海外矿山人才培养新模式探讨*

蒋先尧，卢二伟，姚 松

（中色非洲矿业有限公司，赞比亚 基特韦 22592）

1 引言

中色非洲矿业有限公司（以下简称“中色非矿”）谦比希铜矿东南矿体为一大型地下铜矿，建设规模年采选矿石330万t，生产精矿含铜5.68万t。东南矿体埋藏深，开采深度700～1100m，矿体厚度平均9.6m，品位偏低，地质品位2.07%。在当前的铜价情况下，受不断上升的能源、电力价格和赞比亚当地税收政策的挤压，如果采用常规的开采方法，很难具备较强竞争力。

为破解这一局面，中色非矿为东南矿体引进了先进采矿设备和系统以提高矿山生产效率、降低生产成本，提升安全水平。大部分设备和系统均为全球最先进的矿山设备和系统，包括山特维克自动化凿岩台车DD422i，支护台车DS411，铲运机LH514和矿卡TH430、TH540，GetMan装药台车、撬毛车和一系列服务车，配备AutoMine自动化出矿系统、运矿系统和OptiMine矿山生产管理系统。但是在赞比亚当地很难找到满足先进设备、新采矿模式要求的人才，为此，中色非矿创新方法，通过与山特维克合作培养操作工培训师，创新人力资源获取方法，充分使用现代化教学学习系统并引入无轨设备操作模拟器培养操作工，持续跟踪和提高操作工技能等方法和手段探索海外智能化矿山操作工培养新模式，为东南矿体的顺利投产和按时达产奠定基础。

2 操作工培训师培养

为了培养大量先进无轨设备操作工，中色非矿首先通过与山特维克合作为东南矿体培养了一批既精通设备理论与操作，又通晓生产管理的高素质操作工培训师。针对先进设备和系统，中色非矿制订了一套完整的培训计划，采取“理论+模拟”的模式，理论培训包括自动化设备基础理论和操作理论，在模拟培训中模拟真实井下全流程作业。通过创新培训模式，旨在使整个培训理论与实践相结合，提高培训的专业性、针对性和实效性。

（1）理论培训。理论培训历时4个月，围绕东南矿体选用的自动化、信息化设备和系统，培训内容包括：设备机械原理、授课技能和专项设备培训。设备机械原理培训包含设备工作原理、各部件功能以及设备操作和维修保养；授课技能培训使学员掌握了作为一名合格培训师所必备的基本知识和技能；在设备专项培训中，中色非矿分3批次先后派出7组学员共20人次到山特维克芬兰工厂和美国GetMan工厂接受专项理论与操作培训，与工厂专家面对面，使学员深刻掌握了所学设备的工作原理及操作技能。

（2）井下跟班。理论培训后，培训师在谦比希铜矿主、西矿体参加了3周的井下生产跟班培训。为有针对性地学习设备操作和维护、采矿工艺及生产管理，根据所学设备，学员被分为掘进组、支护组、铲运组、服务组和中深孔台车组共6个小组，进行设备作业与维护、采矿工艺和生产管理跟班学习。

（3）模拟生产。为进行无轨设备的操作训练，培训师团队自主设计了无轨设备培训基地，分为地面场地和地下场地两部分。地面场地包含：地表行走训练区、铲装训练区、凿岩模拟训练区、支护模拟训练区，如图1所示。井下实验采场用于模拟信息化、自动化采矿全流程作业培训。通过为期两个月的地表行走训练和模拟操作培训后，所有的学员都已熟练掌握了设备的操作，并完成了设备标准操作程序的编写。

图1 地面培训场地

井下模拟生产培训，既是一个不断熟练设备操作的过程，又是一个不断熟练井下标准作业的过程，更是解决实际问题积累经验的大好机会。井下模拟实际生产过程中遇到了各种各样的问题，比如岩性变化时凿岩参数的调整，钻杆堵塞的预判与处理技巧，爆破设计的优化与装药量的控制、井下生产管理等，通过不断的发现问题解决问题，学员的能力得到不断提高。同时，井下模拟生产也取得了骄人的成绩。通过严格按照设计凿岩，在岩石条件较差的情况下，没有发生较大的超挖欠挖情况，巷道轮廓较为规整，炮孔利用率接近100%，免去了处理残孔和根底的麻烦，单炮进尺最高达到4.9m。OptiMine生产管理系统将所有人员、设备、作业场所整合在一个平台，通过该系统安排任务、管理任务，可实时了解井下任务进展、设备状态，并与井下人员实时沟通，使工序衔接及时紧凑，生产管理简单高效，地下矿山透明可视。图2为地下凿岩培训。

图2 地下凿岩

3 人力资源获取

人力资源是公司发展的最重要因素之一，进入赞比亚20年以来中色非矿积极承担社会责任和维护中赞友谊，为解决当地就业和提升劳动者素质作出了突出了贡献，在人力资源获取方面一直坚持本地化、专业化和科学化。

