浅析采矿工程实验室的建设与管理

王少勇，　陈顺满，　周　勃

(北京科技大学 a. 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室； b. 土木与资源工程学院， 北京 100083)

0　引　言

随着科学技术的进步，各大高校纷纷扩招，而开设采矿工程专业的院校也在逐渐增多，社会对人才的需求量也逐渐增加，同时对人才的实践能力和创新能力的要求也更高，这就要求各大高校和科研院所能培养出更多高质量的复合型人才[1-4]。采矿工程是一个工程应用较为明显，且实践性要求较高的学科，这就要求在采矿工程专业扩招的同时，采矿工程实验室的建设也需与其共同发展[5-6]。

培养实践能力和创新能力强的专门型人才在很大程度上取决于该学科实验室的教学水平，而实验室教学水平高低又主要取决于实验室建设和发展的好坏[7-8]。采矿工程作为一个传统的行业，主要侧重于地下岩土体的开挖、边坡稳定性分析、水利工程等，对专业的实践能力要求更为明显，因此，必须采取强有力的措施，推动全国高校采矿工程专业实验室的建设与管理，更好地为采矿工程专业学生服务[9]。

1　采矿工程专业实验室建设的必要性

(1) 人才培养的需要。矿产资源作为国家资源的命脉，对国家的经济发展具有重要的推动作用。采矿工程作为我国相对较传统的学科之一，主要培养具有矿山开采施工、设计及科研方面的实践型和创新型人才[10-12]。在过去10多年间，由于社会经济的大力发展，采矿工程学科也得到了较大发展，需要进行采矿工程实验教学和科研的学生人数在大幅增加，同时采矿工程也由宏观的研究逐渐向细观研究方向发展，这对实验设备的要求也更高。因此，需要建设具有设施相对齐全，管理制度较好的采矿工程专业实验室，培养出更加优秀的人才。

(2) 专业建设的需要。根据采矿工程相关专业培养的目标及社会对采矿工程人才知识的需求，要求采矿工程专业掌握矿山通风、开采、排水、自救等相关知识，而这些专业知识对动手能力和实践能力要求较高，必须对相关专业学生开设矿井通风、采矿方法设计、岩石力学强度分析、矿山自救系统设计等相关的实验课程[13]。

(3) 教学资源共享的需要。纵观全国开设采矿工程专业的院校，除了一些经费较多的中南大学和中国矿业大学的实验设施相对较齐全，大多数采矿工程专业院校都没有设备较为齐全的采矿工程实验室，这与采矿工程建设和日益增长的采矿工程实验的需求不符，将会较大地影响采矿工程专业学生的进一步发展。随着各大高校的发展，学校招生规模逐渐增加，可将各大采矿工程专业院校划分为几大区域，联合起来共建采矿工程专业实验室，实现采矿工程专业实验室资源共享，避免重复建设[14]。

(4) 科学研究和产学研结合的需要。采矿工程作为较传统的工程学科，实验室在服务本科教学的基础上，还可为矿山施工企业及科学院所服务，因此，设施齐全的采矿工程实验室不仅可为采矿工程专业学生必要的教学和科研条件，还可为企业进行服务。

2　采矿工程专业实验室建设现状

(1) 资源分配不合理。全国涵盖开设有采矿工程专业的院校接近30所，资源分配出现两极分化现象，中国矿业大学和中南大学拥有国家级重点实验室，各项实验设施相对较为齐全，而很多力量相对薄弱的高校中的三轴抗压强度和剪切实验都无法完成[15]。

(2) 采矿工程专业实验室面积不足。通过对各大高校采矿工程专业实验室调查分析，发现大部分高校均未设置专门的材料堆放场地，而实验设计的材料多为岩石、水泥、砂石料等，一般实验周期较长，堆放的物料较多，灰尘较大，实验室不易保持整洁。其次，采矿工程实验所需的设备体积较大，占地面积相对较大。

(3) 实验设备落后。随着采矿工程学科的发展，采矿工程逐渐由宏观向细观力学方向发展，高校的实验设备仍然停留在20世纪70～80年代，拥有的单轴和三轴实验室已不能满足基础实验的需求，基本没有新的设备投入。因此，很多采矿工程专业院校实验设备不仅不能满足本科生的教学，也不能满足科学研究的需要。

