采矿工程专业实习创新模式研究

赵兴东 陈松 徐世达 邱鑫 代佳佳

摘  要：采矿工程专业是一门实践性较强的学科，而矿山实践学习却存在着学习周期长、危险性大、实践地点单一的问题，并受到来自人力、财力、物力和矿山现场条件等诸多方面限制。这使得目前采矿工程专业毕业生对矿山实际生产不够了解，专业自信和兴趣较为缺失，就业后需较长时间才能胜任工作。在传统的矿山实践学习中进行创新是改善和解决上述问题的关键。东北大学采矿工程创新实验班生产实习采用了分组交替实习和传统实习结合的方法，9天时间在莱州-招远一带，对三家黄金集团的六座矿山进行了深入的实践学习，学习实效性较强。

关键词：采矿工程专业;矿山实践学习;分组交替实习

Abstract： The mining engineering profession is a highly practical discipline， while the mine practice learning has the problems of long learning cycle， high risk and single practice location， and is subject to many limitations from manpower， financial resources， material resources and mine site conditions. This makes the current mining engineering graduates have insufficient understanding of the actual production of the mine， lack of professional confidence and interest， and it takes a long time to win after employment. Innovating in traditional mine practice learning is the key to improving and solving the above problems. Northeastern University Mining Engineering Innovation Experimental Class Production Intern adopts a combination of new internships and traditional internships. It took nine days to conduct in-depth practical study of the six mines of the three gold groups in the Laizhou-Zhaoyuan area. The learning effectiveness is strong.

采矿工程专业历史悠久，1909年焦作路矿学堂创办了国内第一个采矿工程专业，1926年东北大学创办了国内第一个黑色金属矿山采矿工程专业。

国内采矿工程专业学生因现场危险性较高、矿山生产时调度困难等问题接触矿山机会较少，而采矿工程专业对学科基础知识上的实践学习又有较高的要求，因此导致学生对专业真实情况不了解、对专业自信和兴趣不足，高校输出人才“实战”能力较差。

为解决此困扰，国内有高校提出使用虚拟现实技术建立仿真矿山替代部分实习[1，2]，经过实践仿真矿山辅助于课堂教学效果较好，但替代本科阶段的实习实效性不佳。采矿工程专业实习应当在传统矿山实践学习的基础上进行改进，传统矿山实践学习周期并不长，一般安排在1-2周内，实习地点往往只有一座矿山，学生在一次实习中下井感受矿山环境的机会较少，并且采矿方法和企业管理模式较为单一，不利于学生宏观了解行业现状和发展前景。因此，在较短时间内参观尽可能多的企业、尽可能多的矿山是亟需解决的问题。本研究将以东北大学采矿工程创新实验班生产实习为例，分析采矿工程专业传统矿山实践学习存在的问题并提出可改善现状的创新模式。

一、传统矿山实践学习

（一）传统矿山实践学习现状

传统矿山实践学习一般由学校或院系统一安排，出于安全性、经费和矿山现场条件的考虑，实习周期往往较短，人员集中且实习地点单一。以东北大学为例，采矿工程专业的大二认识实习和大三生产实习均安排在一周完成，地点位于距沈阳大约100公里的抚顺红透山铜矿和70公里的弓长岭铁矿，单次实习人数50-60人。

（二）传统矿山实践学习的特点

针对东北大学采矿工程历年实习经验，传统矿山实践学习有以下特点：

1. 学习周期短

学习周期一般由院系统一制定，体现在采矿工程专业的培养计划中，不易更改，认识实习一般为1周、2学分，生产实习一般为2周、4学分，其中后者实习过程中往往安排1周于校内进行资料查阅和学习。

2. 实习人数多

為方便管理，学校往往将所有同学集中在一起进行实习，在统一行动中尽可能保证同学们的安全，也为带队老师讲解提供了便利。但大规模实习会对矿山的生产调度产生一定影响，若矿山下井设备有限制需较长时间等待。同时人员集中，学生对老师讲授知识的理解也不到位。

