智能采礦工程新專業建設探索及對策研究—以安徽理工大學智能采礦工程專業建設為例

＊段敏克 楊科 張向陽 胡學龍 陳登紅 高盼盼

（1.安徽理工大學礦業工程學院 安徽 232001 2.中石化中原油建工程有限公司 河南 457001）

隨著國家發展改革委等八部門發布了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，煤礦類相關企業、院校、煤炭生產運營管理等設備供應商都積極推進礦山智能化建設。煤炭企業發揮先鋒作用，以陜西黃陵礦業公司、蒙古智能煤炭有限責任公司麻地梁煤礦等為代表的智能化礦山建設成效顯著。華為、中國移動、中國電信等互聯網企業也開始紛紛進軍煤炭行業，將5G、物聯網、云計算、萬兆以太網、人工智能、大數據、機器人等先進技術應用到煤炭勘探、生產、運維、管理及災害預警方面，進一步推動了煤礦智能化飛速發展[1-2]。與此同時，煤炭類高校也都逐步從傳統采礦工程升級改造到智能采礦工程，設置智能采礦班甚至開辦智能采礦工程新專業。2021年2月10日，教育部發布《教育部關于公布2020年度普通高等學校本科專業備案和審批結果的通知》及《列入普通高等學校本科專業目錄的新專業名單（2021年）》，我國普通高等學校開設新專業“智能采礦工程”。2021年中國礦業大學（北京）和安徽理工大學成為首批開設智能采礦工程專業的院校，2022年中國礦業大學、重慶大學、河南理工大學三所高校也獲批智能采礦工程專業，智能采礦工程專業在煤炭類院校相繼建立。

在“雙碳”目標、人民對美好生活的迫切追求以及工業物聯網人工智能飛速發展的大背景下，新工科建設不斷深化，傳統采礦工程專業升級改造到智能采礦工程專業是所有礦業類高校發展的必然趨勢[3]。煤礦智能化建設穩步推行，智能化礦山將逐步代替傳統落后的機械化礦山，煤炭高校的智能采礦工程專業將逐步代替采礦工程專業。智能采礦工程專業建設如火如荼，但又困境重重。由于智能采礦工程專業交叉融合了多學科，是一個復雜綜合性的新專業門類[4]。智能采礦相關專業師資嚴重缺乏，亟需培育一批智能采礦相關的師資隊伍。智能采礦工程專業建設處于探索期，沒有案例可抄襲，沒有經驗可借鑒，智能化煤炭行業規范標準也還未統一。高校智能采礦工程專業建設又明顯滯后于煤礦現場智能化飛速發展，目前智能采礦工程專業課程體系還處在初期階段，智能采礦課程體系與人才培養目標還存在很多不對應之處。

針對智能采礦工程專業課程教學內容體系建設所遇到的困境，研究提出行之有效的相關對策或政策，逐步標準化、規范化智能化礦山建設，不斷完善智能采礦課程體系、課程具體內容，逐步修訂智能采礦工程專業人才培養方案，建立與智能煤礦標準相銜接的“產-學-研”智能采礦工程人才培養新模式，推動智能采礦工程專業高效、高質量、高標準建設，逐步實現與發展變化的智能化煤礦建設標準同步同行、與時俱進，培養一批德智體美勞全面發展、創新能力強、學科交叉融合的新一代煤炭高端技術人才，實現我國煤炭的智能、安全、精準、高效、綠色、無人開采[5]。

1.智能采礦工程專業建設探索階段的主要問題

(1)智能采礦教學內容與智能煤礦發展的“不同步”問題

隨著物聯網、云計算、人工智能、大數據、5G、機器人等技術的飛速發展和人民對美好生活的向往，煤炭資源的安全、高效、綠色、智能開采是當前煤炭發展的大勢所趨，我國煤礦迎來了巨大的信息化、數字化、智能化技術變革。煤礦智能化建設如火如荼、飛速發展，煤炭企業在煤礦智能化建設方面也取到了很多初探實踐經驗和新理論新成果，是煤礦智能化建設的排頭兵、踐行者，掌握著煤礦智能化建設的第一手資料與技術[6]。而礦業類高校智能采礦工程專業的教學內容、儀器設備明顯落后于智能煤礦企業的發展革新，高校智能采礦工程專業教學與智能煤礦發展的“不同步”問題非常突出[7]。煤炭企業引領智能開采的快速前進，高校需要努力跟上煤炭企業的步伐，為煤炭企業培養急缺的智能化相關的技術人才。

(2)智能采礦師資力量與教學課程建設的“不匹配”問題

智能采礦工程專業是一個多學科交叉融合的新興專業，涉及采礦工程專業、電氣與自動化專業、計算機專業、人工智能專業、物聯網專業、大數據專業等多個專業[8]。能夠精通多個專業的智能采礦師資力量相當有限，而智能采礦的課程涉及的知識面相當廣，開設的課程也相對較多，并且絕大部課程是新開課程，沒有教材，課程建設任務非常艱巨。因此，智能采礦建設普遍存在師資力量與教學課程建設工作量的“不匹配”問題。

(3)智能采礦課程體系與人才培養目標的“不對應”問題

智能采礦工程專業是新開設的教育部目錄外專業，目前全國首批此專業的兩個高校中國礦業大學（北京）與安徽理工大學，已于2021年開始招收第一批智能采礦工程專業本科生，目前已經探索性的編制了智能采礦工程專業人才培養方案（2021版），雖然（2021版）培養方案經歷過多輪校內外知名專家以及智能化煤炭企業專家工程師論證，但目前還未檢驗其培養人才的效果，很多課程與人才培養目標是否對應還有待檢驗。目前很多課程都是基于傳統采礦工程專業課程體系，再結合一些計算機、物聯網、人工智能相應課程的疊加，從表面上看已經達到智能化人才培養的相應目標，但課程之間缺乏整體性、層次性、邏輯性及關聯性，課程之間的層序關系混亂。智能采礦人才培養中，智能與采礦工程的有機結合程度還不夠深入。所以智能采礦課程體系與人才培養目標需要不斷在教學與反饋中改進完善，初步規劃的智能采礦工程專業課程體系還不能很好的對應智能采礦人才培養目標。