(4) 采矿工程专业实验技术人员比例分配不合理。很多高校对实验室工作不够重视，把实验室管理仅仅当作该学科中的一个辅助，专职实验员和兼职实验员的比例分配失衡。因此，很多高校的采矿工程实验室难以形成技术有优势、实践能力较强、学术层次分明的实验室教学管理队伍，对采矿工程的教学、科研和创新的发展都极为不利。

3　采矿工程专业实验室存在的问题和难点

目前各高校教学、科研以及管理水平的高低与该学科实验水平密切相关，而采矿工程更加侧重于现场应用，因此，采矿工程实验室对于采矿工程的教学和科研不容忽视。笔者通过对采矿工程专业实验室建设的必要性和建设现状进行分析，发现采矿工程实验室存在诸多问题[16-17]。

3.1　教学问题

(1) 经费投入不足，实验设施较差。一方面很多采矿工程实验室设备不够齐全，有些需要实验室教学的课程无法开展，严重影响采矿工程正常的教学。

(2) 理论与实践不能较好结合。采矿工程涉及到测量、地质、通风、岩石力学、露天开采和井下开采等课程，这些课程都是实践性较强的课程，需结合相关实验及模拟模型来进行教学。由于实验室条件等因素的限制，很多采矿工程院校都过多注重理论知识的教学，而忽视了实验室教学。

(3) 实验创新性不足。在本科生的教学中，一般采矿工程院校都只是建立了一些基本的三维露天矿山模型、地下开采采矿方法模型、通风系统模型及地质标本展览室等，在教学中并未组织学生进行地质标本辨识实验及动手建立采矿方法模型、通风系统模型等，导致学生对采矿工程现场专业知识掌握的不够透彻。

(4) 实验室教师队伍配备不合理。纵观采矿工程类院校采矿工程实验室，实验教师队伍一般由年轻的硕士或者博士组成，缺乏有丰富经验的教授或者现场经验丰富的工程师，影响实验教学。

3.2　科研问题

采矿工程专业涉及面较广，且采矿工程现场环境较复杂，很多矿山在生产过程中都需要高校和科研单位来提供技术支撑，而这些科研项目都需要将现场情况与实验相结合。一方面，受高校实验条件的限制，很多基础性的实验无法进行，严重制约科研项目的开展；另一方面，采矿工程实验室设备较少，本科生教学任务较重，不能很好地平衡科研与教学的管理，影响科研实验的有效进行。

3.3　管理问题

(1) 实验教师处于从属地位。在采矿工程专业的教学中，实验教学被认为是教学中的一个辅助，有些高校把考核不合格的教师或者业务能力相对较低的老师分配到实验岗位，对专门从事实验教学岗位的教师缺乏足够重视，导致实验室教师工作的积极性不足。

(2) 网络化管理平台薄弱。采矿工程实验室涉及面较广，且实验室教师队伍分配不合理，很多都为兼职实验员，造成实验室管理混乱。很多高校采矿工程实验室仍采用较为落后的人工管理手段，效率较低。而采用网络化的管理平台，可大大提高实验室管理效率。

(3) 实验室缺乏对外交流，开放时间不够。由于实验教师大多为兼职教师，因此，实验室的开放时间大多为教学时间，其它时间开放较少。其次，实验课程设置较为单一，难以接纳高水平的学者来访问交流，也就难以将国际上高水平的实验成果引进实验教。

(4) 资源无法共享。在开设采矿工程专业的院校中，大部分高校的实验室设备都不够齐全，这就需要管理工作者能够采取有效的管理措施对实验室进行管理，制定合理有效的措施共享实验室资源，以实现各大采矿工程专业实验室资源共享，提高采矿工程专业学生的实验教学和科研质量。

3.4　实验室开放难

随着全国采矿工程学生人数的增加，而采矿工程实验室的设备存在严重的陈旧及欠缺现象，导致很多高校的采矿工程实验课程不得不分组进行，学生的实验周期较长，同时增加了实验教师的教学任务量，最终在学习成绩评定的时候，也会缺乏一个相对公平的评分机制。实验室场地面积和实验设备有限，很多基础的采矿工程实验无法进行，有些设备仅能供学生进行参观，学生的动手能力缺乏，使得学生无法对采矿工程实验方案及目的进行更加深入了解。

