周繼國 焦健 孫曉慧 陳繼勛
摘要:煤炭行業(yè)正在朝著綠色智能方向迅速發(fā)展,高質(zhì)量的專業(yè)技術(shù)型人才供給不可或缺。為研究如何更好地培養(yǎng)綠色智能礦山背景下煤礦開采技術(shù)專業(yè)人才,結(jié)合智能礦山結(jié)構(gòu)與技術(shù),分析畢業(yè)生所需專業(yè)素質(zhì),探討人才培養(yǎng)的難點以及關(guān)鍵點,結(jié)果表明:畢業(yè)生專業(yè)素質(zhì)應(yīng)包含采煤基礎(chǔ)、礦井通信、礦山物聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)技術(shù)、礦山智能機(jī)電五個方面。由于智能礦山職業(yè)型人才培養(yǎng)仍然存在學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、實訓(xùn)實習(xí)困難、缺少職業(yè)認(rèn)同、缺乏系統(tǒng)的智能礦山教材、教師不熟悉智能采礦等困難,為此,需要采取應(yīng)對措施進(jìn)行改善。智能礦山職業(yè)型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵在于把握企業(yè)人才能力要求,深化課程改革,增設(shè)智能課程或融入智能元素,添置智能實訓(xùn)設(shè)備并優(yōu)化實訓(xùn)教學(xué),與智能礦山企業(yè)開展校企合作。
關(guān)鍵詞:智能礦山;煤礦開采技術(shù);人才培養(yǎng);專業(yè)素質(zhì)
中圖分類號:G712? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? 文章編號:1672-5727(2022)04-0047-06
進(jìn)入“十四五”時期以來,我國煤炭行業(yè)迎來了重要轉(zhuǎn)型階段,智能礦山建設(shè)逐漸被重視。《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016—2030年)》指出,我國要在21世紀(jì)中葉全面建成安全綠色、高效智能的礦山技術(shù)體系,綠色智能采礦已經(jīng)成為未來煤炭行業(yè)的發(fā)展方向。關(guān)于智能礦山的發(fā)展,相關(guān)學(xué)者已進(jìn)行了大量的研究。韓建國對于智能礦山的內(nèi)涵與結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了研究。并分析了神華智能礦山的關(guān)鍵技術(shù);錢建生等對于智能礦山的發(fā)展方向與規(guī)劃進(jìn)行了討論;任文清等對已初步建成智能礦山系統(tǒng)的大柳塔煤礦進(jìn)行了論述,探討了智能礦山系統(tǒng)的優(yōu)勢、關(guān)鍵點以及難點;還有的文獻(xiàn)就國內(nèi)外智能礦山建設(shè)現(xiàn)狀、發(fā)展前景、發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行了全面闡述,對智能礦山所需通信、人工智能、大數(shù)據(jù)、計算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
技術(shù)的革新需要與之相匹配的新型人才的有效供給,智能礦山的建設(shè)與應(yīng)用離不開高素質(zhì)的專業(yè)技能型人才。目前,傳統(tǒng)煤炭行業(yè)需要進(jìn)行科技轉(zhuǎn)型,原有的人才培養(yǎng)方式已經(jīng)難以滿足未來智能礦山企業(yè)的需求。掌握智能礦山與智能開采技術(shù)的技能型人才是智能礦山有效運(yùn)轉(zhuǎn)的保障,是煤炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的不竭動力。而對于智能礦山的研究多集中于智能礦山的技術(shù)、結(jié)構(gòu)、未來發(fā)展與規(guī)劃等方面,對于智能礦山職業(yè)型、技能型人才培養(yǎng)方面的研究還較為缺乏,因此,筆者從智能礦山技術(shù)出發(fā),開展煤礦開采技術(shù)專業(yè)職業(yè)教育的人才培養(yǎng)研究,分析智能礦山背景下煤礦開采技術(shù)專業(yè)人才所需素質(zhì),總結(jié)人才培養(yǎng)的難點與關(guān)鍵點,以期為煤礦開采技術(shù)專業(yè)的技能型人才培養(yǎng)提供參考,促進(jìn)煤炭行業(yè)人才培養(yǎng)的轉(zhuǎn)型。
一、“智能礦山”概述
