【中国矿业报】智能采矿,传统采矿工程专业的再升级

——中国矿业大学启动智能采矿特色专业建设侧记
发布者:李秀发布时间:2018-03-09浏览次数:337

新学期开始,中国矿业大学采矿工程2017级学生们一直在热议一件事,就是能否被选拔进入学校新启动建设的智能采矿特色班。采矿工程2017-1班的王冬阳说:“进入国内最好的采矿工程专业学习,当然就想学最先进的采矿技术,现在智能采矿班建设启动了,我自然是要报名。”

矿业工程学院院长张农是智能采矿专业建设的主导者,采矿工程系主任万志军是智能采矿特色班实施方案起草的直接参与人。笔者近日向他们详细了解了智能采矿特色班的建设背景和依据、工作基础、总体思路和举措、计划进度安排等内容。

主动选择:内因外因共同发力

2017年,中国矿业大学“一流学科”建设方案提出了创办智能采矿专业。张农介绍,“国家政策的导向、能源革命和行业发展的需求,传统优势工科专业升级发展的迫切要求,以及专业自身的良好基础条件等都表明,我们创办智能采矿专业势在必行,恰逢其时。”

和中国矿业大学这所百年高等学府一样,该校采矿工程专业也拥有百年办学历史,且实力雄厚,是龙头专业。采矿工程学科是国家首批重点学科,2007年入选国家特色专业,2012年第三轮全国学科评估中矿业工程学科排名第一,2012年获得国家专业综合改革试点建设,2015年获得江苏省高校品牌专业(A类)建设,2017年矿业工程学科入选国家“双一流”学科建设,并在全国第四轮学科评估中继续全国领先(A+);采矿工程学科还建成了国家级实验教学示范中心和虚拟仿真实验教学中心,煤炭资源与安全开采国家重点实验室等多个国家级教学科研平台。此外,该专业在2017QS排名中跻身全球第27、国内第1位,已成为具有重要国际影响力的知名专业。

对这样一个传统的优势专业来说,如何继续保持优势,是采矿人一直以来在思考和探索的命题。智能采矿,正是采矿人面对时代发展做出的主动选择。

同时,我国资源禀赋特征决定了今后一个较长时期内煤炭仍是主要能源。国家《能源技术革命创新行动计划(20162030年)》指出:到2050年,“全面建成安全绿色、高效智能矿山技术体系,实现煤炭安全绿色、高效智能生产。”能源革命要求能源行业“安全绿色、高效智能”;新经济条件下,智能是核心和关键,是安全和高效的基础和前提。因此,利用以人工智能、大数据、云计算、物联网等为代表的高新技术改造升级采矿工程专业,培养造就大批掌握智能采矿技术的高级矿业人才,是推动我国能源革命和行业转型发展的现实需要和必然选择。

据张农介绍,目前,神华集团、陕西汇森集团、同煤集团、阳煤集团等大型煤炭企业已有20多个煤矿实现智能开采,“这些企业不仅需求相关的人才,而且和我校有着长期友好合作关系,可以为我们的新专业建设提供必要的生产实践条件。这也更加促使我们要主动建设智能采矿专业。”

充分论证:在优势专业基础上再升级

智能采矿专业建设,是中国矿业大学对传统优势专业采矿工程的升级。“我们不是要白手起家新建一个专业,但同时,这样的升级能否实现本质上的改变,是一个更加具有挑战性的任务。我们的设想是,先开办智能采矿特色班,通过3~5年的探索和建设,逐步形成可复制、可持续的传统优势专业向新工科专业的升级改造模式。”张农介绍。

万志军是采矿工程系主任,也是博士生导师,智能采矿是他的研究方向之一。他介绍,智能采矿专业建设的启动,其实可以追溯到2016年。该校采矿工程专业20169月实施了新的本科培养方案,明确设置了智能开采课组,新开设了《智能采掘》、《矿山数据管理》、《矿业大数据与互联网+》、《未来采矿》等新课程,面向智能采矿对传统专业进行了拓宽和新技术改造。同时,为每门课程制定了课程质量标准,对课程内容和教学质量要求进行了具体和明确的规定,具有很强的操作性。“2016版的培养方案为智能采矿特色班建设的研究和实施提供了良好的基础条件,在国家提出新工科专业建设后,我们重新审视了智能开采课组,对其进行了进一步的升级。”

课堂教学的升级,还必须将学科最新的科学研究成果及时转换为教学内容和资源,这样才能让这个专业成为真正领先的专业。在这一方面,智能采矿特色班将依托中国矿业大学“一流学科”建设的矿业工程学科群,将科研团队最新科学研究和学科建设成果、学科前沿知识及行业新技术快速进入课堂,及时编入教材,转化为优质教学资源,推动教学内容更新和课程创新。

