智能采矿工程新专业建设探索及对策研究—以安徽理工大学智能采矿工程专业建设为例

＊段敏克 杨科 张向阳 胡学龙 陈登红 高盼盼

（1.安徽理工大学矿业工程学院 安徽 232001 2.中石化中原油建工程有限公司 河南 457001）

随着国家发展改革委等八部门发布了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，煤矿类相关企业、院校、煤炭生产运营管理等设备供应商都积极推进矿山智能化建设。煤炭企业发挥先锋作用，以陕西黄陵矿业公司、蒙古智能煤炭有限责任公司麻地梁煤矿等为代表的智能化矿山建设成效显著。华为、中国移动、中国电信等互联网企业也开始纷纷进军煤炭行业，将5G、物联网、云计算、万兆以太网、人工智能、大数据、机器人等先进技术应用到煤炭勘探、生产、运维、管理及灾害预警方面，进一步推动了煤矿智能化飞速发展[1-2]。与此同时，煤炭类高校也都逐步从传统采矿工程升级改造到智能采矿工程，设置智能采矿班甚至开办智能采矿工程新专业。2021年2月10日，教育部发布《教育部关于公布2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》及《列入普通高等学校本科专业目录的新专业名单（2021年）》，我国普通高等学校开设新专业“智能采矿工程”。2021年中国矿业大学（北京）和安徽理工大学成为首批开设智能采矿工程专业的院校，2022年中国矿业大学、重庆大学、河南理工大学三所高校也获批智能采矿工程专业，智能采矿工程专业在煤炭类院校相继建立。

在“双碳”目标、人民对美好生活的迫切追求以及工业物联网人工智能飞速发展的大背景下，新工科建设不断深化，传统采矿工程专业升级改造到智能采矿工程专业是所有矿业类高校发展的必然趋势[3]。煤矿智能化建设稳步推行，智能化矿山将逐步代替传统落后的机械化矿山，煤炭高校的智能采矿工程专业将逐步代替采矿工程专业。智能采矿工程专业建设如火如荼，但又困境重重。由于智能采矿工程专业交叉融合了多学科，是一个复杂综合性的新专业门类[4]。智能采矿相关专业师资严重缺乏，亟需培育一批智能采矿相关的师资队伍。智能采矿工程专业建设处于探索期，没有案例可抄袭，没有经验可借鉴，智能化煤炭行业规范标准也还未统一。高校智能采矿工程专业建设又明显滞后于煤矿现场智能化飞速发展，目前智能采矿工程专业课程体系还处在初期阶段，智能采矿课程体系与人才培养目标还存在很多不对应之处。

针对智能采矿工程专业课程教学内容体系建设所遇到的困境，研究提出行之有效的相关对策或政策，逐步标准化、规范化智能化矿山建设，不断完善智能采矿课程体系、课程具体内容，逐步修订智能采矿工程专业人才培养方案，建立与智能煤矿标准相衔接的“产-学-研”智能采矿工程人才培养新模式，推动智能采矿工程专业高效、高质量、高标准建设，逐步实现与发展变化的智能化煤矿建设标准同步同行、与时俱进，培养一批德智体美劳全面发展、创新能力强、学科交叉融合的新一代煤炭高端技术人才，实现我国煤炭的智能、安全、精准、高效、绿色、无人开采[5]。

1.智能采矿工程专业建设探索阶段的主要问题

(1)智能采矿教学内容与智能煤矿发展的“不同步”问题

随着物联网、云计算、人工智能、大数据、5G、机器人等技术的飞速发展和人民对美好生活的向往，煤炭资源的安全、高效、绿色、智能开采是当前煤炭发展的大势所趋，我国煤矿迎来了巨大的信息化、数字化、智能化技术变革。煤矿智能化建设如火如荼、飞速发展，煤炭企业在煤矿智能化建设方面也取到了很多初探实践经验和新理论新成果，是煤矿智能化建设的排头兵、践行者，掌握着煤矿智能化建设的第一手资料与技术[6]。而矿业类高校智能采矿工程专业的教学内容、仪器设备明显落后于智能煤矿企业的发展革新，高校智能采矿工程专业教学与智能煤矿发展的“不同步”问题非常突出[7]。煤炭企业引领智能开采的快速前进，高校需要努力跟上煤炭企业的步伐，为煤炭企业培养急缺的智能化相关的技术人才。

(2)智能采矿师资力量与教学课程建设的“不匹配”问题

智能采矿工程专业是一个多学科交叉融合的新兴专业，涉及采矿工程专业、电气与自动化专业、计算机专业、人工智能专业、物联网专业、大数据专业等多个专业[8]。能够精通多个专业的智能采矿师资力量相当有限，而智能采矿的课程涉及的知识面相当广，开设的课程也相对较多，并且绝大部课程是新开课程，没有教材，课程建设任务非常艰巨。因此，智能采矿建设普遍存在师资力量与教学课程建设工作量的“不匹配”问题。

(3)智能采矿课程体系与人才培养目标的“不对应”问题

智能采矿工程专业是新开设的教育部目录外专业，目前全国首批此专业的两个高校中国矿业大学（北京）与安徽理工大学，已于2021年开始招收第一批智能采矿工程专业本科生，目前已经探索性的编制了智能采矿工程专业人才培养方案（2021版），虽然（2021版）培养方案经历过多轮校内外知名专家以及智能化煤炭企业专家工程师论证，但目前还未检验其培养人才的效果，很多课程与人才培养目标是否对应还有待检验。目前很多课程都是基于传统采矿工程专业课程体系，再结合一些计算机、物联网、人工智能相应课程的叠加，从表面上看已经达到智能化人才培养的相应目标，但课程之间缺乏整体性、层次性、逻辑性及关联性，课程之间的层序关系混乱。智能采矿人才培养中，智能与采矿工程的有机结合程度还不够深入。所以智能采矿课程体系与人才培养目标需要不断在教学与反馈中改进完善，初步规划的智能采矿工程专业课程体系还不能很好的对应智能采矿人才培养目标。