“智能礦山”是構(gòu)建在“數(shù)字礦山”基礎(chǔ)之上,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn),可自動完成礦山設(shè)計、采掘、機(jī)電控制、通風(fēng)、生產(chǎn)調(diào)度、安全管理等各個環(huán)節(jié)的礦山技術(shù),被認(rèn)為是“數(shù)字礦山”的延伸?!爸悄艿V山”在原有礦山系統(tǒng)基礎(chǔ)上將通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)機(jī)器人等科技融入礦山各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),通過科技使礦山實現(xiàn)減員和增效,同時提升礦山安全水平并改善工作環(huán)境,將礦井建設(shè)的更加綠色、智能、高效、安全,用科技為地下礦山賦予新的生機(jī),使其擺脫傳統(tǒng)艱苦的行業(yè)形象。
“智能礦山”主要基于數(shù)字化與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),利用感知技術(shù)與智能傳感設(shè)備監(jiān)測礦井物理世界,將礦井?dāng)?shù)據(jù)通過數(shù)字界面進(jìn)行展示,同時將各類礦山設(shè)備智能化,可通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行控制,從而實現(xiàn)人對地下礦山物理變化的動態(tài)觀測與礦山設(shè)備的實時控制,最終達(dá)到人與物、物與物的互聯(lián),實現(xiàn)對礦井的三維虛擬化、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高效控制、礦山生產(chǎn)與安全的數(shù)字化管理。
智能礦山主要構(gòu)架如圖1所示,其成功建設(shè)與應(yīng)用是建立在數(shù)字化與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及其他智能技術(shù)的成功運(yùn)用的基礎(chǔ)上。在智能礦山中,智能感知系統(tǒng)獲取地下礦井各項物理參數(shù),智能傳感器猶如人體的神經(jīng)末梢對礦井溫度、壓力、空氣等進(jìn)行感知,感知物理信號被轉(zhuǎn)化為電信號并通過傳輸介質(zhì)傳輸至各井下監(jiān)測分站,最后傳輸至中心站。中心站將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后在展示端進(jìn)行展示,礦山管理決策者根據(jù)礦井參數(shù)變化情況做出生產(chǎn)或安全管理決策,并根據(jù)決策對控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)操作,控制系統(tǒng)發(fā)出指令使礦山生產(chǎn)的各子系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。在整個過程中,數(shù)據(jù)采集需要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用,數(shù)據(jù)的有效和高速傳輸需要5G通信技術(shù)的支持;諸多數(shù)據(jù)的處理與分析可采用云計算與大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行;在設(shè)備控制時,可采用人工智能技術(shù)、可編程控制技術(shù)進(jìn)行,或利用工業(yè)機(jī)器人完成。智能礦山實現(xiàn)了煤礦開采執(zhí)行與管理高效、控制與監(jiān)測精準(zhǔn)、安全管理的全面及時、井下環(huán)境綠色的礦山系統(tǒng)。
二、職業(yè)型人才素質(zhì)
目前,煤礦開采技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)依然按照傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行,所學(xué)課程并未涉及智能礦山的相關(guān)知識,而未來煤炭行業(yè)必然朝著智能開采方向發(fā)展。按照傳統(tǒng)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生難以滿足市場需求,也導(dǎo)致產(chǎn)學(xué)脫離,因此煤礦開采技術(shù)專業(yè)需要融入智能礦山的專業(yè)知識。
從智能礦山結(jié)構(gòu)與技術(shù)中可以發(fā)現(xiàn),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感、通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)、計算機(jī)語言、人工智能等技術(shù)都是智能礦山迫切需要的技術(shù)。對于未來煤礦開采技術(shù)專業(yè)的學(xué)生而言,在掌握基礎(chǔ)的煤礦開采知識時,不僅需要學(xué)習(xí)與自身專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的知識與技能,還需要對與智能采煤環(huán)節(jié)相關(guān)的通信、物聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)、智能機(jī)電等知識進(jìn)行學(xué)習(xí),成為掌握采煤技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等知識技能的綜合型人才。與智能礦山發(fā)展相匹配的畢業(yè)生需具備的專業(yè)素質(zhì)如圖2所示。