3. 实习地点单一

实习企业和矿山单一，方便学校与矿山进行协调，但学习到的采矿方法、生产设备、企业管理模式较为片面，不利于学生对采矿方法的全面了解和掌握，也不利于学生接触矿业新成果、新理念。

（三）传统矿山实践学习的待改善点

通过分析传统矿山实践学习的特点与不足，找到以下待改善与可改善点：

1. 在规定时间内尽可能增加学生与矿山的接触时间。培养计划中要求的实习时间不易更改，因此应适当采用新技术、新手段提高校内准备工作的效率，适当缩短校内准备时间。

2. 实习学生在集中行动的同时应减少每次下井人数。出于经费和安全等因素的考虑，每次实习集体行动为宜，但由于大规模外来人员下井会对矿山生产调度产生影响，并且井下老师讲解效果不佳，因此应当减少每次下井人数，可分组下井。

3. 实习企业与矿山尽量多元化。实习地点主要受到实习经费、实习时间和学校协调的限制。因此，实习地点可选择矿山较多的地区，有利于节省交通费用开支，方便管理，实习企业可选择老师开展科研项目的集团（公司），方便与矿山进行联系。同时可以在分组实习的基础上实行交替实习，即分组同时下井。

二、采矿工程专业实习创新模式

（一）时间安排

采矿工程专业实习可分为校内准备、矿山实践、资料整理报告编撰三个主要阶段。三个阶段在时间上可进行如下安排，各阶段时间占比如图1所示。

1. 校内准备阶段

为提高矿山实践阶段的学习效率，引导学生有针对性地开展实习工作，老师往往会安排一段时间在校内开展准备和部分学习工作，其中准备工作包括：实习借款、劳保用具借用等，学习内容包括：安全培训，实习地的地理位置了解，实习矿山的矿体赋存条件、地质条件和采矿方法学习等。在学习内容方面可借助基于虚拟现实技术的仿真矿山提高学习效率，方便学生从宏观上更快、更全面的了解实习矿山环境，有针对性地开展实习工作。

2. 矿山实践阶段

此部分为实习重点，也是实习创新模式重点需改善之处，时间上应当在学校规定时间内尽可能延长，并且尽可能提高实习效率。在此阶段内，学生应在老师带领下完成实习矿山地井下参观、地表参观和资料收集，而受限于矿山生产调度，井下参观只能安排于上午，因此下午时间可用于资料收集与整理、报告编撰。

3. 资料整理和报告编撰阶段

实习主要成果将于此阶段完成，因此该部分时间可压缩性不大，但在时间安排上可结合矿山实践阶段的具体情况，于实习过程中完成主体工作。并且由于实习企业与矿山多元化的要求，对每个矿山的资料整理应紧跟实践后完成，以免降低实践学习的实效性。

（二）分组交替式实习

分组交替式实习是指在同一时间组织实习人员按小组在不同实习地点展开实习工作并以若干时间为周期将实习人员进行交替。分组交替式实习是保证短时间内在更多企业开展高效实习工作的有力手段。