（1）本地化。中色非矿始终坚持员工本地化原则并注重文化交流与融合。针对当地人力资源及人员素质的实际情况，通过加强安全教育培训以及设备基础知识培训不断其提高业务素质和职业水平。多年来中色非矿在推进本地化方面积累了丰富的经验，主要包括：以培育文化认同感和职业忠诚度为重点，不断加强对当地雇员价值观和中色非矿企业文化的融合；为当地雇员提供教育培训机会，快速提高其专业技术水平和综合管理能力，加强中赞文化的融合及团队精神建设。图3为首批操作工在培训基地。

图3 第一批操作工

（2）专业化。智能化矿山对人才的专业化水平提出了更高的要求，因此，中色非矿在人力资源的获取过程中非常注重专业化。主要体现在两方面：专业化的招聘团队和专业化的招聘流程。中色非矿采矿车间组建了由各设备系统培训师和生产管理人员组成的专业化招聘团队，邀请招聘团队中最终需求方参与面试，确保通过面试的人员具备相应的素质，符合要求。专业化的招聘流程包括：招聘宣传、简历收集、简历筛选、通知面试、安排面试、通知入职。简历筛选会综合考虑应聘者的工作经验、文化程度、英语水平、年龄、性别等因素，专业的招聘团队进行严格把关。

（3）科学化。操作工的理解能力和反应速度将直接影响工作效率，因此在面试时需要对其理解能力和反应速度进行测试。采用先进的技术可以准确快速地完成测试，为此，中色非矿引入Dover Systems测试系统测试应聘者的理解能力和反应速度，图4中操作工正在进行Dover测试。

Dover Systems是采矿，制造，建筑，运输和相关行业中使用反应技能与能力测试系统。目前Dover测试已成为机械与设备操作工的招聘和安全评估的一个组成部分，用于测试颜色、声音和脚部协调，不同压力条件下的表现，识别环境变化的能力，专注和注意力，应变能力，安全和生产力评估。采用Dover System进行反应测试具有标准可靠，简单易操作，高效的优点。

图4 Dover测试

4 现代教学和学习系统的应用

为了加强培训的质量和提高培训的效率，新培训模式积极采用最为先进的虚拟现实（Virtual Reality，缩写VR）技术，并使用在线学习系统来增加学习的趣味性，降低培训师的工作强度。

4.1 VR教学系统

（1）东南矿体VR教学系统。中色非矿运用VR技术建立了一套包含矿山总图布置、地质资源、生产八大系统、采矿方法和选矿的数字化矿山生产系统，从矿区到各个生产工作面均采用虚拟仿真技术进行模拟，结合多媒体技术对相应的场景设备和安全操作规范给予文字、语音、视频、动画说明。系统可模拟矿山可能发生的各种事故过程，并根据事故发生原因指导如何紧急逃生与自救。图5为东南矿体VR培训系统的架构。

图5 东南矿体新员工VR培训系统

（2）VR系统应用的意义。VR教学系统具有生动有趣、易于理解、效率高的优点，将其应用于矿山培训还有更加特殊的意义。使用VR创造近似真实的环境，在虚拟的环境中可以非常安全地如同在现场学习一样，可避免真实的培训环境所带来的各种危险。使用VR系统可打破时空限制，员工可以随时进入到地面和地下各个场所，可以很清晰地掌握各个生产工序之间的关联。

4.2 在线学习系统

在线学习系统可大大方便员工的学习和培训，同时利用丰富的媒体，可吸引员工的兴趣，引导他们通过模块学习基本的入门知识和安全知识，直至更复杂的操作层面的知识［1-2］。

在线学习系统可保证不同的培训师通过相对标准的培训内容进行教学，使培训标准化；将不同的教学内容加入该系统，使培训内容不断扩展；每名学员可以根据自己的学习进度进行学习，使培训个性化；可通过不断强化练习提高培训质量；通过整合视频、图像、插画、提示语，丰富培训体验，使培训更具吸引性。

5 设备操作模拟器的应用

将设备操作模拟器用于培训已广泛应用于汽车驾驶培训、飞行员培训、港口起重工培训，尤其是在高风险、高成本的工业生产中。无论是航天飞机还是航空飞船，设备仿真模拟培训已经被证明可以大幅度降低风险、降低成本、降低设备故障率，同时可以提高培训效率。采矿业同样属于风险程度较高的行业，使用设备模拟器代替真实设备可以获得较好的培训效果，同时获得较好的安全效益和经济效益［3-6］。

5.1 设备操作模拟器

设备操作模拟器通过仿真设计，操作工可以在安全舒适的环境中进行不同情境下的设备操作模拟。通过与设备厂家的合作，模拟系统生产厂商可以最大化地模拟出真实的操作环境。设备操作模拟器包含三部分：操作平台、沉浸式体验操作舱、控制舱。

（1）操作平台。为了带来与真实设备操作相近的体验，模拟器生产商使用多轴可移动式操作平台来模拟设备行走，设计不同的操作环境路况模拟真实的行走状态，还能模拟出包括设备碰撞、凿岩设备凿岩震动的体验，图6为无轨设备模拟器操作平台。

