“经检查，设备符合开机条件，开机……”只见指挥控制中心调度人员发出指令，轻轻按下绿色启动键，皮带运输机、破碎机、转载机等依次被唤醒，采煤机滚筒飞转，液压支架缓缓向前推进，智能巡检机器人快速穿梭……这里并不是某座煤矿的智能化综采工作面，而是应急管理大学（筹）的微型矿井，学生在这里可以沉浸式体验智能化采煤全过程。

近年来，伴随着煤矿智能化建设的飞速发展，应急管理大学（筹）依托河北省矿山智能化开采技术重点实验室，探索“三化教学实践”新模式，旨在培养符合我国煤矿智能化发展现场实际需求的智能采矿复合型人才。

“一键启动”无人开采工作面

该校河北省矿山智能化开采技术重点实验室有实验场地3500平方米，试验设备300余台（套），包括微型实验矿井和虚拟仿真系统实验室等，在国内高校及科研单位首次实现了智能化无人开采工作面地面“一键启停”功能。

微型实验矿井采用“模拟巷道+高仿真设备+真实设备”的方式，系统展现煤矿综采工作面和掘进工作面的重点环节和关键部位，为科研项目的装备、系统提供安装、运行的仿真实景场地，形成以实操实训、安全培训、教学科研为主要功能的煤矿巷道机械化关键技术装备应用系统和实训研究平台。

微型矿井工作面包括掩护式液压支架、销排式无链电牵引采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机等智能化无人开采设备。设备依据综采工作面现场布置于钢结构框架内，顶部配备了顶板压力加载装置。综采自动化控制系统实现了在顺槽监控中心和地面监控室一键启动工作面设备，并可进行远程干预。

虚拟仿真系统实验室以井工煤矿为基础，以矿山采煤、掘进工作为内容，通过穿戴式虚拟现实、增强现实和混合现实硬件环境与集成开发软件，营造接近实际的虚拟矿井环境，实现沉浸式的原理认知、场景体验。该系统分为沉浸式采煤、掘进工艺体验讲解系统，综采工作面多工种协同虚拟操作系统和现实设备操作实践系统三个子系统。

“作为女生我不能跟随老师和师兄一起经常下井，但可以通过实验室的设备及系统完成智能化开采方面的科研项目。未来，我想就智能化采煤工作面虚拟现实技术进行深入研究。”该校安全工程专业研究生尹宇航说。

提出“三化教学实践”新模式

在智能化人才培养方面，该实验室主任张科学教授带领团队进行了深入探索。“国外院校以培养具有扎实的专业基础知识和较强的实际操作能力的全能型人才为目标，其智能采矿培养模式更贴近采煤现场实际需要，对人才培养更看重企业需求与实践操作。除了开设相关理论课程外，还有贴近采矿生产工艺流程的实践课，同时留出一部分时间让学生进行项目实践和课题研究。”张科学说。

张科学认为，目前我国矿业高校的采矿学、矿山压力与岩层控制、矿井通风与安全、矿山机械等主干课程未很好地与人工智能、自动控制、大数据等新兴学科专业知识融合，导致学生对煤矿智能化开采的基础理论及关键技术了解不足，不利于培养具备采矿、计算机、数字地质、机械设备制造与控制的复合型人才。

此外，学生在学校多以被动的形式接受知识，教学环节枯燥，很难激发学生的学习兴趣。实践过程中，教学资源与智能化煤矿井下现场契合度不高，学生在学习完课程之后对所学知识只停留在课本内容当中，无法培养学生实践与创新能力。

为此，张科学带领团队提出“三化教学实践”新模式，即“理论教学现场化”“井下一线课堂化”和“智慧矿山校园化”，以应急管理大学（筹）采矿专业和河北省矿山智能化开采技术重点实验室为依托，探索开发智能采矿专业方向人才培养体系。