2.智能采矿工程专业建设探索阶段需要采取的相应对策

(1)调研智能化煤炭企业、一流高校及供应商，充分吸纳企业与高校智能化建设成果

充分开展企业高校调研工作，全面掌握智能化建设动态。调研全国智能化煤矿建设示范矿井，全面掌握当前智能化矿山建设前沿技术理论与方法，将现场智能化开采技术引入课程教学。调研中国矿业大学、中国矿业大学（北京）等行业高水平大学，学习借鉴高校在智能采矿工程专业课程体系建设的经验，选派青年教师到相应高校进行进修。以安徽理工大学智能采矿建设为列，2021年期间，学院相关领导牵头调研了智能化煤矿企业如皖北煤电集团智能公司麻地梁煤矿、淮北矿业集团杨柳煤矿，邀请智能采矿建设相关企业专家多次研讨智能采矿工程专业人才培养方案修订。调研中国矿业大学、中国矿业大学（北京）、华北科技学院等高校，学习研讨各个高校智能采矿工程培养方案修订和课程建设、智能采矿实验室建设。选派2～3名青年教师到中国矿业大学进修半年以上进行智能采矿相关主干课程学习。选派2～3名青年教师入站智能采矿博士后师资研修班（王国法院士倡议组建），培养智能采矿师资力量。调研天地玛珂、郑煤机、四川航天、华为及北京润尼尔网络科技有限公司等智能化开采供应商、运行管理商及虚拟仿真科技公司，了解最新智能采矿相关设备、技术、运维管理软件平台及虚拟仿真教学方式等。

(2)梳理智能化煤炭建设行业标准，探索智能采矿工程专业课程教学内容体系

根据智能煤矿建设指导性文件或行业标准，结合智能煤矿建设人才需求，邀请高校、行业专家，研讨修订智能采矿工程专业培养方案，探索智能采矿工程专业课程教学具体内容，建立一套与智能化煤炭建设行业标准相衔接的智能采矿工程课程体系。收集梳理国家相关部门发布的智能化建设的相关指南、标准或指导文件，形成智能化建设相关规范化、标准化内容，根据前期调研梳理材料和专家论证修订成果，进一步根据动态变化的智能化建设行业标准，确定智能采矿工程专业的课程教学内容，细化主干课程。以安徽理工大学智能采矿工程专业课程体系建设为列，实行分课程组分步建设办法，首先，细化建设五门专业主干课程（如图1所示），分课程组对五门专业主干课程进行分组研讨，由资深采矿教师作为课程组负责人，带领2～3名青年教师和1名实验室教师，细化每个课程、每个章节教学内容、培养目标以及相对应开设实验项目和实验内容，每月按课程组汇报智能采矿主干课程建设情况。最终，编写五门专业主干课程大纲、实验大纲、讲义、制作PPT和实验指导书，初步编写五门智能采矿相关专业主干课程的教材。以五门专业主干课程建设为基础，用类似的方法逐步建设智能采矿非专业主干课程或专业选修课程，形成与智能化煤炭建设行业标准相衔接的智能采矿工程专业课程教学内容体系。

图1 智能采矿工程专业教育模块课程建设规划图

(3)“产-学-研”智能采矿工程专业人才培养新模式构建

智能采矿工程专业的培养处于探索阶段，需要教学与实践相结合，从智能化煤矿建设的实践中总结获取智能采矿工程专业教学的新知识[9]。构建企业与高校联合培养，实现双导师制，结合智能化矿山建设的需要，培养能够解决智能化相关工程问题的学生，形成“产-学-研”智能采矿工程专业人才培养新模式。安徽理工大学长期与陕西黄陵矿业公司、皖北煤电集团蒙古智能煤炭有限责任公司麻地梁煤矿、淮北矿业集团杨柳煤矿等智能化煤矿建立长期合作关系，在智能化煤矿建立安徽理工大学智能采矿工程专业人才培养实践实习基地，联合培养智能采矿工程专业的本科生、研究生，定期邀请智能采矿专家、技术人员到学校开展讲座或学生座谈会，深度交流智能采矿建设的最新动态，深度了解智能化煤矿对人才培养的需求。形成“产-学-研”智能采矿工程专业人才培养新模式，使得培养的人才更加具有竞争力，更加适应企业发展更新的需要。

3.结束语

煤炭企业、高校积极响应国家号召与社会需求，稳步推进煤炭智能化建设和智能采矿工程人才培养。在智能采矿工程专业建设初期探索阶段，存在“三不问题”（即智能采矿教学内容与智能煤矿发展的“不同步”、智能采矿师资力量与教学课程建设的“不匹配”、智能采矿课程体系与人才培养目标的“不对应”问题）。针对相关问题，提出了“三大对策”（即调研智能化煤炭企业、一流高校及供应商，充分吸纳企业与高校智能化建设成果，梳理智能化煤炭建设行业标准，探索智能采矿工程专业课程教学内容体系，构建“产-学-研”智能采矿工程专业人才培养新模式）。持续改进智能采矿工程专业采矿工程的人才培养方案和课程教学过程、考核方式、评价机制及反馈完善模式。让课程建设与智能矿山建设紧密联动、同步更新，实现人才培养与企业需求相结合。