图6 无轨设备模拟器操作平台

（2）沉浸式体验操作舱。沉浸式体验操作舱是独立的操作舱，通过与设备生厂商合作，将设备操作控制模块安装在操作平台上，利用投影技术与计算机强大的计算功能将仿真图像投影在操作舱，培训过程中，操作工视野宽度可达360°，进而模拟真实的驾驶体验。

（3）培训师控制舱。通过控制舱内的软件系统，培训师可以在监视器上对设备操作练习进行参数设定和修改：例如选择操作的起始点，根据真实矿山环境设定不同的岩石参数、爆堆形态、巷道内的路况，为设备设定一些随机的故障，并360°无死角实时监控操作过程，还可查看操作工操作日志，为操作工回放操作过程，生成练习的报告等。

5.2 设备模拟器的意义

设备模拟器利用虚拟仿真软件系统，通过三维建模，数学模拟等手段，可以真实反映发动机、制动系统、悬挂系统、液压系统，在整个过程向操作工提供类似真实操作的反馈，还可模拟设备故障及故障对相关系统的影响。基于仿真技术的培训可以纠正操作工的不良操作习惯，使其掌握安全操作规程，提高应对紧急情况的能力，提高培训的标准与进度，具有安全、标准、经济的优点。

（1）安全。矿山是高危的行业，使用的采矿设备均为特殊装备，直接下井进行设备培训存在安全隐患。培养操作工在紧急情况下的应急能力至关重要，如发动机起火、制动系统故障、台车卡钳、钻杆堵塞。通过使用模拟器培训，可以消除直接下井上车培训的安全隐患，同时可以通过学习紧急预案以应对突发状况，建立程式化的培训周期与评估系统，提高操作工的安全意识和特殊情况下的应对能力。

（2）标准。无轨设备操作标准化是矿山标准化建设的重要部分，也是确保操作安全、规范和节约的重要前提。而现实情况下操作工存在如滥用换挡，发动机超速，滥用制动系统，凿岩机的不当使用等很多不良操作习惯，极大地损害了设备的健康，造成设备性能下降、可用率下降、维护成本升高和寿命缩短。使用设备模拟器可发现不良操作习惯并培养标准操作习惯。因此，使用设备模拟器有助于养成正确的操作习惯，提升矿山的设备健康，安全和生产效率。

（3） 经济。相较于传统采用真实设备进行训练，使用设备模拟器进行训练会减少设备的占用，确保生产需求，降低设备损耗。同时，使用设备进行培训会消耗大量的燃油和轮胎，尤其是缺乏操作技能和经验的操作工学员使用设备时会导致轮胎频繁更换，也会造成设备损坏，造成巨大的培训成本。因此，使用设备模拟器能确保生产，减少设备伤害和损耗，具有非常明显的经济效益。

6 操作工技能跟踪与持续提高

操作工操作水平的持续提高是矿山效率提高的直接影响因素。如果长时间得不到指导或纠正，操作工会形成一些坏习惯，操作水平也会退步，因此进行技能跟踪和持续提高是中色非矿操作工培训新模式的关键一环。通过对操作工进行建档立卡并跟踪其操作技能，建立相应的管理系统定期操作工操作技能进行考核，根据结果进行再培训确保其操作技能持续提高。

6.1 操作工信息管理

操作工信息管理系统里包含了操作工的所有个人信息和培训信息，针对不同操作工设置个性化的培训内容，确保培训保质且高效。培训结束后，操作工将接受技能评估，通过评估后发证方可上岗，不通过则继续接受培训。操作工持证上岗后，其操作技能水平和工作表现也会被跟踪并进行记录。

6.2 持续培训

通过操作工信息管理系统，中色非矿结合生产实际开展两种类型的员工再培训工作，一是操作失当再培训，二是定期再培训。

图7 操作失当的再培训流程

（1）操作失当再培训。矿山错综复杂的环境要求操作工在进行生产作业时具备相应的应变能力，如果生产管理人员发现某操作工重复性操作失当，生产管理人员就需要将该操作工送返培训工区进行再培训，图7为操作失当的在培训流程。通过再培训可及时规避不当操作行为，对保护设备健康和提高作业效率意义重大。

（2）定期再培训。操作技能和知识会随着时间的推移逐渐消失，有很多原因会造成技能退化，因此须进行定期再培训以确保技能得到更新并保持良好状态。进行定期再培训有助于操作工的技能更新，保持标准操作程序，对提高安全水平和作业效率有很大的帮助。

7 结论

（1）人才培养是建设智能化矿山的关键，是确保先进装备高性能和矿山高效率的重要手段。中色非矿通过与设备厂商合作联合培养先进自动化设备操作工培训师，为先进设备的应用奠定了基础。

（2）中色非矿通过本地化、专业化和科学化的人力资源获取模式，深入实施属地化经营，积极承担社会责任，同时确保获得操作工满足岗位需求。

（3）在操作工培养的过程中，充分应用现代教学学习系统提高培训的质量和效率，引进设备操作模拟器提高了培训的安全水平，使培训更为标准，并大大降低了培训成本。

（4）操作工技能跟踪和持续培训能确保操作工技能的稳定和持续提高，有利于安全生产，设备健康，是安全、标准、高效和经济矿山建设的关键。