“双一流”背景下矿业工程研究生课程体系建设的探索与实践——以内蒙古科技大学为例

吴祥业，王文才，李建伟

（内蒙古科技大学矿业研究院，内蒙古 包头 014010)

2015年10 月，国务院印发了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，这标志着我国高等教育“双一流”建设迎来黄金时代[1]。随着专业建设发展的不断推进，建设更适合时代发展、迎合社会需求的课程体系，成为专业发展的当务之急[2]。近年来众多学者对“双一流”背景下，高校课程优化及课程改革进行了广泛研究，通过多年的教学摸索与实践，总结出了诸多的经验和成果[3-6]。然而，地方高校在办学条件和师资力量方面与双一流高校还存在很大差距，使得各高校加大投入力量将优势学科建设为一流学科，并以此成为学校办学特色。

1.矿业工程专业学科特色及研究生培养现状

矿业工程学科包含安全工程、采矿工程和矿物加工工程等专业。矿业工程研究生的培养旨在服务我国矿业及相关产业的发展，并培养出可以处理生态脆弱地区矿山安全、高效、绿色开采以及矿产资源绿色高效综合利用等一系列问题的高级专业人才，课程体系建设又是培养研究生人才必不可少的环节[7]。随着时代的发展和进步，矿业工程学科成为与工业发展同步较早出现的学科之一，矿业工程学科的发展趋势是高产高效地实现矿产资源的综合机械化开采，发展先进的岩体稳定和破碎理论以及支护技术，保障矿业的安全生产和矿工的生命健康，实现矿产资源的高效洁净分选、矿产深加工、矿产综合利用及矿山环境保护。

矿业工程专业在多年的发展中，形成了本学科独有的学科特色，在矿业工程学科基础上多方向发展。（一）矿山安全技术及工程研究方向紧密围绕我国采矿工程中的“一通三防”问题，采用理论分析、实验室样品测试与相似模拟实验、计算机数值计算以及现场监测的综合研究手段，开展矿井火灾灾变时的通风理论与技术、矿山灾害探测与防治以及矿山生态与环境治理研究等，从而为我国矿产资源的安全开采提供理论与技术保障。（二）岩石力学与工程研究方向紧密围绕采矿工程中岩体结构特征与力学特性开展研究工作，为矿山开拓、采矿方法、工程爆破等矿山工程设计以及露天矿边坡、排土场稳定性分析提供理论支撑。该领域以实验室力学试验与计算机数值模拟为主要研究手段，结合矿山岩土工程实际情况，解决岩层移动、巷道围岩变形、采场与边坡岩石失稳破坏、冲击地压、矿井突水及采空区处理等矿山工程问题。（三）采矿工艺与技术研究方向紧密结合内蒙古矿山赋存及开采特点，为开采过程中的技术选择与工艺优化、安全高效生产提供技术与理论支撑。该领域以实验室力学实验、物理相似与数值模拟为主要研究手段，基于理论分析，结合矿山现场，解决露天采矿工艺优化、露天矿边坡/排土场稳定分析、露天开采境界优化、露天爆破参数优化、地下矿开采工艺优化、矿压显现规律、浅埋厚煤层开采覆岩移动及其三场耦合演化机理、巷道掘进与支护技术以及瓦斯抽采巷道优化布置等矿山工程问题。（四）数字矿山与绿色开采地质保障技术方向是对复杂地质环境矿体与围岩三维建模技术研究与应用，矿业大数据挖掘技术研究与应用，矿山智能信息系统研究与开发，生态脆弱区矿产资源绿色开采地质保障技术研究和资源与能源经济可持续发展研究等。研究领域紧密结合绿色矿山、信息化、数字化和智能化的矿业发展理念，充分运用信息、计算机、大数据挖掘、人工智能、地质与地球物理和数字遥感等技术，为实现矿产资源的信息化、数字化、智能化和绿色开采提供有力技术支持。（五）复杂矿产资源分选工艺与理论方向紧密围绕内蒙古复杂铁稀土多金属矿、复杂多金属硫化矿和难选煤炭资源开展高效分选、加工工艺和理论研究，尤其在白云鄂博稀土、铁选矿及其中铌、钪、萤石等共伴生稀有金属和非金属矿物综合回收选冶联合工艺方案方面具有鲜明的研究特色，获得了较多的工业实践和理论研究成果。在高灰细泥难选煤洗选加工方面也开展了大量工业化研究项目，为洗煤厂解决了实际生产所遇到的技术难题，部分成果获得了省部级科研奖励，此外，在复杂多金属硫化矿浮选分离方面也取得了一些理论研究成果。该方向为内蒙古多金属、煤炭等复杂矿产资源分选利用提供了坚实的理论基础和工业实践方案，为区域矿业经济发展服务。（六）矿产资源绿色高效综合利用方向紧密围绕矿物材料的高效利用、加工与制备开展基础性、应用基础性和工业化项目研究，尤其在综合利用白云鄂博尾矿资源、燃煤工业固体废物资源制备高强度高性能微晶玻璃制品和硅钙板、海绵城市建设所用泡沫砖等系列绿色建材方面具有鲜明的研究特色，部分研究项目已经实现产业化或具备产业化条件。此外，在利用煤矸石、粉煤灰等固废制备高附加值分子筛和矿物/TiO2复合光催化环保材料制备方面也开展了深入的基础理论研究，为内蒙古矿物材料加工制备和工业固废循环处理提供坚实的理论基础和工业化的利用方案。