(一)基礎(chǔ)采煤知識
智能礦山建設(shè)背景下煤礦開采技術(shù)人員的核心素質(zhì)依然是煤礦開采的基礎(chǔ)知識與技能。
在理論與方法學(xué)習(xí)過程中,在專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識上,學(xué)生需要掌握工程制圖的基礎(chǔ)理論知識和技術(shù)方法,熟悉機(jī)械傳動、液壓傳動、電工電子、電氣控制、采掘生產(chǎn)設(shè)備使用與維護(hù)等機(jī)械、機(jī)電基礎(chǔ)理論知識,同時熟悉常見礦物及巖石、煤層賦存特征、地質(zhì)構(gòu)造、巷道施工測量等地質(zhì)、測量的基礎(chǔ)理論知識;在專業(yè)課程方面,學(xué)生需要掌握礦壓顯現(xiàn)與控制、采區(qū)設(shè)計、采煤方法選擇、采煤工藝和巷道布置、礦井通風(fēng)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法,熟知煤礦井下瓦斯、礦塵、火災(zāi)、水及頂板、地溫、地壓等災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理與防治技術(shù),熟悉煤礦企業(yè)基層區(qū)隊及班組建設(shè)與管理的相關(guān)知識,熟悉與本專業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及環(huán)境保護(hù)、安全消防、文明生產(chǎn)等知識。
在專業(yè)能力方面,要求學(xué)生能夠正確識讀和繪制一般的采掘工程圖,操作和維護(hù)采掘設(shè)備,分析判斷地質(zhì)構(gòu)造,具有處理特殊地質(zhì)條件下采掘工作面生產(chǎn)問題的能力,能正確編制采掘工作面作業(yè)規(guī)程和各種安全技術(shù)措施,能夠進(jìn)行采掘生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理、工程質(zhì)量管理、技術(shù)管理和安全管理,同時具有一定的處理各種災(zāi)害事故的應(yīng)急能力。
(二)礦山物聯(lián)網(wǎng)
智能礦山建設(shè)在地下礦山布置大量傳感裝置用于對礦井參數(shù)的收集,例如溫度、風(fēng)速、瓦斯、礦壓等傳感器,同時布置傳感裝置對于生產(chǎn)運(yùn)輸機(jī)械等進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控,例如煤炭運(yùn)量、膠帶位置、采煤機(jī)位置監(jiān)測裝置等,其中大量物理信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行傳輸,因此,采煤專業(yè)技術(shù)人員需要掌握部分物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),以勝任各類傳感裝置的檢測、維修等工作。
(三)礦井通信
智能礦山數(shù)據(jù)傳輸量大,傳輸分站多,總傳輸線纜多,總距離長,對于傳輸技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)高,且高速度的傳輸可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與控制命令的及時到達(dá)。因此,礦山除了加強(qiáng)基礎(chǔ)通信建設(shè)之外,采礦技術(shù)人員也需要掌握一定的通信技術(shù),可對通信電纜以及各通信分站進(jìn)行故障判斷、日常檢修等。
(四)礦山智能機(jī)電
未來的采掘工作的發(fā)展趨勢是智能化、無人少人化,綜采工作面僅保留機(jī)組司機(jī)、巡視人員等,機(jī)組通過計算機(jī)軟件進(jìn)行控制,同時掘進(jìn)工作面也會逐步實現(xiàn)智能化。這就要求畢業(yè)生能夠?qū)ぷ髅嬷悄芑删驒C(jī)電與設(shè)備進(jìn)行基本操作,可對設(shè)備故障進(jìn)行判斷,根據(jù)生產(chǎn)對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整,同時掌握智能化工作面的現(xiàn)場管理方法,對智能采礦技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用。
(五)計算機(jī)技術(shù)
