蔣先堯，盧二偉，姚 松

（中色非洲礦業(yè)有限公司，贊比亞 基特韋 22592）

1 引言

中色非洲礦業(yè)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(shè)規(guī)模年采選礦石330萬t，生產(chǎn)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(zhì)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?shù)囟愂照叩臄D壓，如果采用常規(guī)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(shè)備和系統(tǒng)以提高礦山生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，提升安全水平。大部分設(shè)備和系統(tǒng)均為全球最先進的礦山設(shè)備和系統(tǒng)，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(wù)車，配備AutoMine自動化出礦系統(tǒng)、運礦系統(tǒng)和OptiMine礦山生產(chǎn)管理系統(tǒng)。但是在贊比亞當?shù)睾茈y找到滿足先進設(shè)備、新采礦模式要求的人才，為此，中色非礦創(chuàng)新方法，通過與山特維克合作培養(yǎng)操作工培訓(xùn)師，創(chuàng)新人力資源獲取方法，充分使用現(xiàn)代化教學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)并引入無軌設(shè)備操作模擬器培養(yǎng)操作工，持續(xù)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(yǎng)新模式，為東南礦體的順利投產(chǎn)和按時達產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

2 操作工培訓(xùn)師培養(yǎng)

為了培養(yǎng)大量先進無軌設(shè)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(yǎng)了一批既精通設(shè)備理論與操作，又通曉生產(chǎn)管理的高素質(zhì)操作工培訓(xùn)師。針對先進設(shè)備和系統(tǒng)，中色非礦制訂了一套完整的培訓(xùn)計劃，采取“理論+模擬”的模式，理論培訓(xùn)包括自動化設(shè)備基礎(chǔ)理論和操作理論，在模擬培訓(xùn)中模擬真實井下全流程作業(yè)。通過創(chuàng)新培訓(xùn)模式，旨在使整個培訓(xùn)理論與實踐相結(jié)合，提高培訓(xùn)的專業(yè)性、針對性和實效性。

（1）理論培訓(xùn)。理論培訓(xùn)歷時4個月，圍繞東南礦體選用的自動化、信息化設(shè)備和系統(tǒng)，培訓(xùn)內(nèi)容包括：設(shè)備機械原理、授課技能和專項設(shè)備培訓(xùn)。設(shè)備機械原理培訓(xùn)包含設(shè)備工作原理、各部件功能以及設(shè)備操作和維修保養(yǎng)；授課技能培訓(xùn)使學(xué)員掌握了作為一名合格培訓(xùn)師所必備的基本知識和技能；在設(shè)備專項培訓(xùn)中，中色非礦分3批次先后派出7組學(xué)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(xùn)，與工廠專家面對面，使學(xué)員深刻掌握了所學(xué)設(shè)備的工作原理及操作技能。

（2）井下跟班。理論培訓(xùn)后，培訓(xùn)師在謙比希銅礦主、西礦體參加了3周的井下生產(chǎn)跟班培訓(xùn)。為有針對性地學(xué)習(xí)設(shè)備操作和維護、采礦工藝及生產(chǎn)管理，根據(jù)所學(xué)設(shè)備，學(xué)員被分為掘進組、支護組、鏟運組、服務(wù)組和中深孔臺車組共6個小組，進行設(shè)備作業(yè)與維護、采礦工藝和生產(chǎn)管理跟班學(xué)習(xí)。

（3）模擬生產(chǎn)。為進行無軌設(shè)備的操作訓(xùn)練，培訓(xùn)師團隊自主設(shè)計了無軌設(shè)備培訓(xùn)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(xùn)練區(qū)、鏟裝訓(xùn)練區(qū)、鑿巖模擬訓(xùn)練區(qū)、支護模擬訓(xùn)練區(qū)，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(yè)培訓(xùn)。通過為期兩個月的地表行走訓(xùn)練和模擬操作培訓(xùn)后，所有的學(xué)員都已熟練掌握了設(shè)備的操作，并完成了設(shè)備標準操作程序的編寫。

圖1 地面培訓(xùn)場地

井下模擬生產(chǎn)培訓(xùn)，既是一個不斷熟練設(shè)備操作的過程，又是一個不斷熟練井下標準作業(yè)的過程，更是解決實際問題積累經(jīng)驗的大好機會。井下模擬實際生產(chǎn)過程中遇到了各種各樣的問題，比如巖性變化時鑿巖參數(shù)的調(diào)整，鉆桿堵塞的預(yù)判與處理技巧，爆破設(shè)計的優(yōu)化與裝藥量的控制、井下生產(chǎn)管理等，通過不斷的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，學(xué)員的能力得到不斷提高。同時，井下模擬生產(chǎn)也取得了驕人的成績。通過嚴格按照設(shè)計鑿巖，在巖石條件較差的情況下，沒有發(fā)生較大的超挖欠挖情況，巷道輪廓較為規(guī)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(chǎn)管理系統(tǒng)將所有人員、設(shè)備、作業(yè)場所整合在一個平臺，通過該系統(tǒng)安排任務(wù)、管理任務(wù)，可實時了解井下任務(wù)進展、設(shè)備狀態(tài)，并與井下人員實時溝通，使工序銜接及時緊湊，生產(chǎn)管理簡單高效，地下礦山透明可視。圖2為地下鑿巖培訓(xùn)。