通过多年矿业工程专业研究生的培养，培养出的研究生能够从事科学研究、工程设计与建设、技术开发、工程管理以及教学工作，利用学校地域及学科发展优势，本专业在生态脆弱区绿色开采技术、火灾灾变时矿井通风技术、褐煤提质技术、煤矿灾害源探测与防治技术、共伴生矿分选、工业固体废弃物协同利用技术、岩层移动与破坏控制技术等研究领域具有鲜明的特色和优势。本学科已逐步发展成为内容丰富、应用广泛、持续发展、不断更新的科学与应用技术体系。对于我国西部地区，尤其内蒙古的矿产资源安全、绿色、高效的开发与利用，具有重大的现实意义。

2.基于“双一流”标准的矿业工程研究生课程体系建设目标

习近平总书记强调过，教育是国之大计、党之大计，“双一流”建设是我国实现建成高等教育强国的必要途径[8-9]。作为高校重点专业发展的基本要求，形成科学的研究生课程体系对培养创新型人才至关重要，直接影响着研究生教育的水平和质量，同时也是“双一流”建设任务的重要途径[10]。

基于“双一流”建设标准，矿业工程专业研究生课程体系改革就是要围绕矿业工程一流学科建设的目标和任务，培养研究生创新能力和意识、提高研究生培养质量，构建矿业工程一级学科学术型硕士研究生课程体系，创新教学内容及方法，探索前沿性、应用性课程，增加实践类课程，完善课程评价体系。而课程体系建设的目标便是注重培养研究生良好学术道德与创新意识、扎实基础理论和知识点、较强科研创新能力和技能，熟练的专业技能和系统的专业知识，熟悉掌握矿业工程及其相关学科领域的科技发展现状和未来发展趋势，增设科学研究类课程，实现科学研究和课程学习有机结合，使其能够解决科学研究和实际工作中的现实问题；热爱祖国、遵纪守法、学术严谨；具备敬业精神和伦理道德，品学兼优，身心健康。