智能礦山是在數(shù)字礦山的基礎(chǔ)之上進(jìn)行開發(fā)與建設(shè),數(shù)字礦山通過計算機(jī)科學(xué)合理地組織礦山生產(chǎn)與管理信息,將海量異質(zhì)的礦山信息資源進(jìn)行全面、高效和有序的管理與整合,同時礦山開拓與開采設(shè)計也主要通過計算機(jī)礦山軟件完成;在智能礦山中,智能采掘的通風(fēng)、排水、供電、安全等設(shè)備都會通過計算機(jī)進(jìn)行控制,同時會開發(fā)大量計算機(jī)應(yīng)用軟件對礦井監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。所以,要求畢業(yè)生必須掌握計算機(jī)知識與技術(shù),并根據(jù)生產(chǎn)情況利用計算機(jī)編程控制采掘設(shè)備,對礦井監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,利用數(shù)字礦山完成各項設(shè)計任務(wù)。
三、智能礦山人才培養(yǎng)的難點
(一)學(xué)生基礎(chǔ)較弱
由于生源層次原因,高職學(xué)生通常理論基礎(chǔ)相對較弱,沒有系統(tǒng)的物理與數(shù)學(xué)基礎(chǔ),因此,對于計算機(jī)語言、數(shù)據(jù)通信、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等課程的學(xué)習(xí)有一定的難度。在課程設(shè)計與教學(xué)中,需要突出重點部分的教學(xué),優(yōu)化教學(xué)方法,增強(qiáng)教學(xué)的實用性。例如,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳感器課程可展示多種傳感器裝置,著重進(jìn)行設(shè)備的使用與維護(hù)教學(xué),降低設(shè)備原理部分教學(xué)的難度。
(二)實訓(xùn)實習(xí)困難
目前,智能礦山建設(shè)處于起步階段,還未大范圍普及,大多數(shù)職業(yè)院校沒有建設(shè)關(guān)于智能礦山的仿真工作面或模擬礦井。由于實訓(xùn)設(shè)備配套不足,學(xué)生校內(nèi)實訓(xùn)質(zhì)量難以保證,同時國內(nèi)只有部分煤礦企業(yè)有智能開采工作面,全面建成智能礦山系統(tǒng)的更少,并且智能采礦設(shè)備價值較高,學(xué)生直接進(jìn)行操作風(fēng)險也較高,開展智能礦山的認(rèn)識實習(xí)與生產(chǎn)實習(xí)缺少場地支持。煤礦開采屬于高危行業(yè)且連續(xù)化作業(yè),考慮到生產(chǎn)進(jìn)度、停工成本以及安全責(zé)任等原因,多數(shù)礦山企業(yè)不愿意接納學(xué)生前來實習(xí),除非取得畢業(yè)證簽訂正式勞動合同之后,才能進(jìn)入一線工作,這導(dǎo)致部分學(xué)生在學(xué)校三年采煤專業(yè)學(xué)習(xí)期間從沒下過礦井,不了解現(xiàn)場生產(chǎn),對于地下礦山生產(chǎn)系統(tǒng)缺少實際感知,難以將理論知識與實際經(jīng)驗相聯(lián)系。
為解決學(xué)生實習(xí)困難,學(xué)校需要與智能礦山企業(yè)建立穩(wěn)定長期的校企合作關(guān)系,為學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)提供保障,也為今后實際工作打下堅實基礎(chǔ)。
(三)缺少職業(yè)認(rèn)同
多數(shù)學(xué)生對于煤炭類專業(yè)認(rèn)識程度不夠,對于畢業(yè)后所從事的工作缺乏了解,認(rèn)為煤礦工作是艱苦行業(yè),對從事煤炭職業(yè)的人有認(rèn)識上的偏見和歧視,專業(yè)認(rèn)可度不高。近年來,多數(shù)學(xué)生不愿報考工作環(huán)境艱苦的專業(yè),同時政府對煤礦專業(yè)人才培養(yǎng)政策的導(dǎo)向不足,煤炭企業(yè)本身又存在著一系列工作與生活條件差的弊端,造成了職業(yè)學(xué)校煤炭專業(yè)生源少、生源質(zhì)量下降的現(xiàn)象,部分學(xué)習(xí)采煤專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)后又分流到了其他行業(yè),從事煤炭行業(yè)的部分學(xué)生也在工作幾年之后轉(zhuǎn)向了其他行業(yè)。即使是如今部分學(xué)校已經(jīng)在煤炭類專業(yè)中增加“智能元素”,并且在專業(yè)名稱中予以體現(xiàn),但煤炭類專業(yè)的“艱苦”形象已經(jīng)在學(xué)生與家長的觀念中根深蒂固,“智能”也被認(rèn)為是“換湯不換藥”,難以改變大眾對煤炭專業(yè)的固有印象。
