海外礦山人才培養新模式探討*

蔣先堯，盧二偉，姚 松

（中色非洲礦業有限公司，贊比亞 基特韋 22592）

1 引言

中色非洲礦業有限公司（以下簡稱“中色非礦”）謙比希銅礦東南礦體為一大型地下銅礦，建設規模年采選礦石330萬t，生產精礦含銅5.68萬t。東南礦體埋藏深，開采深度700～1100m，礦體厚度平均9.6m，品位偏低，地質品位2.07%。在當前的銅價情況下，受不斷上升的能源、電力價格和贊比亞當地稅收政策的擠壓，如果采用常規的開采方法，很難具備較強競爭力。

為破解這一局面，中色非礦為東南礦體引進了先進采礦設備和系統以提高礦山生產效率、降低生產成本，提升安全水平。大部分設備和系統均為全球最先進的礦山設備和系統，包括山特維克自動化鑿巖臺車DD422i，支護臺車DS411，鏟運機LH514和礦卡TH430、TH540，GetMan裝藥臺車、撬毛車和一系列服務車，配備AutoMine自動化出礦系統、運礦系統和OptiMine礦山生產管理系統。但是在贊比亞當地很難找到滿足先進設備、新采礦模式要求的人才，為此，中色非礦創新方法，通過與山特維克合作培養操作工培訓師，創新人力資源獲取方法，充分使用現代化教學學習系統并引入無軌設備操作模擬器培養操作工，持續跟蹤和提高操作工技能等方法和手段探索海外智能化礦山操作工培養新模式，為東南礦體的順利投產和按時達產奠定基礎。

2 操作工培訓師培養

為了培養大量先進無軌設備操作工，中色非礦首先通過與山特維克合作為東南礦體培養了一批既精通設備理論與操作，又通曉生產管理的高素質操作工培訓師。針對先進設備和系統，中色非礦制訂了一套完整的培訓計劃，采取“理論+模擬”的模式，理論培訓包括自動化設備基礎理論和操作理論，在模擬培訓中模擬真實井下全流程作業。通過創新培訓模式，旨在使整個培訓理論與實踐相結合，提高培訓的專業性、針對性和實效性。

（1）理論培訓。理論培訓歷時4個月，圍繞東南礦體選用的自動化、信息化設備和系統，培訓內容包括：設備機械原理、授課技能和專項設備培訓。設備機械原理培訓包含設備工作原理、各部件功能以及設備操作和維修保養；授課技能培訓使學員掌握了作為一名合格培訓師所必備的基本知識和技能；在設備專項培訓中，中色非礦分3批次先后派出7組學員共20人次到山特維克芬蘭工廠和美國GetMan工廠接受專項理論與操作培訓，與工廠專家面對面，使學員深刻掌握了所學設備的工作原理及操作技能。

（2）井下跟班。理論培訓后，培訓師在謙比希銅礦主、西礦體參加了3周的井下生產跟班培訓。為有針對性地學習設備操作和維護、采礦工藝及生產管理，根據所學設備，學員被分為掘進組、支護組、鏟運組、服務組和中深孔臺車組共6個小組，進行設備作業與維護、采礦工藝和生產管理跟班學習。

（3）模擬生產。為進行無軌設備的操作訓練，培訓師團隊自主設計了無軌設備培訓基地，分為地面場地和地下場地兩部分。地面場地包含：地表行走訓練區、鏟裝訓練區、鑿巖模擬訓練區、支護模擬訓練區，如圖1所示。井下實驗采場用于模擬信息化、自動化采礦全流程作業培訓。通過為期兩個月的地表行走訓練和模擬操作培訓后，所有的學員都已熟練掌握了設備的操作，并完成了設備標準操作程序的編寫。