完成“双一流”标准课程体系建设，需重点针对高等采矿学、高等岩石力学、现代爆破理论与技术、采矿系统工程、采场矿压控制与应用、安全科学理论、矿山安全管理理论与应用、表面物理化学、现代矿物工程、浮选药剂原理高等传热学十门学位课程的教学内容、大纲进行建设。建立课程动态调整机制，对已开设的课程进行定期审查和评价，对不适应培养需要的课程及时进行调整，对质量未达到要求的课程提出改进要求，对达不到要求的停止开设。对相关教师进行培训，成立课程团队针对课程进行深层次的研究。重点针对矿山灾害及其防治、深凹露天矿开采新技术、金属矿开采新技术与应用、煤矿开采新理论与新技术、控制爆破技术、矿山智能信息系统、矿业大数据挖掘技术、露天矿边坡工程、数值模拟技术、数字矿山理论与技术、弹塑性理论与计算方法、矿山灾害源探测技术、人工智能与专家系统、安全检测与监控技术、巷道矿压理论及应用、煤矿动力灾害防治理论与实践、煤层气开采基础理论及应用、矿物材料加工学、矿产资源经济学、洁净煤技术、选矿数学模型、矿物材料现代测试技术、学术英语写作非学位课程的教学内容、大纲进行建设。加强研究生心理健康教育、科学道德、学风建设和学术诚信教育、职业发展和创业指导教育，开设系列专题讲座。加强实践环节的课程建设，以提高研究生创新能力为目标，构建与实践完成基于“双一流”标准的矿业工程研究生课程体系。

图1 矿业工程研究生课程体系

3.基于“双一流”标准的矿业工程研究生课程体系建设课程优化

基于高等教育“双一流”建设背景下，内蒙古科技大学矿业工程针对六大专业学科特色，特增设10门紧扣当下矿业发展趋势、增强研究生专业技术的课程，新增课程约占原课程总数的31%。以此拓展研究生选课内容，达到优化课程的目的。

3.1 矿山安全技术及工程研究方向

为扩大采矿、安全工程专业硕士研究生的科研视野，为日后从事教学或专业技术工作奠定基础，增设《冲击地压扰动加载致灾理论与防治技术》课程，使学生充分掌握冲击地压发生的孕育条件，同时也让学生掌握扰动加载触发煤岩体冲击破坏的机理。明确煤层回采中工作面承受的扰动强度特征，基于工作面扰动强度特征的冲击地压预测准则与防治技术。为提高安全工程专业硕士研究生的煤矿预警意识和应急能力，在应急救援现场和科研工作方面打下坚实的基础，增设《煤矿事故应急救援与典型案例分析》课程，该课程针对煤矿瓦斯爆炸事故、煤尘爆炸事故、煤与瓦斯突出事故、煤矿水灾事故、煤矿火灾事故、煤矿顶板及冲击地压事故、煤矿其他事故，分析各种典型案例，总结事故发生后应急处置和经验教训，以备事故发生后及时、有效地开展灾后救援。通过该课程的学习，让学生掌握煤矿各种事故的发生以及灾后的应急救援处置基础知识，形成煤矿事故灾后应急救援知识体系。

3.2 岩石力学与工程研究方向

培养采矿工程专业硕士研究生的多学科、多领域知识交融和交叉应用创新能力，增设《矿山岩体多场耦合理论及应用》通过课程学习，使学生充分了解工程扰动时地下矿山岩体所处的温度场、渗流场和应力场相互影响和作用过程，进而掌握矿山岩体破裂过程中温度场-渗流场-应力场耦合作用机理，为学生深入揭示深部矿山工程多场耦合作用下，采场围岩裂隙的萌生和扩展机制，针对性提出巷道围岩发生失稳破坏控制对策并向学生演示井下应用效果。

3.3 采矿工艺与技术研究方向

为扩大采矿专业研究生的视野，为日后从事教学或专业技术工作奠定一个广泛的专业知识基础，增设《放矿理论》课程的学习，使学生了解覆岩下放矿的崩落矿岩移动规律及矿石损失贫化过程，同时也让学生掌握崩落采矿方案的优化思路及采场结构参数的确定方法。为使采矿工程专业研究生能够在工作实践中正确选择和合理设计各类地下工程结构，使学生获得地下工程结构与周围岩土体稳定的基础知识，为从事该领域的设计、生产、科研等工作打好坚实的基础，增设《地下工程结构与稳定》课程，讲授地铁、交通隧道、地下室、矿山巷道等主要地下工程结构与周围岩土体基本性能、稳定维护、失稳灾害预警与控制方面的基础理论和方法。

