《采礦系統工程》課程教學大綱課程名稱：采礦系統工程MiningSystemsEngineering課程編號：020040130課程性質：必修□選修課程類別：□通識課程專業課程￡實踐教學適用專業：采礦工程專業課程學時：24學時（理論24學時，實驗0學時）課程學分：1.5學分應開課學期：第六學期先修課程：《高等數學》、《線性代數》、《運籌學》等任課學院、系部：能源科學與工程學院采礦工程系一、課程簡介“采礦系統工程”是采礦工程專業的一門專業核心課程，課程性質為必修課。課程主要講授系統及系統工程基本概念、數學規劃法、網絡系統及系統評價等方面的理論及方法。本課程為進一步學習采礦學、井巷工程及礦井設計等方面的知識提供基礎。二、課程教學的目標及與畢業要求的關系（一）課程目標課程總目標：通過本課程的學習，學生可以系統深入地掌握系統工程的核心思想、系統及系統工程的定義、系統評價的定義等基本知識以及系統工程的基本原理和方法，培養學生利用系統工程的方法及手段分析并解決采礦工程中具體問題的能力。同時通過課程教學引導學生獨立思考、發現問題，培養其思辨能力和工程職業道德素質。課程目標1：掌握系統工程的核心思想，特別是對整體思想、聯系思想的理解，并理解采礦系統工程在采礦工程的地位及作用；課程目標2：理解系統、系統工程、采礦系統工程的定義，包括系統的特性、系統工程的特點、礦山系統的特點等；課程目標3：掌握數學規劃的過程與步驟，重點掌握線性規劃法，特別是線性規劃的圖解法、單純形解法，能夠利用線性規劃的原理與方法解決采礦工程中的優化問題；課程目標4：掌握圖論的基本概念，包括連通圖、賦權圖、有向圖等，重點掌握最短路問題的迪克斯特拉算法，能夠根據采礦工程中的具體問題構建最短路問題的模型，并得出最優解；課程目標5：掌握系統評價的概念、方法，重點掌握系統評價方法，包括費用-效益分析法、關聯矩陣法、層次分析法及模糊評價法等，能夠運用系統評價方法解決采礦工程中的優化問題。（二）課程目標與畢業要求的對應關系本課程目標支持的主要畢業要求如下表：課程目標畢業要求指標點1．掌握系統工程的核心思想，特別是對整體思想、聯系思想的理解，重點理解采礦系統工程在采礦工程的地位及作用。畢業要求3：能夠針對采礦工程領域的生產與管理問題提出解決方案，設計滿足特定需求的系統或工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。指標點3.4：能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境因素的意識和理念。2．理解系統、系統工程、采礦系統工程的定義，包括系統的特性、系統工程的特點、礦山系統的特點等。畢業要求3：能夠針對采礦工程領域的生產與管理問題提出解決方案，設計滿足特定需求的系統或工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。指標點3.4：能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境因素的意識和理念。3.掌握數學規劃的過程與步驟，重點掌握線性規劃法，特別是線性規劃的圖解法、單純形解法，能夠利用線性規劃的原理與方法解決采礦工程中的優化問題。畢業要求5：使用現代工具：能夠針對礦產資源開發和利用過程中的工程問題，選擇與使用恰當的技術、資源、現代工具和信息技術工具。5.3能夠開發、選擇與使用現代工具預測、模擬及優化復雜安全工程問題，以及理解其局限性。4.掌握圖論的基本概念，包括連通圖、賦權圖、有向圖等，重點掌握最短路問題的迪克斯特拉算法，能夠根據采礦工程中的具體問題建立最短路問題模型，并得出最優解。畢業要求5：使用現代工具：能夠針對礦產資源開發和利用過程中的工程問題，選擇與使用恰當的技術、資源、現代工具和信息技術工具。5.3能夠開發、選擇與使用現代工具預測、模擬及優化復雜安全工程問題，以及理解其局限性。5.掌握系統評價的概念、方法，重點掌握系統評價方法，包括費用-效益分析法、關聯矩陣法、層次分析法、模糊評價法等，能夠運用系統評價方法解決采礦工程中的具體問題。畢業要求11：理解并掌握礦山企業建設與生產管理的基礎理論與經濟決策方法。