劉波 何夢瑤 柳曉飛

（1.贛南科技學院，江西贛州 341000；2.江西理工大學應用科學學院，江西贛州 341000）

1 研究背景

第四次科技、產業(yè)革命對我國的高等教育培養(yǎng)人才提出了更高的標準和要求，“新工科”建設應運而生。“新工科”建設是對科技革命和產業(yè)革命的積極回應，是深化高等工程教育改革、是培養(yǎng)多元化與創(chuàng)新型的卓越工程科技人才的必然路徑。

綠色、高效、節(jié)能、智能化是傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展方向，礦業(yè)領域也將迎來深刻變革。堅持以信息化、工業(yè)化互相促進相互協(xié)調，走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路，礦山行業(yè)的技術變革勢在必行。以大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的第四次工業(yè)革命和產業(yè)變革以前所未有的發(fā)展速度、影響范圍改變著一切，與中華民族偉大復興進程形成歷史性交匯。通過利用人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網等為代表的高新技術的途徑，改造升級礦山行業(yè)現(xiàn)狀。加快我國智慧化礦山建設，已經成為礦業(yè)行業(yè)適新時代中國特色社會主義發(fā)展必然趨勢。

采礦工程類專業(yè)教學主要培養(yǎng)學生運用各種專業(yè)的理論知識和礦山開采過程中解決問題的能力。全國設置采礦類的高校數(shù)量不多，其現(xiàn)在的培養(yǎng)模式仍套用的是計劃經濟體制內的傳統(tǒng)培養(yǎng)方式。傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方式存在以下幾個弊端，首先，課程只是設置簡單，教材陳舊；其次專業(yè)面知識面涉及的方向較少，無法適應現(xiàn)代礦山技術的發(fā)展；最后實踐課程少，理論與實踐基本脫鉤，難以適應現(xiàn)代礦山行業(yè)對人才的需求。因此，積極探索新工科背景下改革，面向未來智慧礦山應用型人才，服務智慧礦山建設戰(zhàn)略發(fā)展新需求，培育新工科背景下智能開采人才，是我國金屬礦山行業(yè)轉型升級的需要，也必將成為采礦工程人才培養(yǎng)的新趨勢。

2 智慧礦山背景下采礦工程人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及存在問題

目前，贛南科技學院采礦工程專業(yè)現(xiàn)有人才培養(yǎng)方案中對畢業(yè)生的要求基本是：掌握從事采礦工程專業(yè)工作所需要的工程基礎和專業(yè)知識，具備運用這些知識進行采礦工程涉及生產與管理，以及將這些知識用于解決復雜工程問題的能力。掌握采礦學科的基本理論和基本知識，掌握礦床開采、地下工程、基礎工程、工程施工、生產技術管理、應用研究與技術開發(fā)的能力，能夠綜合運用理論和技術手段設計解決復雜采礦工程問題的方案。人才培養(yǎng)方案中，涉及的核心課程主要有巖石力學、爆破工程、礦床地下開采、礦床露天開采、礦井通風與除塵、井巷工程、礦山機械與智能裝備、充填理論等，從采礦工程課程設置與進度安排表可出，培養(yǎng)方案對學生的專業(yè)基礎理論和工程實踐等十分重視，然而涉及礦業(yè)智能化發(fā)展的課程則較少。

通過培養(yǎng)人才方案課程設置可以得出，課程專業(yè)涉及的廣度及深度均不夠，知識結構體系不完整。課程設置的先天不足導致培養(yǎng)的學生基礎理論學習和行業(yè)應用實踐脫節(jié)的問題，學生的工程實踐能力和應用創(chuàng)新能力較低。采礦工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的效果不理想，畢業(yè)生難以完全適應中國特色社會主義市場經濟發(fā)展。因此，智慧礦山建設應作為重點課程予以完善。

表1 采礦工程專業(yè)主要課程設置與教學進度安排表

3 智慧礦山建設目標

智能礦山基于現(xiàn)代智能化理念，關注效率問題、安全問題和效益問題，智慧礦山是基于物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，集成各類傳感器、自動控制器、傳輸網絡、組件式軟件等，形成一套智慧體系，能夠主動感知、自動分析，依據(jù)深度學習的知識庫，形成最優(yōu)決策模型并對各環(huán)節(jié)實施自動調控，實現(xiàn)設計、生產、運營管理等環(huán)節(jié)安全、高效、智能、綠色的礦山。

智慧礦山是以礦山數(shù)字化、信息化為前提和基礎，對礦山生產、職業(yè)健康與安全、技術支持與后勤保障等進行主動感知、自動分析、快速處理，智慧礦山的建設最關鍵就是實現(xiàn)礦山安全、高效、綠色回采。

智慧礦山的建設目標主要有以下幾個方面：

（1）通過信息互聯(lián)網技術，建立礦山生產、經營、管理全過程、全流程的智能化管控平臺，實現(xiàn)對礦山的動態(tài)監(jiān)控，做到資源共享和統(tǒng)一管控，不斷提高礦山的經濟效益和行業(yè)競爭力。

