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勢在必行!智能采礦,傳統采礦工程專業的再升級
字號:[    ] 發布時間:2018-03-20 來源:中國礦業報

    新學期開始,中國礦業大學采礦工程2017級學生們一直在熱議一件事,就是:“能否被選拔進入學校新啟動建設的智能采礦特色班?”

    采礦工程2017-1班的王冬陽說:“進入國內最好的采礦工程專業學習,當然就想學最先進的采礦技術,現在智能采礦班建設啟動了,我自然是要報名。”

    礦業工程學院院長張農是智能采礦專業建設的主導者,采礦工程系主任萬志軍是智能采礦特色班實施方案起草的直接參與人。

    筆者近日向他們詳細了解了智能采礦特色班的建設背景和依據、工作基礎、總體思路和舉措、計劃進度安排等內容。

    2017年,中國礦業大學“一流學科”建設方案提出了創辦智能采礦專業。

    張農介紹,“國家政策的導向、能源革命和行業發展的需求,傳統優勢工科專業升級發展的迫切要求,以及專業自身的良好基礎條件等都表明,我們創辦智能采礦專業勢在必行,恰逢其時。”

    和中國礦業大學這所百年高等學府一樣,該校采礦工程專業也擁有百年辦學歷史,且實力雄厚,是龍頭專業。

    采礦工程學科是國家首批重點學科,2007年入選國家特色專業,2012年第三輪全國學科評估中礦業工程學科排名第一,2012年獲得國家專業綜合改革試點建設,2015年獲得江蘇省高校品牌專業(A類)建設,2017年礦業工程學科入選國家“雙一流”學科建設,并在全國第四輪學科評估中繼續全國領先(A+);采礦工程學科還建成了國家級實驗教學示范中心和虛擬仿真實驗教學中心,煤炭資源與安全開采國家重點實驗室等多個國家級教學科研平臺。此外,該專業在2017QS排名中躋身全球第27、國內第1位,已成為具有重要國際影響力的知名專業。

    對這樣一個傳統的優勢專業來說,如何繼續保持優勢,是采礦人一直以來在思考和探索的命題。智能采礦,正是采礦人面對時代發展做出的主動選擇。

    同時,我國資源稟賦特征決定了今后一個較長時期內煤炭仍是主要能源。國家《能源技術革命創新行動計劃(2016—2030年)》指出:到2050年,“全面建成安全綠色、高效智能礦山技術體系,實現煤炭安全綠色、高效智能生產。”能源革命要求能源行業“安全綠色、高效智能”;新經濟條件下,智能是核心和關鍵,是安全和高效的基礎和前提。因此,利用以人工智能、大數據、云計算、物聯網等為代表的高新技術改造升級采礦工程專業,培養造就大批掌握智能采礦技術的高級礦業人才,是推動我國能源革命和行業轉型發展的現實需要和必然選擇。

    據張農介紹,目前,神華集團、陜西匯森集團、同煤集團、陽煤集團等大型煤炭企業已有20多個煤礦實現智能開采,“這些企業不僅需求相關的人才,而且和我校有著長期友好合作關系,可以為我們的新專業建設提供必要的生產實踐條件。這也更加促使我們要主動建設智能采礦專業。”

    智能采礦專業建設,是中國礦業大學對傳統優勢專業采礦工程的升級。

    “我們不是要白手起家新建一個專業,但同時,這樣的升級能否實現本質上的改變,是一個更加具有挑戰性的任務。我們的設想是,先開辦智能采礦特色班,通過3年~5年的探索和建設,逐步形成可復制、可持續的傳統優勢專業向新工科專業的升級改造模式。”張農介紹。

    萬志軍是采礦工程系主任,也是博士生導師,智能采礦是他的研究方向之一。他介紹,智能采礦專業建設的啟動,其實可以追溯到2016年。該校采礦工程專業2016年9月實施了新的本科培養方案,明確設置了智能開采課組,新開設了《智能采掘》、《礦山數據管理》、《礦業大數據與互聯網+》、《未來采礦》等新課程,面向智能采礦對傳統專業進行了拓寬和新技術改造。同時,為每門課程制定了課程質量標準,對課程內容和教學質量要求進行了具體和明確的規定,具有很強的操作性。

    “2016版的培養方案為智能采礦特色班建設的研究和實施提供了良好的基礎條件,在國家提出新工科專業建設后,我們重新審視了智能開采課組,對其進行了進一步的升級。”

    課堂教學的升級,還必須將學科最新的科學研究成果及時轉換為教學內容和資源,這樣才能讓這個專業成為真正領先的專業。在這一方面,智能采礦特色班將依托中國礦業大學“一流學科”建設的礦業工程學科群,將科研團隊最新科學研究和學科建設成果、學科前沿知識及行業新技術快速進入課堂,及時編入教材,轉化為優質教學資源,推動教學內容更新和課程創新。