可見,“智能”二字不能僅停留在表面。學(xué)校在人才培養(yǎng)過程中應(yīng)該樹立健康的專業(yè)導(dǎo)向,可采用講座或職業(yè)發(fā)展規(guī)劃課程的形式培養(yǎng)學(xué)生的“礦業(yè)精神”,使學(xué)生產(chǎn)生職業(yè)認(rèn)可,同時企業(yè)與學(xué)校要將“智能元素”落到實處,真正朝著礦山智能化發(fā)展而努力,學(xué)校教學(xué)需要充分滲透智能礦山的技術(shù)與思想,提升專業(yè)競爭力與含金量,通過高質(zhì)量的行業(yè)發(fā)展與高水平的專業(yè)建設(shè)吸引學(xué)生,從而為煤炭專業(yè)的發(fā)展和煤炭行業(yè)的未來留住人才。
(四)部分教師不熟悉一線生產(chǎn)
高等職業(yè)院校部分教師是在畢業(yè)后直接進(jìn)入高校任教,缺少企業(yè)實踐經(jīng)驗,雖然具有充足的理論知識,但對于企業(yè)實際生產(chǎn)了解甚少,即使在企業(yè)工作后進(jìn)入高校做教師,在離開生產(chǎn)現(xiàn)場多年后,其所積累的實踐經(jīng)驗也已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今企業(yè)的需要。
智能礦山是新時期的產(chǎn)物,其所運(yùn)用的技術(shù)更是高精尖,部分涉及采煤方向教師的知識盲區(qū),所以教師需要革新自身所學(xué)專業(yè)知識,利用假期時間深入煤炭行業(yè)一線鍛煉學(xué)習(xí),特別是擁有智能采煤工作面或已建成智能礦山的企業(yè),以增強(qiáng)個人對智能礦山專業(yè)知識的掌握程度。
(五)缺乏系統(tǒng)教材
當(dāng)前,智能礦山已經(jīng)成為未來煤炭行業(yè)的發(fā)展趨勢,高職院校已經(jīng)逐步開設(shè)“煤礦智能開采技術(shù)”專業(yè),礦業(yè)類本科高校也已開始“智能采礦工程”專業(yè)的辦學(xué),但是由于智能采礦類專業(yè)剛剛起步,缺少系統(tǒng)的智能礦山類專業(yè)教材,礦山智能機(jī)械、智能采礦等課程有代表性的核心教材都還未進(jìn)行教學(xué)應(yīng)用,所以學(xué)生與教師目前對于智能礦山的理解與認(rèn)識大都停留在宏觀層面,對于具體細(xì)節(jié)以及結(jié)構(gòu)、技術(shù)等掌握有限。為了教學(xué)工作的有效開展以及專業(yè)的長期發(fā)展,編寫有代表性的智能礦山教材迫在眉睫。
四、人才培養(yǎng)關(guān)鍵點
(一)企業(yè)需求導(dǎo)向
專業(yè)發(fā)展應(yīng)找準(zhǔn)方向,以社會需求為落腳點。智能背景下,礦山工藝與采礦技術(shù)發(fā)展迅速,傳統(tǒng)煤礦開采技術(shù)專業(yè)教育知識陳舊,與行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在一定脫節(jié)現(xiàn)象,如果仍按照原有知識體系開展人才培養(yǎng),靈活性不強(qiáng),人才供給側(cè)也存在明顯短板。智能礦山背景下,需要培養(yǎng)具備創(chuàng)新應(yīng)用技能、適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展需求的新型采礦類人才。所以,煤礦開采技術(shù)專業(yè)高校在人才培養(yǎng)中,應(yīng)該以企業(yè)需求為導(dǎo)向開展辦學(xué)工作,培養(yǎng)具有扎實的采礦知識以及礦山規(guī)劃、開采設(shè)計、礦山生產(chǎn)與安全技術(shù)及管理等方面的基本能力,同時具備一定計算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、礦山機(jī)械、電子通信知識并進(jìn)行實際應(yīng)用的,適應(yīng)智能采礦的復(fù)合型技能人才。煤礦開采技術(shù)專業(yè)是煤礦開采企業(yè)的核心專業(yè),涉及礦山生產(chǎn)的各個方面,煤礦智能化更是涉及多學(xué)科交叉,多專業(yè)融合,畢業(yè)生若從事煤礦技術(shù)或者管理工作,除了掌握必備的專業(yè)知識外,還需要具備一定的人際交往溝通與創(chuàng)新能力,并且對于煤礦工作高度認(rèn)可,有一定的吃苦耐勞精神,對此,學(xué)校需要在學(xué)生創(chuàng)新、綜合能力培養(yǎng)、專業(yè)文化教育上下足功夫。
校企合作是雙向的,在辦學(xué)過程中,學(xué)校需要把握市場與企業(yè)需求,企業(yè)也需要讓學(xué)校了解行業(yè)需求。企業(yè)可通過論壇、網(wǎng)站等及時向社會與職業(yè)學(xué)校公布智能采礦進(jìn)展與人才需求等內(nèi)容,在人員招聘與校企合作過程中,企業(yè)應(yīng)與學(xué)校開展交流,分享人才需求,探討人才能力,以便學(xué)校調(diào)整和優(yōu)化人才培養(yǎng)方案,與礦業(yè)前沿需求相適應(yīng)。
(二)課程體系改革
