煤

9、矿巷道施工过程三维数值模拟仿真 4.4.矿山建设工程数值模拟实验教学平台矿山建设工程数值模拟实验教学平台 平台包括井巷围岩受力-变形规律分析、立井冻结法施工温度场及应力场等数值模拟系统煤矿立井冻结凿井施工全过程数值模拟仿真煤矿立井冻结凿井施工全过程数值模拟仿真 矿山建设深基坑大开挖与支护全过程数值仿真模拟矿山建设深基坑大开挖与支护全过程数值仿真模拟 （三）主要建设成果1.确立了“虚实结合、相互补充、能实不虚”的建设理念2.建立了矿山建设工程虚拟仿真的实验教学平台和实验教学项目3.创建了矿山建设虚拟仿真实验教学体系，形成4-4-1的虚拟仿 真教学实验模式 4.不断加强实验教学硬件建设，建立科学合

10、理的管理机制，取得了 丰硕的成果仪器设备456台（套），价值2256万元实验教师36人，专职教师18人，其中博士22人具有充足的实验用房，达4000余平方米具有完善的规章制度，共计21种丰硕的教学成果 （四）特色与创新1、创新性的构建了“三层次，四类型、四结合”一体化 虚拟仿真试验教学体系2、强化矿山建设工程特色，实现了规划、勘察、设计、施工、检测全方位的虚拟仿真实验教学 3、整合校内多学科教学与科研资源，校企合作，开发了 具有自主知识产权和特色的实验教学项目4、充分利用虚拟仿真实验教学，全面提升学生创新实践 能力 四、下一步的规划与建设工作四、下一步的规划与建设工作1.与润尼尔公司合作开发18个矿山建设的教学资源，购买高性能计算机，以强化中心软件硬件建设。立井表土段施工三维仿真立井表土段施工三维仿真井巷快速施工三维仿真井巷快速施工三维仿真掘进机掘进机采煤机采煤机 2、建设沉浸式虚拟现实仿真试验教学资源3、今后将持续投入经费进行各类资源建设，形成模型仿真、计算机三维 仿真及虚拟工程现场仿真相结合的全方位一体化的虚拟仿真体系。辐射辐射建设建设开放开放共享共享发展发展