分组交替式实习实施示意图如图2所示。

1. 分组交替式实习的实施要点

（1）实习分组，分组时应注意小组数量、组内人数和人员构成三个关键因素。小组数量和组内人数应综合考虑实习集体人数、带队老师数量、实习地点数量、实习时间和矿山生产调度等因素。小组数量以不大于带队老师数量为宜，保证每组均有至少一名带队老师维持秩序、保护学生人身安全，组内人数以不影响老师讲授效果和矿山生产调度为宜，方便提高学生实习效率并保证与矿山沟通、协调顺利。在确定组内人员构成时应尽可能发挥每个学生的特长与才能，以此保证小组的实习效果，组内开展工作时应有明确的分工，主要分工包括：a. 组长，负责协助老师维持小组秩序，人员走动时时刻清点人数，人员数量紧张时可由其他分工学生兼任。b. 副组长，必要时设立，负责协助组长开展工作，井下行走时与组长保持队首、队尾的位置关系。c. 摄像，采集必要的影像资料。d. 记录，在老师和技术人员讲解时进行记录整理后在组内分享。e. 资料收集，实习时收集张贴在主要硐室和设备旁的技术参数，收集有关矿体赋存、地质条件、井下图纸等方面的电子版资料。（2）实习地点，分组交替式实习中存在实习人员交替环节，因此，为节省时间和经费，选择实习地点时应充分考虑各地点间的距离和交通因素，在地区选择上选择矿区集中、交通便利的地区开展实习较为适合。（3）实习周期，实习周期与实习任务量、现场实际情况等因素有关。矿山实习由于存在矿山生产时爆破的限制（爆破时不允许下井，一般在下午），下井时间只能安排在上午即只有每天的上午时间可以开展井下实习工作，所以实习周期1天为宜，周期内上午井下实习，下午可安排地表参观或资料整理。

2. 分组交替式实习的保障条件

分组交替式实习虽能最大程度上保证短时间内在更多地点高效实习，但其还存在着管理要求严格、实习地和实习人员要求高等问题，因此需較多的保障条件才可顺利完成，其中主要包括：（1）实习地区的选择。实习地区矿山越多，交通越发达越能给分组交替式实习提供便利，如，辽宁鞍山一带、山东烟台一带、安徽马鞍山一带、安徽铜陵一带、河北唐山一带等。（2）带队老师的配备。上文中提到，带队老师的数量限制着分组数量，因此选择分组交替式实习时应配备足量的老师，除此之外，老师的组织能力、管理能力、沟通能力也非常关键。（3）足量经费的支持。分组交替式实习与传统矿山实践学习相比，交通费用略高，在制定预算时应增加交通费占比。（4）实习企业的配合。分组交替式实习需于若干实习周期多次在一家矿山下井实习，虽人数可控，不影响矿山生产调度，但由于下井需技术人员陪同配合，难免还是会产生一定影响，因此需实习企业大力支持和配合才可。实习企业可选择老师开展科研项目的集团（公司），一方面老师比较熟悉，方便知识讲解;另一方面保证老师与矿山沟通的顺利。（5）学生综合素质的保证。分组交替式实习过程繁琐、管理复杂，这对老师和学生都提出了较高的要求，学生应当具备较好的专业知识基础、安全防范意识、沟通交流能力并主动服从组织管理。

（三）东北大学采矿工程创新实验班生产实习

1. 东北大学采矿工程创新实验班简介

东北大学采矿工程专业始建于1926年，是国内第一个黑色金属矿山采矿专业。2016年9月，为庆祝东北大学建校93周年、采矿工程建系90周年，传承“五四煤”精神，培养“宽口径、重实践、国际化”的专业人才，东北大学首届采矿工程创新实验班应运而生。首届采矿工程创新实验班通过笔试、面试考核在资源与土木工程学院学生群体中优中选优挑选19名同学加入班级，并由时任采矿工程系主任赵兴东教授担任班导师，经过三年的培养，创新实验班同学基础扎实、成绩优异、具有较强的创新能力和国际化视野，目前班级19名同学中已有1名同学于The University of New South Wales进行联合培养，4名同学确定进入本博贯通班继续深造学习。

2. 实习区域和实习地点

综合考虑矿区集中程度、地理位置和矿山现场条件，东北大学采矿工程创新实验班生产实习选择在山东烟台莱州-招遠一带进行，该地区矿山主要以金矿为主，是国内目前深竖井建设最为集中的地带，中国在建的第一深竖井（-1600.2米）便在该地区的纱岭金矿，三山岛金矿-2300米深竖井也正在筹建之中。矿山的采矿方法以充填法为主，有上向进路充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、下向水平分层充填采矿法等，充填法可在一定程度上减少损失、贫化，保护地表形态，符合新时代、新形势背景下矿山开采要求。