圖1 地面培訓場地

井下模擬生產培訓，既是一個不斷熟練設備操作的過程，又是一個不斷熟練井下標準作業的過程，更是解決實際問題積累經驗的大好機會。井下模擬實際生產過程中遇到了各種各樣的問題，比如巖性變化時鑿巖參數的調整，鉆桿堵塞的預判與處理技巧，爆破設計的優化與裝藥量的控制、井下生產管理等，通過不斷的發現問題解決問題，學員的能力得到不斷提高。同時，井下模擬生產也取得了驕人的成績。通過嚴格按照設計鑿巖，在巖石條件較差的情況下，沒有發生較大的超挖欠挖情況，巷道輪廓較為規整，炮孔利用率接近100%，免去了處理殘孔和根底的麻煩，單炮進尺最高達到4.9m。OptiMine生產管理系統將所有人員、設備、作業場所整合在一個平臺，通過該系統安排任務、管理任務，可實時了解井下任務進展、設備狀態，并與井下人員實時溝通，使工序銜接及時緊湊，生產管理簡單高效，地下礦山透明可視。圖2為地下鑿巖培訓。

圖2 地下鑿巖

3 人力資源獲取

人力資源是公司發展的最重要因素之一，進入贊比亞20年以來中色非礦積極承擔社會責任和維護中贊友誼，為解決當地就業和提升勞動者素質作出了突出了貢獻，在人力資源獲取方面一直堅持本地化、專業化和科學化。

（1）本地化。中色非礦始終堅持員工本地化原則并注重文化交流與融合。針對當地人力資源及人員素質的實際情況，通過加強安全教育培訓以及設備基礎知識培訓不斷其提高業務素質和職業水平。多年來中色非礦在推進本地化方面積累了豐富的經驗，主要包括：以培育文化認同感和職業忠誠度為重點，不斷加強對當地雇員價值觀和中色非礦企業文化的融合；為當地雇員提供教育培訓機會，快速提高其專業技術水平和綜合管理能力，加強中贊文化的融合及團隊精神建設。圖3為首批操作工在培訓基地。

圖3 第一批操作工

（2）專業化。智能化礦山對人才的專業化水平提出了更高的要求，因此，中色非礦在人力資源的獲取過程中非常注重專業化。主要體現在兩方面：專業化的招聘團隊和專業化的招聘流程。中色非礦采礦車間組建了由各設備系統培訓師和生產管理人員組成的專業化招聘團隊，邀請招聘團隊中最終需求方參與面試，確保通過面試的人員具備相應的素質，符合要求。專業化的招聘流程包括：招聘宣傳、簡歷收集、簡歷篩選、通知面試、安排面試、通知入職。簡歷篩選會綜合考慮應聘者的工作經驗、文化程度、英語水平、年齡、性別等因素，專業的招聘團隊進行嚴格把關。

（3）科學化。操作工的理解能力和反應速度將直接影響工作效率，因此在面試時需要對其理解能力和反應速度進行測試。采用先進的技術可以準確快速地完成測試，為此，中色非礦引入Dover Systems測試系統測試應聘者的理解能力和反應速度，圖4中操作工正在進行Dover測試。

Dover Systems是采礦，制造，建筑，運輸和相關行業中使用反應技能與能力測試系統。目前Dover測試已成為機械與設備操作工的招聘和安全評估的一個組成部分，用于測試顏色、聲音和腳部協調，不同壓力條件下的表現，識別環境變化的能力，專注和注意力，應變能力，安全和生產力評估。采用Dover System進行反應測試具有標準可靠，簡單易操作，高效的優點。

圖4 Dover測試

4 現代教學和學習系統的應用

為了加強培訓的質量和提高培訓的效率，新培訓模式積極采用最為先進的虛擬現實（Virtual Reality，縮寫VR）技術，并使用在線學習系統來增加學習的趣味性，降低培訓師的工作強度。

4.1 VR教學系統

（1）東南礦體VR教學系統。中色非礦運用VR技術建立了一套包含礦山總圖布置、地質資源、生產八大系統、采礦方法和選礦的數字化礦山生產系統，從礦區到各個生產工作面均采用虛擬仿真技術進行模擬，結合多媒體技術對相應的場景設備和安全操作規范給予文字、語音、視頻、動畫說明。系統可模擬礦山可能發生的各種事故過程，并根據事故發生原因指導如何緊急逃生與自救。圖5為東南礦體VR培訓系統的架構。