圖2 地下鑿巖

3 人力資源獲取

人力資源是公司發(fā)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(zé)任和維護中贊友誼，為解決當?shù)鼐蜆I(yè)和提升勞動者素質(zhì)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(yè)化和科學(xué)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?shù)厝肆Y源及人員素質(zhì)的實際情況，通過加強安全教育培訓(xùn)以及設(shè)備基礎(chǔ)知識培訓(xùn)不斷其提高業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)水平。多年來中色非礦在推進本地化方面積累了豐富的經(jīng)驗，主要包括：以培育文化認同感和職業(yè)忠誠度為重點，不斷加強對當?shù)毓蛦T價值觀和中色非礦企業(yè)文化的融合；為當?shù)毓蛦T提供教育培訓(xùn)機會，快速提高其專業(yè)技術(shù)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(shè)。圖3為首批操作工在培訓(xùn)基地。

圖3 第一批操作工

（2）專業(yè)化。智能化礦山對人才的專業(yè)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(yè)化。主要體現(xiàn)在兩方面：專業(yè)化的招聘團隊和專業(yè)化的招聘流程。中色非礦采礦車間組建了由各設(shè)備系統(tǒng)培訓(xùn)師和生產(chǎn)管理人員組成的專業(yè)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(yīng)的素質(zhì)，符合要求。專業(yè)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(yīng)聘者的工作經(jīng)驗、文化程度、英語水平、年齡、性別等因素，專業(yè)的招聘團隊進行嚴格把關(guān)。

（3）科學(xué)化。操作工的理解能力和反應(yīng)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(yīng)速度進行測試。采用先進的技術(shù)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(tǒng)測試應(yīng)聘者的理解能力和反應(yīng)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(guān)行業(yè)中使用反應(yīng)技能與能力測試系統(tǒng)。目前Dover測試已成為機械與設(shè)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(xié)調(diào)，不同壓力條件下的表現(xiàn)，識別環(huán)境變化的能力，專注和注意力，應(yīng)變能力，安全和生產(chǎn)力評估。采用Dover System進行反應(yīng)測試具有標準可靠，簡單易操作，高效的優(yōu)點。

圖4 Dover測試

4 現(xiàn)代教學(xué)和學(xué)習(xí)系統(tǒng)的應(yīng)用

為了加強培訓(xùn)的質(zhì)量和提高培訓(xùn)的效率，新培訓(xùn)模式積極采用最為先進的虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，縮寫VR）技術(shù)，并使用在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)來增加學(xué)習(xí)的趣味性，降低培訓(xùn)師的工作強度。

4.1 VR教學(xué)系統(tǒng)

（1）東南礦體VR教學(xué)系統(tǒng)。中色非礦運用VR技術(shù)建立了一套包含礦山總圖布置、地質(zhì)資源、生產(chǎn)八大系統(tǒng)、采礦方法和選礦的數(shù)字化礦山生產(chǎn)系統(tǒng)，從礦區(qū)到各個生產(chǎn)工作面均采用虛擬仿真技術(shù)進行模擬，結(jié)合多媒體技術(shù)對相應(yīng)的場景設(shè)備和安全操作規(guī)范給予文字、語音、視頻、動畫說明。系統(tǒng)可模擬礦山可能發(fā)生的各種事故過程，并根據(jù)事故發(fā)生原因指導(dǎo)如何緊急逃生與自救。圖5為東南礦體VR培訓(xùn)系統(tǒng)的架構(gòu)。

圖5 東南礦體新員工VR培訓(xùn)系統(tǒng)

（2）VR系統(tǒng)應(yīng)用的意義。VR教學(xué)系統(tǒng)具有生動有趣、易于理解、效率高的優(yōu)點，將其應(yīng)用于礦山培訓(xùn)還有更加特殊的意義。使用VR創(chuàng)造近似真實的環(huán)境，在虛擬的環(huán)境中可以非常安全地如同在現(xiàn)場學(xué)習(xí)一樣，可避免真實的培訓(xùn)環(huán)境所帶來的各種危險。使用VR系統(tǒng)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(chǎn)工序之間的關(guān)聯(lián)。

4.2 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)可大大方便員工的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，同時利用豐富的媒體，可吸引員工的興趣，引導(dǎo)他們通過模塊學(xué)習(xí)基本的入門知識和安全知識，直至更復(fù)雜的操作層面的知識［1-2］。

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)可保證不同的培訓(xùn)師通過相對標準的培訓(xùn)內(nèi)容進行教學(xué)，使培訓(xùn)標準化；將不同的教學(xué)內(nèi)容加入該系統(tǒng)，使培訓(xùn)內(nèi)容不斷擴展；每名學(xué)員可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進度進行學(xué)習(xí)，使培訓(xùn)個性化；可通過不斷強化練習(xí)提高培訓(xùn)質(zhì)量；通過整合視頻、圖像、插畫、提示語，豐富培訓(xùn)體驗，使培訓(xùn)更具吸引性。