煤礦生產(chǎn)向智能化、綠色化方向發(fā)展是未來趨勢,但部分學(xué)校煤炭類專業(yè)辦學(xué)過程中缺乏與企業(yè)之間的合作與溝通,沒有掌握學(xué)科發(fā)展的前沿動態(tài),課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容無大改進(jìn),部分課程過于老舊,存在辦學(xué)與市場相脫離的問題,導(dǎo)致人才培養(yǎng)質(zhì)量降低,難以滿足企業(yè)需求。
智能時代背景下,煤礦開采技術(shù)專業(yè)需要深化課程改革,基于采煤基礎(chǔ)知識,融入智能元素,建立新的符合專業(yè)需求與發(fā)展的課程體系,為人才培養(yǎng)提供教學(xué)規(guī)范。根據(jù)智能礦山背景下煤礦開采技術(shù)專業(yè)人才素質(zhì),除采煤專業(yè)課程之外,還需要增加關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、智能機(jī)電方面的知識。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面可單獨開設(shè)課程,主要學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)知識以及與智能礦山相關(guān)的智能傳感、傳感器方面的知識;通信技術(shù)可根據(jù)專業(yè)特色開設(shè)礦山安全監(jiān)測監(jiān)控、礦井通信等課程;計算機(jī)技術(shù)在礦山應(yīng)用廣泛,且為輔助技術(shù),單獨開設(shè)課程脫離主體技術(shù),可將所學(xué)計算機(jī)技術(shù)的知識融入其他主干課程,例如在智能采礦、巖層智能控制等課程中增加相關(guān)內(nèi)容;智能礦山機(jī)電技術(shù)可在原有礦山機(jī)械電氣類課程中進(jìn)一步增加人工智能、自動控制等內(nèi)容,優(yōu)化完善課程內(nèi)容。
數(shù)字礦山與深部開采也是智能礦山發(fā)展過程中需要考慮的重點內(nèi)容。在課程改革中需要強(qiáng)調(diào)數(shù)字礦山的重要性,開設(shè)相關(guān)課程,使學(xué)生掌握DImine、3Dmine等數(shù)字礦山軟件,增強(qiáng)學(xué)生的采礦設(shè)計與礦山綜合管控方面的能力;隨著開采時間的推移,淺部礦層被開采完之后,未來多數(shù)礦山將進(jìn)入到深部開采階段,在生產(chǎn)過程中面臨“三高”的問題,因此,職業(yè)學(xué)校建立課程體系時,需要在采礦、巖層控制、通風(fēng)等課程中增加深部開采的相關(guān)內(nèi)容,以滿足礦山生產(chǎn)需要。
(三)實訓(xùn)教學(xué)
職業(yè)教育必須將理論與實踐相結(jié)合,單純的理論學(xué)習(xí)脫離了生產(chǎn),不能對礦山工作環(huán)境產(chǎn)生真實體驗,難以將所學(xué)知識在工作中加以運(yùn)用。智能礦山不能僅僅停留在理論教學(xué),專業(yè)實踐也不容忽視,職業(yè)學(xué)校應(yīng)該將校內(nèi)實訓(xùn)室建設(shè)與校外智能礦山實踐基地的建立落到實處,加強(qiáng)學(xué)生實踐操作教學(xué)與實訓(xùn)實習(xí),同時充分發(fā)揮技能大賽的作用,以賽促學(xué),推進(jìn)實踐教學(xué)的進(jìn)步,提升學(xué)生操作能力與心理素質(zhì)。
在校內(nèi)實訓(xùn)室建設(shè)上,可以在已有資源的基礎(chǔ)之上,重點添置智能礦山相關(guān)的技術(shù)技能訓(xùn)練實訓(xùn)室,例如數(shù)字礦山軟件、模擬礦井、模擬智能采礦工作面、模擬礦山智能機(jī)械等,通過環(huán)境模擬實訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生對于礦井空間結(jié)構(gòu)、采礦工作面的掌握,使學(xué)生感受并理解智能礦山,掌握智能技術(shù);在實訓(xùn)課程教學(xué)上,采煤專業(yè)沒有太多實操性的課程,對于礦圖繪制、CAD、通風(fēng)設(shè)計、采礦設(shè)計等實踐要求較高的課程,需要嚴(yán)格把關(guān),結(jié)合實際案例與課程規(guī)范進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo),訓(xùn)練學(xué)生采礦必備的制圖能力、設(shè)計能力等;培養(yǎng)學(xué)生實踐能力,還需要建設(shè)校外實訓(xùn)基地,為緊跟行業(yè)前沿與未來發(fā)展,煤礦開采技術(shù)專業(yè)校外實訓(xùn)基地的建設(shè)可以選擇擁有智能采礦工作面的礦企或已經(jīng)建成智能礦山的企業(yè),為學(xué)生實習(xí)提供場地保障,通過現(xiàn)場實習(xí)使學(xué)生掌握“智能元素”。
(四)校企合作