2.智能采礦工程專業建設探索階段需要采取的相應對策

(1)調研智能化煤炭企業、一流高校及供應商，充分吸納企業與高校智能化建設成果

充分開展企業高校調研工作，全面掌握智能化建設動態。調研全國智能化煤礦建設示范礦井，全面掌握當前智能化礦山建設前沿技術理論與方法，將現場智能化開采技術引入課程教學。調研中國礦業大學、中國礦業大學（北京）等行業高水平大學，學習借鑒高校在智能采礦工程專業課程體系建設的經驗，選派青年教師到相應高校進行進修。以安徽理工大學智能采礦建設為列，2021年期間，學院相關領導牽頭調研了智能化煤礦企業如皖北煤電集團智能公司麻地梁煤礦、淮北礦業集團楊柳煤礦，邀請智能采礦建設相關企業專家多次研討智能采礦工程專業人才培養方案修訂。調研中國礦業大學、中國礦業大學（北京）、華北科技學院等高校，學習研討各個高校智能采礦工程培養方案修訂和課程建設、智能采礦實驗室建設。選派2～3名青年教師到中國礦業大學進修半年以上進行智能采礦相關主干課程學習。選派2～3名青年教師入站智能采礦博士后師資研修班（王國法院士倡議組建），培養智能采礦師資力量。調研天地瑪珂、鄭煤機、四川航天、華為及北京潤尼爾網絡科技有限公司等智能化開采供應商、運行管理商及虛擬仿真科技公司，了解最新智能采礦相關設備、技術、運維管理軟件平臺及虛擬仿真教學方式等。

(2)梳理智能化煤炭建設行業標準，探索智能采礦工程專業課程教學內容體系

根據智能煤礦建設指導性文件或行業標準，結合智能煤礦建設人才需求，邀請高校、行業專家，研討修訂智能采礦工程專業培養方案，探索智能采礦工程專業課程教學具體內容，建立一套與智能化煤炭建設行業標準相銜接的智能采礦工程課程體系。收集梳理國家相關部門發布的智能化建設的相關指南、標準或指導文件，形成智能化建設相關規范化、標準化內容，根據前期調研梳理材料和專家論證修訂成果，進一步根據動態變化的智能化建設行業標準，確定智能采礦工程專業的課程教學內容，細化主干課程。以安徽理工大學智能采礦工程專業課程體系建設為列，實行分課程組分步建設辦法，首先，細化建設五門專業主干課程（如圖1所示），分課程組對五門專業主干課程進行分組研討，由資深采礦教師作為課程組負責人，帶領2～3名青年教師和1名實驗室教師，細化每個課程、每個章節教學內容、培養目標以及相對應開設實驗項目和實驗內容，每月按課程組匯報智能采礦主干課程建設情況。最終，編寫五門專業主干課程大綱、實驗大綱、講義、制作PPT和實驗指導書，初步編寫五門智能采礦相關專業主干課程的教材。以五門專業主干課程建設為基礎，用類似的方法逐步建設智能采礦非專業主干課程或專業選修課程，形成與智能化煤炭建設行業標準相銜接的智能采礦工程專業課程教學內容體系。

圖1 智能采礦工程專業教育模塊課程建設規劃圖

(3)“產-學-研”智能采礦工程專業人才培養新模式構建

智能采礦工程專業的培養處于探索階段，需要教學與實踐相結合，從智能化煤礦建設的實踐中總結獲取智能采礦工程專業教學的新知識[9]。構建企業與高校聯合培養，實現雙導師制，結合智能化礦山建設的需要，培養能夠解決智能化相關工程問題的學生，形成“產-學-研”智能采礦工程專業人才培養新模式。安徽理工大學長期與陜西黃陵礦業公司、皖北煤電集團蒙古智能煤炭有限責任公司麻地梁煤礦、淮北礦業集團楊柳煤礦等智能化煤礦建立長期合作關系，在智能化煤礦建立安徽理工大學智能采礦工程專業人才培養實踐實習基地，聯合培養智能采礦工程專業的本科生、研究生，定期邀請智能采礦專家、技術人員到學校開展講座或學生座談會，深度交流智能采礦建設的最新動態，深度了解智能化煤礦對人才培養的需求。形成“產-學-研”智能采礦工程專業人才培養新模式，使得培養的人才更加具有競爭力，更加適應企業發展更新的需要。

3.結束語

煤炭企業、高校積極響應國家號召與社會需求，穩步推進煤炭智能化建設和智能采礦工程人才培養。在智能采礦工程專業建設初期探索階段，存在“三不問題”（即智能采礦教學內容與智能煤礦發展的“不同步”、智能采礦師資力量與教學課程建設的“不匹配”、智能采礦課程體系與人才培養目標的“不對應”問題）。針對相關問題，提出了“三大對策”（即調研智能化煤炭企業、一流高校及供應商，充分吸納企業與高校智能化建設成果，梳理智能化煤炭建設行業標準，探索智能采礦工程專業課程教學內容體系，構建“產-學-研”智能采礦工程專業人才培養新模式）。持續改進智能采礦工程專業采礦工程的人才培養方案和課程教學過程、考核方式、評價機制及反饋完善模式。讓課程建設與智能礦山建設緊密聯動、同步更新，實現人才培養與企業需求相結合。