5 設(shè)備操作模擬器的應(yīng)用

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

5.1 設(shè)備操作模擬器

設(shè)備操作模擬器通過仿真設(shè)計，操作工可以在安全舒適的環(huán)境中進行不同情境下的設(shè)備操作模擬。通過與設(shè)備廠家的合作，模擬系統(tǒng)生產(chǎn)廠商可以最大化地模擬出真實的操作環(huán)境。設(shè)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(shè)備操作相近的體驗，模擬器生產(chǎn)商使用多軸可移動式操作平臺來模擬設(shè)備行走，設(shè)計不同的操作環(huán)境路況模擬真實的行走狀態(tài)，還能模擬出包括設(shè)備碰撞、鑿巖設(shè)備鑿巖震動的體驗，圖6為無軌設(shè)備模擬器操作平臺。

圖6 無軌設(shè)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(shè)備生廠商合作，將設(shè)備操作控制模塊安裝在操作平臺上，利用投影技術(shù)與計算機強大的計算功能將仿真圖像投影在操作艙，培訓(xùn)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(xùn)師控制艙。通過控制艙內(nèi)的軟件系統(tǒng)，培訓(xùn)師可以在監(jiān)視器上對設(shè)備操作練習(xí)進行參數(shù)設(shè)定和修改：例如選擇操作的起始點，根據(jù)真實礦山環(huán)境設(shè)定不同的巖石參數(shù)、爆堆形態(tài)、巷道內(nèi)的路況，為設(shè)備設(shè)定一些隨機的故障，并360°無死角實時監(jiān)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(xí)的報告等。

5.2 設(shè)備模擬器的意義

設(shè)備模擬器利用虛擬仿真軟件系統(tǒng)，通過三維建模，數(shù)學(xué)模擬等手段，可以真實反映發(fā)動機、制動系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，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(shè)備故障及故障對相關(guān)系統(tǒng)的影響。基于仿真技術(shù)的培訓(xùn)可以糾正操作工的不良操作習(xí)慣，使其掌握安全操作規(guī)程，提高應(yīng)對緊急情況的能力，提高培訓(xùn)的標準與進度，具有安全、標準、經(jīng)濟的優(yōu)點。

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

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

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

6 操作工技能跟蹤與持續(xù)提高

操作工操作水平的持續(xù)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(dǎo)或糾正，操作工會形成一些壞習(xí)慣，操作水平也會退步，因此進行技能跟蹤和持續(xù)提高是中色非礦操作工培訓(xùn)新模式的關(guān)鍵一環(huán)。通過對操作工進行建檔立卡并跟蹤其操作技能，建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)定期操作工操作技能進行考核，根據(jù)結(jié)果進行再培訓(xùn)確保其操作技能持續(xù)提高。

6.1 操作工信息管理

操作工信息管理系統(tǒng)里包含了操作工的所有個人信息和培訓(xùn)信息，針對不同操作工設(shè)置個性化的培訓(xùn)內(nèi)容，確保培訓(xùn)保質(zhì)且高效。培訓(xùn)結(jié)束后，操作工將接受技能評估，通過評估后發(fā)證方可上崗，不通過則繼續(xù)接受培訓(xùn)。操作工持證上崗后，其操作技能水平和工作表現(xiàn)也會被跟蹤并進行記錄。

6.2 持續(xù)培訓(xùn)

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

圖7 操作失當?shù)脑倥嘤?xùn)流程

（1）操作失當再培訓(xùn)。礦山錯綜復(fù)雜的環(huán)境要求操作工在進行生產(chǎn)作業(yè)時具備相應(yīng)的應(yīng)變能力，如果生產(chǎn)管理人員發(fā)現(xiàn)某操作工重復(fù)性操作失當，生產(chǎn)管理人員就需要將該操作工送返培訓(xùn)工區(qū)進行再培訓(xùn)，圖7為操作失當?shù)脑谂嘤?xùn)流程。通過再培訓(xùn)可及時規(guī)避不當操作行為，對保護設(shè)備健康和提高作業(yè)效率意義重大。

（2）定期再培訓(xùn)。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(xùn)以確保技能得到更新并保持良好狀態(tài)。進行定期再培訓(xùn)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(yè)效率有很大的幫助。

7 結(jié)論

（1）人才培養(yǎng)是建設(shè)智能化礦山的關(guān)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(shè)備廠商合作聯(lián)合培養(yǎng)先進自動化設(shè)備操作工培訓(xùn)師，為先進設(shè)備的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

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

（3）在操作工培養(yǎng)的過程中，充分應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)提高培訓(xùn)的質(zhì)量和效率，引進設(shè)備操作模擬器提高了培訓(xùn)的安全水平，使培訓(xùn)更為標準，并大大降低了培訓(xùn)成本。

（4）操作工技能跟蹤和持續(xù)培訓(xùn)能確保操作工技能的穩(wěn)定和持續(xù)提高，有利于安全生產(chǎn)，設(shè)備健康，是安全、標準、高效和經(jīng)濟礦山建設(shè)的關(guān)鍵。