万志军还介绍,采矿工程专业具有国家级实验教学示范中心和虚拟仿真实验教学中心,以及江苏省虚拟仿真实验教学共享平台,建成国内首家煤矿实景实验室和“现代化矿井漫游仿真平台”等12套虚拟仿真实验教学平台及150多个虚拟仿真实验项目,实现了煤矿井下危险极端环境再造、不可逆隐蔽工程再现、高成本高消耗大型设备运行重演,架设了从理论教学到实验教学再到现场实训教学的桥梁,实现了“虚实结合”的实验和实践教学模式,将理论教学和实验教学以及实习实训融会贯通,为智能采矿特色班的实验和实践教学提供了新的思路和手段。

此外,实践教学也将成为智能采矿特色班的特色之一。“我们必须在教学中融入真正的智能开采实践教学,让学生现实感受什么是智能采矿。”万志军介绍,从2012年开始,采矿工程专业的现场实践教学进行了升级,建设了山西晋煤集团、山西潞安集团两个国家级大学生工程实践教育中心,其中仅晋煤集团凤凰山煤矿国家级大学生实践教育中心,已接待相关专业大学生5000多人实践。采矿工程专业将在此基础上,进一步和神华集团、陕西汇森集团、同煤集团等共建智能采矿实践基地,共同开展智能采矿特色班现场实践教学。

该专业国际化教育也取得实质性进展,“我们的目标是,要让中国矿业大学成为国际矿业学科领域的交流中心。”张农介绍。

据了解,矿业工程学院先后和英国诺丁汉大学、美国肯塔基大学、澳大利亚伍伦贡大学、德国弗莱贝格工业大学、奥地利雷欧本矿业大学等国外高校合作办学。合作建设国际等效的课程体系和课程资源,引进国外先进教学方法和教学手段,从美国南伊利诺伊大学、加拿大不列颠哥伦比亚大学等校引进4名外籍教师来校授课和兼职,有国外学习或交流经历的教师比例达到74.6%,建成了一支具有国际化背景的国家级教学团队。智能采矿特色班将有4~6门专业课程采用全英语教学,由外籍教师和具有一年以上留学背景的教师共同承担,实现了大学4年英语学习不断线。和肯塔基大学和新南威尔士大学合作建设了2个国外实习基地,近3年,每年派出20名以上学生到国外短期学习和实习,招收近20名留学生来校学习。

积极筹备:培养智能采矿技术的高级人才

在完成建设条件论证基础上,研究确定智能采矿特色专业的建设思路、落实具体的实施举措,是专业建设的方向核心和推进框架。

张农介绍,智能采矿专业建设的整体思路是:引入人工智能、大数据、云计算、物联网等高新技术,以及深地开采、矿山伴生资源开采等新理论和新技术,与采矿工程专业的采矿、地质、机电、测绘等核心课程深度融合,重构专业课程体系,升级制订新的专业培养方案,充分利用国内外教学资源,开展基于新培养方案的人才培养实践,实现传统优势专业向新工科专业升级。

专业的升级是对采矿工程专业内涵的充实和升级。“一要引入高新技术和学科新成果,如智能采矿、透明地球、矿业大数据、矿山物联网、矿区生态修复等;二要拓展专业面,探索深地开采、矿山伴生资源开采、新能源开采等新领域,使采矿工程专业突破传统的以固体矿床开采技术为主的状况,向更宽广的矿产资源的智能开采方向发展。”万志军介绍。

而这一专业的学生要增加《测试与控制技术基础》、《物联网与人工智能》、《大数据与云计算》等专业基础课程的学习。在专业基础课上,也将吸收透明地球、地理信息系统等地质和地理学科的新成果,实现多门课程的升级换代。而最为关键的专业核心课程,将引入智能采矿、智能监测、智能装备等技术,设置《智能采矿学》、《矿山压力与智能感知控制》、《矿山机械与智能装备》、《矿井智能通风与安全》等课程。

尤其值得一提的是,中国矿业大学智能采矿专业将改变一个系所办一个专业的传统做法,“我们将整合全校、国内行业高校乃至国际相关教学资源共建智能采矿专业。”张农介绍。

建设方案显示,智能采矿专业将以中国矿业大学矿业工程学院采矿工程系为主体,联合该校的机电工程学院、信息与控制工程学院、计算机科学与技术学院等相关学院,以及中南大学、北京科技大学和美国科罗拉多矿业学院、西弗吉尼亚大学、加拿大不列颠哥伦比亚大学等,充分利用国内外相关师资、课程、实验室、实践基地等教学资源,共建新专业。

据悉,首届智能采矿特色班计划从2017级本科生中选拔60人,以采矿工程专业本科生为基础,在全校范围内进行遴选,第一届毕业生将于2021年毕业。

此外,据了解,为了做好智能采矿特色班的建设,中国矿业大学还专门整合了国内外人才资源,成立了智能采矿研究所,与美国、澳大利亚、加拿大等国家专家学者开展合作研究,用科研带动人才培养。

  

(《中国矿业报》33日第4版)


新闻来源:中国矿业大学新闻网摄影:责任编辑:审核:

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