圖5 東南礦體新員工VR培訓系統

（2）VR系統應用的意義。VR教學系統具有生動有趣、易于理解、效率高的優點，將其應用于礦山培訓還有更加特殊的意義。使用VR創造近似真實的環境，在虛擬的環境中可以非常安全地如同在現場學習一樣，可避免真實的培訓環境所帶來的各種危險。使用VR系統可打破時空限制，員工可以隨時進入到地面和地下各個場所，可以很清晰地掌握各個生產工序之間的關聯。

4.2 在線學習系統

在線學習系統可大大方便員工的學習和培訓，同時利用豐富的媒體，可吸引員工的興趣，引導他們通過模塊學習基本的入門知識和安全知識，直至更復雜的操作層面的知識［1-2］。

在線學習系統可保證不同的培訓師通過相對標準的培訓內容進行教學，使培訓標準化；將不同的教學內容加入該系統，使培訓內容不斷擴展；每名學員可以根據自己的學習進度進行學習，使培訓個性化；可通過不斷強化練習提高培訓質量；通過整合視頻、圖像、插畫、提示語，豐富培訓體驗，使培訓更具吸引性。

5 設備操作模擬器的應用

將設備操作模擬器用于培訓已廣泛應用于汽車駕駛培訓、飛行員培訓、港口起重工培訓，尤其是在高風險、高成本的工業生產中。無論是航天飛機還是航空飛船，設備仿真模擬培訓已經被證明可以大幅度降低風險、降低成本、降低設備故障率，同時可以提高培訓效率。采礦業同樣屬于風險程度較高的行業，使用設備模擬器代替真實設備可以獲得較好的培訓效果，同時獲得較好的安全效益和經濟效益［3-6］。

5.1 設備操作模擬器

設備操作模擬器通過仿真設計，操作工可以在安全舒適的環境中進行不同情境下的設備操作模擬。通過與設備廠家的合作，模擬系統生產廠商可以最大化地模擬出真實的操作環境。設備操作模擬器包含三部分：操作平臺、沉浸式體驗操作艙、控制艙。

（1）操作平臺。為了帶來與真實設備操作相近的體驗，模擬器生產商使用多軸可移動式操作平臺來模擬設備行走，設計不同的操作環境路況模擬真實的行走狀態，還能模擬出包括設備碰撞、鑿巖設備鑿巖震動的體驗，圖6為無軌設備模擬器操作平臺。

圖6 無軌設備模擬器操作平臺

（2）沉浸式體驗操作艙。沉浸式體驗操作艙是獨立的操作艙，通過與設備生廠商合作，將設備操作控制模塊安裝在操作平臺上，利用投影技術與計算機強大的計算功能將仿真圖像投影在操作艙，培訓過程中，操作工視野寬度可達360°，進而模擬真實的駕駛體驗。

（3）培訓師控制艙。通過控制艙內的軟件系統，培訓師可以在監視器上對設備操作練習進行參數設定和修改：例如選擇操作的起始點，根據真實礦山環境設定不同的巖石參數、爆堆形態、巷道內的路況，為設備設定一些隨機的故障，并360°無死角實時監控操作過程，還可查看操作工操作日志，為操作工回放操作過程，生成練習的報告等。

5.2 設備模擬器的意義

設備模擬器利用虛擬仿真軟件系統，通過三維建模，數學模擬等手段，可以真實反映發動機、制動系統、懸掛系統、液壓系統，在整個過程向操作工提供類似真實操作的反饋，還可模擬設備故障及故障對相關系統的影響。基于仿真技術的培訓可以糾正操作工的不良操作習慣，使其掌握安全操作規程，提高應對緊急情況的能力，提高培訓的標準與進度，具有安全、標準、經濟的優點。