除了改進(jìn)專業(yè)本身,校企合作也是專業(yè)建設(shè)與發(fā)展的有效措施。采煤屬于大規(guī)模、工程性與應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè),高校難以獨自進(jìn)行智能礦山研究與工藝應(yīng)用研發(fā)等工作,若脫離企業(yè)支持,學(xué)校難以保障學(xué)生實習(xí)與就業(yè),同時專業(yè)教師難以掌握一線生產(chǎn)工藝,專業(yè)招生也會遇到困境,良好的校企合作有利于學(xué)生實習(xí)就業(yè),同時吸引生源。此外,企業(yè)如果離開學(xué)校獨自發(fā)展,不能發(fā)揮人才培養(yǎng)的導(dǎo)向作用,也難以獲得高素質(zhì)人才,無法實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。學(xué)校與優(yōu)質(zhì)智能礦山企業(yè)建立校企合作關(guān)系,采用“校企合作、訂單培養(yǎng)”培養(yǎng)模式可加強(qiáng)學(xué)生實踐鍛煉,使學(xué)生直接接觸采掘工作面生產(chǎn)、組織制定采掘一線技術(shù)措施和工程質(zhì)量管理等工作,并使學(xué)生直接參與智能采礦工作、進(jìn)行智能礦山技術(shù)應(yīng)用,有效地保障學(xué)生頂崗實習(xí)質(zhì)量,培養(yǎng)出滿足市場需求的高技能采煤技術(shù)人員,同時提升畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量。而高質(zhì)量的人才培養(yǎng)與就業(yè)又可吸引優(yōu)質(zhì)生源,實現(xiàn)專業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。
校企合作存在諸多優(yōu)勢,但在校企合作過程中,為保障校企雙方的合作可持續(xù)性并實現(xiàn)互利共贏,學(xué)生的引導(dǎo)與培養(yǎng)至關(guān)重要。在獲得企業(yè)實訓(xùn)場地支持的同時,學(xué)校除了優(yōu)化人才培養(yǎng)之外,也需要加強(qiáng)對學(xué)生的管理與約束。煤礦企業(yè)生產(chǎn)危險程度高,智能采掘等設(shè)備價值高,不當(dāng)操作可能導(dǎo)致設(shè)備故障或停產(chǎn)事故,影響礦山正常生產(chǎn),學(xué)生在實習(xí)前需經(jīng)過嚴(yán)格的安全培訓(xùn)與教育,學(xué)生參與采礦生產(chǎn)需要實訓(xùn)導(dǎo)師的把關(guān),學(xué)生應(yīng)該嚴(yán)格服從導(dǎo)師管理。同時,定向培養(yǎng)或訂單班等培養(yǎng)方式需要遵循自愿選擇的方式,學(xué)校應(yīng)該合理引導(dǎo),加強(qiáng)專業(yè)文化教育,以免學(xué)生認(rèn)為就業(yè)無憂而不認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識,以及在畢業(yè)時不服從就業(yè)安排重新?lián)駱I(yè)等情況發(fā)生。
五、結(jié)論
第一,智能礦山背景下煤礦開采技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)以市場需求和行業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向,與智能礦山結(jié)構(gòu)與技術(shù)相結(jié)合,專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)應(yīng)以采煤知識為基礎(chǔ),兼顧礦井通信、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能機(jī)電、計算機(jī)技術(shù)等智能元素。
第二,智能礦山人才培養(yǎng)的難點在于高職學(xué)生基礎(chǔ)較差、學(xué)生實習(xí)實訓(xùn)困難、專業(yè)認(rèn)可度低、教師不熟悉一線生產(chǎn)、缺少智能礦山系統(tǒng)教材等,可對應(yīng)采取創(chuàng)新教學(xué)方式、推進(jìn)校企合作、培養(yǎng)學(xué)生“采礦精神”、加強(qiáng)教師企業(yè)鍛煉、完善教材等方式予以改善。
第三,智能礦山人才培養(yǎng)的關(guān)鍵是:把握企業(yè)人才能力要求,深化課程體系改革,新增智能課程或融入智能元素;添置智能實訓(xùn)設(shè)備并完善實訓(xùn)教學(xué);推進(jìn)與優(yōu)質(zhì)智能礦山企業(yè)的校企合作,保障實習(xí)質(zhì)量與就業(yè)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1][8]韓建國.神華智能礦山建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范[J].煤炭學(xué)報,2016(12):3181-3189.