3.4 数字矿山与绿色开采地质保障技术方向

为了加强矿业工程研究生对矿区生态重建的基本理论、技术方法和前沿动态，特增设《矿区生态重建理论与方法》课程，使学生了解我国矿区生态重建的研究现状及其发展趋势，理清矿区生态重建的研究范畴和学科体系，掌握矿区生态重建的研究方法、技术手段和法规政策等。增设《矿山生态环境遥感监测与评估》课程学习，使学生充分掌握矿山遥感监测的原理、技术路线、工作流程和相关技术要点，同时也让学生了解常规和应急监测的内容和技术路线、矿山开发信息提取的基本原理与方法、外业核查的内容与工作方法等。为学生掌握采矿活动与生态损害的内在联系，通过采用相应的采矿手段从根本上实现西部矿区的生态减损，了解绿色开采的科学内涵及其在西部生态脆弱矿区的应用与发展前景，增设《西部矿区生态损害与绿色开采技术》课程，该课程紧扣我国西部生态脆弱矿区采动生态损害与绿色开采技术，主要讲述煤炭开采导致的水资源流失、地表沉陷与地裂缝发育、以及植被枯死等生态损害，说明绿色开采的内涵、研究现状与发展动态。

3.5 复杂矿产资源分选工艺与理论方向

为学生具备从事贵金属选冶的基本知识和概念，增设《表面物理化学》课程，使学生掌握常用的矿物加工预处理技术，包括难处理金矿氧化焙烧预处理技术、加压氧化浸出预处理技术和生物氧化预处理技术，并在此基础上，掌握金矿常用的氰化浸出和非氰化浸出工艺和原理。

3.6 矿产资源绿色高效综合利用方向

增设《矿产资源综合利用》课程，以矿山固体废弃物—粉煤灰、煤矸石、尾矿等—为研究对象，主要研究这些固体废弃物的资源化利用和无害化处理技术，包括粉煤灰加工处理技术、成品粉煤灰利用技术、粉煤灰用于各种建筑材料的生产技术、粉煤灰提取有用金属和矿物技术；煤矸石加工处理与综合利用：包括煤矸石发电、煤矸石制砖、煤系高岭岩加工利用与产品开发；尾矿处理与利用技术，包括尾矿处理，复垦技术、尾矿用于建材生产技术等。

4.基于“双一流”标准的矿业工程研究生课程体系建设实践

通过多年的学科教学与实践积累，矿业工程专业研究生教学体系初步形成，充分利用内蒙古煤炭安全开采与利用工程技术研究中心、内蒙古科技大学矿业工程院士专家工作站、白云鄂博共伴生矿废弃物资源综合利用国家地方、联合工程研究中心、内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心、矿山安全与地下工程院士专家工作站、白云鄂博共伴生矿资源高效综合利用协同创新中心、内蒙古科技大学稀土矿产资源平衡利用院士工作站等学科相关的国家（省、部）重点实验室（专业实验室、工程研究中心、文献中心等）和基地等优良资源，紧紧围绕以矿山安全技术及工程、采矿工艺与技术、岩石力学与工程、杂矿产资源分选工艺与理论、数字矿山与绿色开采地质保障技术、矿产资源绿色高效综合利用为重点研究方向，打造学科全方位发展特色。目前，该学科已与日本东北大学、澳大利亚阿德莱德大学、韩国东亚大学、蒙古国国立科技大学等建立有校际合作关系，并开展学术交流、合作研究和学生联合培养，将学科发展与国际接轨，为达到“双一流”建设标准努力。

同时，依照该课程体系建设标准培养出的内蒙古科技大学本专业在读研究生具备以下能力：一是善于把所学的理论知识运用于实践之中，善于发现和解决实际问题；二是具备独立思考，果断决策和独立完成具体工作项目的决策能力；三是具备通过语言表达个人观点的能力，培养语言表达能力和书面表达能力；四是具备处理、协调学习、工作和生活中的各种人际关系的社交能力；五是具备科学地组织管理能力。培养效果初见成效，获得了较好的实践效果，研究生毕业后在各自工作岗位也有不俗表现，颇受行业好评。

基于“双一流”标准的矿业工程研究生课程体系建设更有利于研究生的培养，有利于专业建设发展，为我国矿业行业建设输送新鲜血液，对高校相关专业的课程体系建设产生积极的促进作用。