    萬志軍還介紹,采礦工程專業具有國家級實驗教學示范中心和虛擬仿真實驗教學中心,以及江蘇省虛擬仿真實驗教學共享平臺,建成國內首家煤礦實景實驗室和“現代化礦井漫游仿真平臺”等12套虛擬仿真實驗教學平臺及150多個虛擬仿真實驗項目,實現了煤礦井下危險極端環境再造、不可逆隱蔽工程再現、高成本高消耗大型設備運行重演,架設了從理論教學到實驗教學再到現場實訓教學的橋梁,實現了“虛實結合”的實驗和實踐教學模式,將理論教學和實驗教學以及實習實訓融會貫通,為智能采礦特色班的實驗和實踐教學提供了新的思路和手段。

    此外,實踐教學也將成為智能采礦特色班的特色之一。“我們必須在教學中融入真正的智能開采實踐教學,讓學生現實感受什么是智能采礦。”萬志軍介紹,從2012年開始,采礦工程專業的現場實踐教學進行了升級,建設了山西晉煤集團、山西潞安集團兩個國家級大學生工程實踐教育中心,其中僅晉煤集團鳳凰山煤礦國家級大學生實踐教育中心,已接待相關專業大學生5000多人實踐。采礦工程專業將在此基礎上,進一步和神華集團、陜西匯森集團、同煤集團等共建智能采礦實踐基地,共同開展智能采礦特色班現場實踐教學。

    該專業國際化教育也取得實質性進展,“我們的目標是,要讓中國礦業大學成為國際礦業學科領域的交流中心。”張農介紹。

    據了解,礦業工程學院先后和英國諾丁漢大學、美國肯塔基大學、澳大利亞伍倫貢大學、德國弗萊貝格工業大學、奧地利雷歐本礦業大學等國外高校合作辦學。合作建設國際等效的課程體系和課程資源,引進國外先進教學方法和教學手段,從美國南伊利諾伊大學、加拿大不列顛哥倫比亞大學等校引進4名外籍教師來校授課和兼職,有國外學習或交流經歷的教師比例達到74.6%,建成了一支具有國際化背景的國家級教學團隊。智能采礦特色班將有4~6門專業課程采用全英語教學,由外籍教師和具有一年以上留學背景的教師共同承擔,實現了大學4年英語學習不斷線。和肯塔基大學和新南威爾士大學合作建設了2個國外實習基地,近3年,每年派出20名以上學生到國外短期學習和實習,招收近20名留學生來校學習。

    在完成建設條件論證基礎上,研究確定智能采礦特色專業的建設思路、落實具體的實施舉措,是專業建設的方向核心和推進框架。

    張農介紹,智能采礦專業建設的整體思路是:引入人工智能、大數據、云計算、物聯網等高新技術,以及深地開采、礦山伴生資源開采等新理論和新技術,與采礦工程專業的采礦、地質、機電、測繪等核心課程深度融合,重構專業課程體系,升級制訂新的專業培養方案,充分利用國內外教學資源,開展基于新培養方案的人才培養實踐,實現傳統優勢專業向新工科專業升級。

    專業的升級是對采礦工程專業內涵的充實和升級。“一要引入高新技術和學科新成果,如智能采礦、透明地球、礦業大數據、礦山物聯網、礦區生態修復等;二要拓展專業面,探索深地開采、礦山伴生資源開采、新能源開采等新領域,使采礦工程專業突破傳統的以固體礦床開采技術為主的狀況,向更寬廣的礦產資源的智能開采方向發展。”萬志軍介紹。

    而這一專業的學生要增加《測試與控制技術基礎》、《物聯網與人工智能》、《大數據與云計算》等專業基礎課程的學習。在專業基礎課上,也將吸收透明地球、地理信息系統等地質和地理學科的新成果,實現多門課程的升級換代。而最為關鍵的專業核心課程,將引入智能采礦、智能監測、智能裝備等技術,設置《智能采礦學》、《礦山壓力與智能感知控制》、《礦山機械與智能裝備》、《礦井智能通風與安全》等課程。

    尤其值得一提的是,中國礦業大學智能采礦專業將改變一個系所辦一個專業的傳統做法,“我們將整合全校、國內行業高校乃至國際相關教學資源共建智能采礦專業。”張農介紹。

    建設方案顯示,智能采礦專業將以中國礦業大學礦業工程學院采礦工程系為主體,聯合該校的機電工程學院、信息與控制工程學院、計算機科學與技術學院等相關學院,以及中南大學、北京科技大學和美國科羅拉多礦業學院、西弗吉尼亞大學、加拿大不列顛哥倫比亞大學等,充分利用國內外相關師資、課程、實驗室、實踐基地等教學資源,共建新專業。

    據悉,首屆智能采礦特色班計劃從2017級本科生中選拔60人,以采礦工程專業本科生為基礎,在全校范圍內進行遴選,第一屆畢業生將于2021年畢業。

    此外,據了解,為了做好智能采礦特色班的建設,中國礦業大學還專門整合了國內外人才資源,成立了智能采礦研究所,與美國、澳大利亞、加拿大等國家專家學者開展合作研究,用科研帶動人才培養。

 


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責任編輯: 劉一鳴 關閉窗口
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