在实习区域内，山东黄金集团三山岛金矿、新城金矿、焦家金矿、玲珑金矿，中国黄金集团纱岭金矿，招金集团瑞海金矿等三家集团的六座矿山被列为实习主要地点。其中隶属于山东黄金集团的四座矿山已投产多年，纱岭金矿、瑞海金矿正在建井。六座矿山的位置关系如图3所示。

如图3所示，三山岛金矿毗邻莱州港，风景宜人，住宿、交通便利，因此将此地作为实习中心，实习人员由此向周围矿山辐射。其他五个地点中，玲珑金矿距三山岛金矿最远，直线距离46.9km，乘车需1个小时左右，其他地点半小时内即可到达。

3. 实习时间

通过协调学生、老师和矿山的具体情况，确定7.19-8.1为本次实习的时间，共计14天（2周，4学分），按照实习三个阶段的划分，制定时间计划表如表1所示：

4. 实习分组安排

根据班级同学特长，划定分组情况如表2所示。

5. 行程安排

实习采用了根据实际情况将分组交替式实习和传统矿山实践进行结合的方案。在实习地点中，三山岛金矿、新城金矿、焦家金矿、玲珑金矿四座矿山已经投产，可以下井实习，其中三山岛金矿、新城金矿、焦家金矿位置较近，适宜采用分组交替式实习的方法，其他矿山均采用集中实习的办法，具体行程安排如表3所示。

6. 实习效果

东北大学采矿工程创新实验班生产实习达到了较好的效果，实习中分组交替式实习使学习效率、实效性得到了明显提高。

经过向班级同学发布调查问卷，班级同学一致认为在三山岛金矿、新城金矿、焦家金矿实习时采用的分组交替式实习比在其他矿山采用的传统实习效果好，能够加强自身对知识的理解和掌握，适合推广。

本次实习的成果丰富，主要有：实习报告（每人一份），实习总结视频（教学用），发表关于实习创新模式研究、莱州-招远一带黄金矿山采矿方法研究等主题论文（分工撰写中）。

三、结束语

笔者通过对传统采矿工程专业矿山实践学习进行总结，找出了其特点和存在的问题并以此为基础列出传统矿山实践学习的待改善点、提出了创新模式下的分组交替式实习的方法，该方法可在一定程度上增加短时间内的实习地点数量，提高实习效率，降低实习对矿山生产产生的影响，但该方法还存在着实习地、经费、教师和学生队伍要求较高的限制，实施该方法必须提前规划，保证各方面条件支持。

东北大学采矿工程创新实验班生产实习采用了分组交替实习和传统实习结合的方法，实习效果较好，且分组交替式实习在提高实习效率、增加实习实效性等方面发挥的作用十分明显。

四、致谢

东北大学采矿工程创新实验班生产实习能够顺利进行，特别是分组交替式实习开展得如此成功得益于东北大学、东北大学采矿工程系在经费上的大力支持;得益于赵兴东教授、徐世达讲师、邓磊博士在实习前的筹划和实习过程中的悉心指导;得益于山东黄金集团三山岛金矿、新城金矿、焦家金矿、玲珑金矿，中国黄金集团纱岭金矿，招金集团瑞海金矿等企业的支持和有关负责人的陪同、指导;得益于东北大学采矿工程创新实验班参与实习的18名同学的积极配合，在此向他们表示由衷感谢！本文在赵兴东教授、徐世达讲师的指导下由东北大学采矿工程创新实验班全体同学共同完成，在此对他们为本文撰写做出的贡献表示感谢！

参考文献：

[1]陈松，邱鑫，周尔康.VR技术下的地下金属矿山交互式学习模型[J].现代矿业，2019，35（05）：41-44.

[2]顾晓薇，王青，杨天鸿，等.东北大学采矿工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设与实践[J].教育教学论坛，2016（10）：141-143.