4　采矿工程专业实验室建设与改革对策

矿产资源是国家经济发展的命脉，培养具有实践能力和创新能力的高水平技术人才对提高我国采矿技术水平具有重要的意义。采矿工程专业实验室是培养学生具有较强实践能力和创新能力的基础，因此，针对国内采矿工程院校存在的问题，需提出强有力的实验室建设与改革措施[18-20]。

4.1　建设采矿工程专业教学、科研实验室

根据采矿工程专业培养需求，首先需建设能满足本科生教学需求的实验室平台，在此基础之上，可进一步建设资源共享的区域型实验平台，不仅为本校学生的教学提供服务，也可为该区域高校的本科生教学提供教学平台。采矿工程实验室不仅需满足实验室的教学任务，也是研究生进行科研的基础。学校应根据采矿工程研究方向，加大实验设备投入力度。协调好教学实验与科研的关系，尽量将教学实验集中安排，既方便实验教师的管理，又提高了实验室的利用率。

4.2　增加采矿工程实验室设备经费投入

现有的采矿工程实验室与采矿工程的招生规模不相适应，一些不能满足现有教学需求的实验设备必须淘汰。学校需积极筹集采矿工程实验室建设经费，为采矿工程专业实验室配备更多先进而紧密的实验仪器。实验室运行过程中，需加强实验室管理，提高实验室的利用率。同时，实验室应建立相关的奖励措施，调动老师和学生的积极性，充分利用实验室的教学和科研资源，以实现实验室的最大利用价值。

4.3　实验室实行开放式管理

采矿工程学科为实践性较强的学科，很多教学和科研需通过实验进行验证。而采矿工程实验室的设备偏向于大型化，且实验设备数量非常有限，因此，需对实验室进行开放式管理，提高实验室资源利用率。

学校应建立实验室管理信息系统，学生可自己通过网上实验室预约系统进行预约，自主选择实验内容和实验时间，进行自己感兴趣的科研活动。学校还可将实验室作为大学生实验竞赛的场地，提高资源利用率，培养学生的创新实践能力。此外，开放性的专业实验室平台，不仅可以提高采矿工程专业的实践水平，而且老师和学生可利用实验室资源，充分进行科研项目研究，对老师和学生的科研能力、实践能力和创新能力的提高具有较大的促进作用。

4.4　加强实验室队伍建设

针对采矿工程实验室师资力量配置不合理的现状，学校应加强实验室师资队伍的建设，重视采矿工程专业的实验教学，并采取合理的奖励措施，让实验室教师感觉到自身的价值，引进更多具有丰富经验的实验人员投入到实验室教学中；学校应提高实验人员的学历层次，吸引更多具有高学历、高级职称的教师，使采矿工程专业实验教师比例更趋合理。学校应定期对实验室管理人员的业务水平及教学水平进行培训，提高实验人员的综合素质。

4.5　校企合作，开发利用校外采矿工程实验实训基地

采矿工程是一门实践性较强的工程学科，仅仅依靠室内实验来提高采矿工程专业学生的实践能力还是不够全面的，因此，需要学校加强与企业单位合作，大力建设采矿工程校外实验实训基地，为学生提供较好的实训条件，方便学生将理论知识与现场实践有机的结合在一起。此外，开发校外采矿工程实训基地，企业提供实训场所和设备等硬件保障，学生可将所学理论知识应用于现场，为企业提供技术支持，实现企业与高校双赢。

5　结　语

矿产资源是国家经济发展的命脉，培养出更多更加优秀的采矿工程专业技术人才具有重要的意义。而采矿工程专业为应用型工程学科，涉及到大量的室内实验和现场工程实验，现有的采矿工程院校实验室建设及投入力度不够，因此，国家及高校应加强对采矿工程专业实验室建设的重视。本文针对目前采矿工程专业实验室建设与发展过程中存在的一些问题，从采矿工程专业教学、科研等方面提出了相应的对策，只有不断的对采矿工程专业实验室进行改革，才可提高采矿工程专业实验室的教学和科研平台，满足采矿工程专业人才的社会需求，为采矿工程专业的发展提供更加坚实的基础。

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