11.1理解并掌握礦山企業建設和工程管理原理與經濟決策方法三、課程教學的基本內容及教學安排（一）課程教學的內容及學時安排知識單元知識點學時數課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：系統的概念、特性知識點1.2：系統工程的概念、特點知識點1.3：礦業系統工程的概念、特點400課程目標1，22.數學規劃法知識點2.1：線性規劃法圖解法及在采礦工程中的應用200課程目標33.網絡系統知識點3.1：圖論的基本概念知識點3.1：最短路徑問題、算法及在采礦工程中的應用400課程目標44.系統評價知識點4.1：系統評價的定義、必要性及難度知識點4.2：系統評價的步驟及構成知識點4.3：系統評價的理論及方法知識點4.4：費用-效益分析法及在采礦工程中的應用知識點4.5：關聯矩陣法及在采礦工程中的應用知識點4.6：層次分析法及在采礦工程中的應用800課程目標55.礦山開采設計綜合優化知識點5.1：礦井設計方案優化知識點5.2：礦井采區設計優化400課程目標5合計2400四、本課程與其他課程的聯系本課程有《高等數學》、《線性代數》、《運籌學》等先修課程，為后續《采礦學》、《井巷工程》及《礦山經濟學》等課程提供基礎。五、教材與其他教學資源（含教學參考書或在線資源）（一）建議教材張俊文、查文華、魏世明編著，礦業系統工程（第二版）（煤炭高等教育“十四五”規劃教材），中國礦業大學出版社，2021.11。（二）其他教學資源1.張幼蒂，王玉浚，采礦系統工程，中國礦業大學出版社，2000.12.汪應洛，系統工程理論、方法與應用（第四版），（普通高等教育“十一五”國家級規劃教材），機械工業出版社，2008.8六、教學方法與學習建議授課方式：以線下集中教學為主，通過強化平時考核和過程考核，促進學生對課程重難點知識的理解與掌握，提高教學效果與學習產出。重點掌握：系統及系統工程的概念、系統及礦業系統的特征、線性規劃法及其在采礦工程中的應用、最短路徑法及其在采礦工程中的應用、系統評價方法等在采礦工程中的應用；難點：系統核心思想的理解、最短路徑法的迪克斯特拉算法、系統評價中的關聯矩陣法與層次分析法及其在采礦工程的應用；自主學習建議：做好課前預習、課中認真學習、課后及時完成練習是學好課程的關鍵，同時，利用所學課程知識深入分析工程各種方法在采礦工程中的應用實例，提高理論知識靈活應用于工程實踐的能力。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核基于《采礦系統工程》教學內容與畢業要求指標點的關聯性，制定本課程質量評價方法。課程總評成績由平時考核成績（出勤、作業）、過程考核成績（課堂討論、測試、實驗）和期末考核成績三部分構成，課程目標分別占總成績的15%、25%和60%。具體考核方案及權重見下表：課程目標考核環節權重合計平時表現過程考核結課考試課程目標13%4%8%15%課程目標23%4%8%15%課程目標32%3%5%10%課程目標42%3%5%10%課程目標55%11%34%50%合計15%25%60%100%（二）課程目標與考核內容的關系課程具體目標與知識單元和考試內容的關系如下：課程目標知識單元考試內容1．掌握系統工程的核心思想，特別是對整體思想、聯系思想的理解，重點理解采礦系統工程在采礦工程的地位及作用。系統的概念、特性系統工程的概念、特點系統工程的核心思想；采礦系統工程在采礦工程的地位及未來發展趨勢。2．理解系統、系統工程、采礦系統工程的定義，包括系統的特性、系統工程的特點、礦山的特點等。礦業系統工程的概念、特點系統、系統工程的概念；系統的特性，系統工程、礦山的特點。3.掌握數學規劃的過程與步驟，重點掌握線性規劃法，特別是線性規劃的圖解法、單純形解法，能夠利用線性規劃的原理與方法解決采礦工程中的優化問題。線性規劃法圖解法及在采礦工程中的應用運用線性規劃解決采礦工程中的具體優化問題，如開采中的儲量計算等。4.掌握圖論的基本概念，包括連通圖、賦權圖、有向圖等，重點掌握最短路問題的迪克斯特拉算法，能夠根據采礦工程中的具體問題建立最短路問題模型，并得出最優解圖論的基本概念最短路徑問題、算法及在采礦工程中的應用掌握迪克斯算法；根據具體的采礦工程問題建立最短路問題的模型，并進行求解，如礦井通風線路最短問題，煤礦設備的更新問題及煤礦中的選址問題等。5.掌握系統評價的概念、方法，重點掌握系統評價方法，包括費用-效益分析法、關聯矩陣法、層次分析法、模糊評價法等，能夠運用系統評價方法解決采礦工程中的具體問