（1）安全。礦山是高危的行業，使用的采礦設備均為特殊裝備，直接下井進行設備培訓存在安全隱患。培養操作工在緊急情況下的應急能力至關重要，如發動機起火、制動系統故障、臺車卡鉗、鉆桿堵塞。通過使用模擬器培訓，可以消除直接下井上車培訓的安全隱患，同時可以通過學習緊急預案以應對突發狀況，建立程式化的培訓周期與評估系統，提高操作工的安全意識和特殊情況下的應對能力。

（2）標準。無軌設備操作標準化是礦山標準化建設的重要部分，也是確保操作安全、規范和節約的重要前提。而現實情況下操作工存在如濫用換擋，發動機超速，濫用制動系統，鑿巖機的不當使用等很多不良操作習慣，極大地損害了設備的健康，造成設備性能下降、可用率下降、維護成本升高和壽命縮短。使用設備模擬器可發現不良操作習慣并培養標準操作習慣。因此，使用設備模擬器有助于養成正確的操作習慣，提升礦山的設備健康，安全和生產效率。

（3） 經濟。相較于傳統采用真實設備進行訓練，使用設備模擬器進行訓練會減少設備的占用，確保生產需求，降低設備損耗。同時，使用設備進行培訓會消耗大量的燃油和輪胎，尤其是缺乏操作技能和經驗的操作工學員使用設備時會導致輪胎頻繁更換，也會造成設備損壞，造成巨大的培訓成本。因此，使用設備模擬器能確保生產，減少設備傷害和損耗，具有非常明顯的經濟效益。

6 操作工技能跟蹤與持續提高

操作工操作水平的持續提高是礦山效率提高的直接影響因素。如果長時間得不到指導或糾正，操作工會形成一些壞習慣，操作水平也會退步，因此進行技能跟蹤和持續提高是中色非礦操作工培訓新模式的關鍵一環。通過對操作工進行建檔立卡并跟蹤其操作技能，建立相應的管理系統定期操作工操作技能進行考核，根據結果進行再培訓確保其操作技能持續提高。

6.1 操作工信息管理

操作工信息管理系統里包含了操作工的所有個人信息和培訓信息，針對不同操作工設置個性化的培訓內容，確保培訓保質且高效。培訓結束后，操作工將接受技能評估，通過評估后發證方可上崗，不通過則繼續接受培訓。操作工持證上崗后，其操作技能水平和工作表現也會被跟蹤并進行記錄。

6.2 持續培訓

通過操作工信息管理系統，中色非礦結合生產實際開展兩種類型的員工再培訓工作，一是操作失當再培訓，二是定期再培訓。

圖7 操作失當的再培訓流程

（1）操作失當再培訓。礦山錯綜復雜的環境要求操作工在進行生產作業時具備相應的應變能力，如果生產管理人員發現某操作工重復性操作失當，生產管理人員就需要將該操作工送返培訓工區進行再培訓，圖7為操作失當的在培訓流程。通過再培訓可及時規避不當操作行為，對保護設備健康和提高作業效率意義重大。

（2）定期再培訓。操作技能和知識會隨著時間的推移逐漸消失，有很多原因會造成技能退化，因此須進行定期再培訓以確保技能得到更新并保持良好狀態。進行定期再培訓有助于操作工的技能更新，保持標準操作程序，對提高安全水平和作業效率有很大的幫助。

7 結論

（1）人才培養是建設智能化礦山的關鍵，是確保先進裝備高性能和礦山高效率的重要手段。中色非礦通過與設備廠商合作聯合培養先進自動化設備操作工培訓師，為先進設備的應用奠定了基礎。

（2）中色非礦通過本地化、專業化和科學化的人力資源獲取模式，深入實施屬地化經營，積極承擔社會責任，同時確保獲得操作工滿足崗位需求。

（3）在操作工培養的過程中，充分應用現代教學學習系統提高培訓的質量和效率，引進設備操作模擬器提高了培訓的安全水平，使培訓更為標準，并大大降低了培訓成本。

（4）操作工技能跟蹤和持續培訓能確保操作工技能的穩定和持續提高，有利于安全生產，設備健康，是安全、標準、高效和經濟礦山建設的關鍵。