应急管理大学（筹）隶属于应急管理部，服务安全生产一直是学校的办学特色，采矿专业是该校的强项。“针对采矿专业本科生，我们首次开设智能采矿技术与装备、智能控制基础、智能采矿技术三门课，侧重于学生对智能化开采理论基础知识的掌握，同时辅以智能化开采实验室参观、学习、交流。为全校研究生开设智能开采课程，丰富理论的同时鼓励学生在微型矿井进行操作，做到了基础知识在先，技术教学紧随其后，综合素养培养贯穿全线，激发了学生对智能开采的学习热情。”张科学说。

该校依托河北省矿山智能化开采技术重点实验室进行实践教学新模式探索，做到了“井下一线课堂化”和“理论教学现场化”。

同时，该校基于虚拟仿真实验平台开展智能采矿专业人才培养研究，让学生通过穿戴式VR设备及AR硬件环境与集成开发软件，更好地了解井下真实生产情况，实现了教学过程的自主性与交互性，验证了机械化、自动化关键技术与装备，做到“智慧矿山校园化”。

“井下开采实训环节提高了我们的实操能力，未来我想深入学习研究煤矿智能开采技术，通过自己的努力将矿工从繁重的体力劳动中解放出来，保障人员安全。”该校安全工程专业研究生吴永伟说。

【记者手记】

强化人才培育 推进智能采矿

据国家能源局2023年统计数据，全国生产煤矿近4400处，已建成智能化采煤工作面1043个、智能化采掘工作面1277个。我国煤矿智能化建设正处于高速发展的关键阶段，智能化人才缺口巨大。目前国内开设智能采矿工程专业的高校有11家，智能化人才培养工作进入新阶段。

在采访矿业高校负责人、智能化开采相关课程老师及智能采矿专业学生的过程中，记者了解到，近年来许多高校都在积极探索、创新智能化人才培养模式，但就目前来看，依然存在一些问题，无法真正满足企业的实际需求，推动行业迈向新台阶。

其一，目前煤炭企业无论在各项投入还是前沿技术研发上都领先于高校，高校的授课内容跟不上企业的发展需要，实践超过了理论研究的步伐，理论无法指导实践。其二，智能采矿属于综合性交叉学科，需要将人工智能、云计算、大数据、智能装备等与现代煤炭开发利用进行深度融合，高校缺乏既掌握多学科知识又具备现场操作能力的高素质师资。其三，我国煤矿的数量多且资源禀赋条件复杂，很多条件较好的煤矿的智能化建设成功经验无法在高瓦斯、薄煤层等复杂地质条件、多灾害矿井推广应用，高校培养的是宽口径人才，不能满足企业的个性化需求。其四，现阶段学校能满足智能化教学与科研的实验条件有限，产教融合的深度和广度不够，严重制约学生的动手能力和创新能力的提升，学生缺乏实践经验，毕业后难以迅速适应工作内容和环境。

在采访中，不少采访对象建议高校立足煤炭行业发展实际，不断创新教学模式，加强实践教学环节，培养学生创新能力。一是在课程设置方面，可以利用现有的教学设施和实验平台，尽可能地让学生进行项目实践和课题研究，而不是单纯教授教材内容。二是可以打破高校在学历、薪酬等方面的“硬杠杠”，不拘一格引进人才，聘请煤炭企业技术专家作为学校的客座教授，系统教授智能化开采方面的前沿知识、技术。三是加大与煤企的沟通合作力度，丰富教学实践内容，推动产学研用深度融合，鼓励老师带领学生走进矿山，以做项目的方式参与企业智能化建设，有效提升学生实践能力。

同时，在当前煤矿智能化建设推进阶段，设计、研发、建设人才需求缺口凸显，而在未来，随着煤矿智能开采常态化，智能开采系统维护、运营人才需求也势必增加，这也需要各方未雨绸缪。

本报记者 刘冰 通讯员 王晓玲 陈学习 闫星辰 原文刊登于《中国煤炭报》2023年6月1日 第7版。