[2]錢建生,胡青松.智能煤礦建設(shè)路線與工程實踐[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2020(7):109-117.
[3]任文清,高小強(qiáng).智能礦山建設(shè)實踐及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 工礦自動化,2021(2):116-120.
[4]王國法,龐義輝,任懷偉.煤礦智能化開采模式與技術(shù)路徑[J].采礦與巖層控制工程學(xué)報,2020(1):5-19.
[5]姜亮.人工智能技術(shù)在礦山智能化建設(shè)中的應(yīng)用初探[J].信息記錄材料,2020(9):204-205.
[6][9]崔亞仲,白明亮,李波.智能礦山大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2019(3):66-74.
[7]丁自偉,柴敬,解盤石,等.新工科背景下采礦工程專業(yè)智能開采人才培養(yǎng)探索[J].煤炭高等教育,2020(6):79-84.
[10]張培森,秦忠誠,劉進(jìn)曉.新工科背景下基于能力導(dǎo)向的采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探討[J]. 教育教學(xué)論壇, 2018(22):76-78.
(責(zé)任編輯:劉東菊)
Research on the Cultivation of Professional Talents in Coal Mining Technology under the Background of Green Intelligent Mine
ZHOU Ji-guo, JIAO Jian, SUN Xiao-hui, CHEN Ji-xun
(Lanzhou Petrochemical University of Vocational Technology, Lanzhou Gansu 730207, China)
Abstract: The coal industry is rapidly developing in the direction of green and intelligent, and the supply of high-quality professional and technical talents is indispensable. In order to study how to improve the training of professional and technical talents in the field of intelligent mine under this background, combining with the green intelligent mine structure and technology. This paperis going to analyze the required professional quality of coal graduates, and to explore the difficulties and key points of training coal talents. According to related studies and the study results of this paper, the coal graduates professional quality should include five aspects: coal base, mine communication, mine Internet of things, computer technology, and the mine intelligent electromechanical. At present, in the development of the intelligent mine teaching, there are still the following difficulties in the cultivation of professional coal talents , such as the weak foundation of students, difficulties in practical training and practice, lack of professional identity, lack of systematic intelligent mine teaching materials, teachers are not familiar with intelligent mining, etc.. Therefore, corresponding measures should be taken to improve it in the future. The key to the cultivation of intelligent mining professional talents lies in deepening the curriculum reform, adding intelligent courses or integrating intelligent elements, adding intelligent practical training equipment to optimize practical teaching, and carrying out school-enterprise cooperation with intelligent mining enterprises on the basis of grasping the needs of corporate talents.
Key words: intelligent mine;coal mining technology; talents training; professional quality
作者簡介:周繼國(1994—),男,碩士,蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)資源環(huán)境工程系助教,研究方向為采礦工程教學(xué);焦?。?968—),男,碩士,蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)資源環(huán)境工程系教授,研究方向為采礦工程教學(xué);孫曉慧(1994—),女,碩士,蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)部助教,研究方向為教育學(xué);陳繼勛(1979—),男,蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)資源環(huán)境工程系副教授,研究方向為礦山機(jī)電。
基金項目:甘肅省高等學(xué)校創(chuàng)新基金項目“‘綠色礦山建設(shè)’背景下煤礦開采技術(shù)專業(yè)人才供給改革研究”(項目編號:2021B-588);甘肅省高等學(xué)校創(chuàng)新基金項目“煤礦智能化開采條件下高職學(xué)生崗位適應(yīng)能力的研究與實踐”(項目編號:2021A-301)