（2）利用GIS 和BIM 技術，為智慧礦山應用提供三維一體化的服務、礦山工程及設備的全生命周期管理等服務和工具實現(xiàn)礦山數(shù)字孿生。

（3）全面感知井下人、機、環(huán)等的位置、狀態(tài)，并可以對設備進行控制。提升企業(yè)智能化安全管理水平，通過智能視頻、人員定位等技術。通過軟件定義，實現(xiàn)井上下人機、環(huán)、管信息的強實時關聯(lián)、融合與智能聯(lián)動，實現(xiàn)本質上的安全目標。

（4）利用大數(shù)據(jù)、視頻圖像處理、數(shù)據(jù)挖掘等技術，對礦壓預測、應急事故實現(xiàn)動態(tài)管理，提高數(shù)據(jù)管理推送的準確性，提高可視化礦山的建設水平。升級礦山的安全、生產、經營的智能分析、自我學習與輔助決策。提升企業(yè)的綜合競爭力，同時緩解礦業(yè)人員流失、人才短缺的問題。

4 智慧礦山人才培養(yǎng)路徑

隨著智慧礦山的不斷推進，對采礦工程專業(yè)人才的需求更加迫切，這就要求學校要進一步修訂和完善人才培養(yǎng)方案，構建符合礦業(yè)發(fā)展的智慧采礦人才培養(yǎng)模式。主要從以下幾個路徑進行改革探索：

（1）明確人才培養(yǎng)新目標。通過對多家礦山企業(yè)的調研，智能采礦人才必須具備現(xiàn)代智慧礦山開采技術、軟件工程、數(shù)據(jù)處理、運營管理等知識基本原理及其應用能力。新工科下采礦工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標應具有正確的世界觀、人生觀、價值觀，愛國、誠信、友善、守法，具備良好的人文科學素養(yǎng)、社會責任感和職業(yè)道德，人格健全完善、崇尚科學，德才兼?zhèn)?、知行合一。掌握采礦學科的基本理論、現(xiàn)場的實踐操作、智能化開采技術等，綜合運用理論和技術手段解決復雜問題的方案。

（2）智慧礦山培養(yǎng)重置。未來礦山行業(yè)的人才不僅需要具備最基本的專業(yè)方面的知識，還需具備礦山智能機器人、人工智能技術與應用、電氣自動化、現(xiàn)代通信、傳感與信息技術、人工智能等專業(yè)領域?，F(xiàn)有人才培養(yǎng)方案中，大部分智慧礦山所需要的技術均未開設相應的課程，培養(yǎng)的人才難以滿足礦山行業(yè)發(fā)展的需要。所以專業(yè)課程的調整顯得尤為必要。課程體系建設上增加《工程測量與3S 技術》、《python語言》、《礦山物聯(lián)網技術》等專業(yè)基礎課程的學習。在專業(yè)核心課程，將引入新概念和新技術，設置《智能采礦學概論》、《礦山機械與智能裝備》、《智能礦山管理信息系統(tǒng)》、《礦山現(xiàn)代測試技術》、《采礦過程數(shù)值模擬》、《數(shù)字軟件建模與應用》等課程。形成完備的、相互融合的適應智慧化礦山建設需求的課程設置。

（3）組建跨學科、高層次的優(yōu)質師資團隊。智慧化礦山涉及多領域、多學科相互交叉與融合的學科。因此，需要跨學科、跨部門、跨單位組建授課教師團隊。鼓勵教師到礦山企業(yè)部門以技術顧問方式鍛煉，深入基層開展調研，了解礦山企業(yè)的實際需求，提升師資隊伍整體實戰(zhàn)化能力和授課水平。

（4）精心打造采礦工程智能實驗教學平臺與實習基地。加強學科平臺建設，包括科研平臺和教學平臺，沉浸式和交互式虛擬仿真實驗教學，模擬井下實踐過程，完成實踐操作。構建“產學研”為一體的人才培養(yǎng)機制。以“校企合作”和“校際合作”的模式共同建立智慧礦山實訓教學系統(tǒng)實驗室和實訓基地。智能采礦人才培養(yǎng)需要礦山企業(yè)的深度參與，積極與智慧礦山建設示范企業(yè)。如與銅陵有色集團有限公司、安徽省廬江龍橋礦業(yè)等建立了長期的合作關系，并建立了穩(wěn)定的實習基地。

5 結束語

在新工科建設背景下，智慧礦山課程建設將為礦業(yè)人才培養(yǎng)體系完善和礦業(yè)工程智能轉型提供良好基礎。同時，地方高校應結合自身資源優(yōu)勢，緊追行業(yè)發(fā)展形勢，以智慧礦山發(fā)展為契機，完善礦業(yè)人才培養(yǎng)體系，為未來礦山行業(yè)提供基礎扎實能力卓越的采礦科技人才發(fā)揮應有的作用。