基于“智能+”高职煤矿开采技术专业课程体系构建探索

曹其嘉，韦 钊，杨博飞

（陕西能源职业技术学院 煤炭与化工产业学院，陕西 咸阳 712000）

煤矿智能化技术的发展是我国煤炭工业转型升级的驱动力，我国《能源技术革命创新行动计划（2016——2030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[1-2]。各地也出台了一系列煤矿智能化相关文件：山东省出台了《山东省煤矿智能化建设实施方案》，贵州省出台了《深入推进贵州省煤矿智能化、机械化升级改造攻坚方案（2019年——2020年）》，河南省出台了《河南省煤矿智能化建设实施方案》，山西省启动了智能煤矿和智能综采工作面建设试点工作等。目前，国内大多数煤炭企业已启动了煤矿智能化建设。2014年，陕煤集团黄陵矿业公司在一号煤矿率先实现“工作面有人巡视、无人操作”的智能开采工作模式。全国目前已建成200多个智能化工作面，实现了减人提效的示范目标，取得了良好的应用效果[3-5]。

煤矿智能化开采的相关研究和实践取得较快的发展，但是在智能化背景下，煤矿开采技术专业建设与课程体系方面的研究较少。本研究基于智能化煤矿生产现场工作领域、工作任务及对应的岗位核心职业技能要求，以职业能力递进过程为主线，将信息化、自动化、人工智能等新技术纳入教学内容，重构了基于“智能+”高职煤矿开采技术专业的人才培养课程体系。

1 煤矿智能开采领域人才培养的新需求

煤矿智能化技术的发展是我国煤炭工业转型升级的驱动力、促进煤炭开采技术革命的聚集力[6-8]。通过企业调研发现，煤矿智能化开采所需岗位包括智能化监控中心采煤机岗、智能化监控中心支架岗、智能化胶带运输机岗、智能开采设备维护岗、智能化工作面巡视工岗、智能化网络通信岗、远程供液岗、安全技术及管理岗位、机电技术及管理岗位等。从煤矿智能开采人才核心职业技能需求来看，企业将从业人才的煤矿智能开采设计、智能采矿装备操作维护、安全保障应急处理、监测监控操作、解决生产操作难题、开发性创新和技术运用创新7项能力指标列为核心指标。智能采矿装备操作维护能力最重要，监测监控操作能力为第2位，安全保障应急处理能力为第3位，解决生产操作难题能力为第4位，技术运用创新能力为第5位，煤矿智能开采设计能力为第6位，开发性创新能力为第7位，如图1所示。

图1 基于“智能+”煤矿开采人才核心职业技能指标

基于“智能+”煤矿开采技术专业的学生应注重实践操作能力的培养，在设备操作维护、监测监控操作等方面加强学习，处理生产过程中的操作难题，并进行环境适应性技术改造。未来煤炭开采的全智能化过程需要具有煤矿基本知识基础、智能生产、智能监控、智能运维、安全保障、应急处理的复合知识和技能的创新性人才。根据以上分析，在煤矿智能开采背景下，煤矿开采技术专业需培养掌握煤矿专业知识和智能开采技术技能，面向煤炭智能开采行业的智能化监控中心采煤机岗、智能化监控中心支架岗、智能化胶带运输机岗等职业岗位，能够从事智能化工作面采掘施工、采掘生产组织、技术管理和安全管理工作的复合型技术技能人才。

2 基于“智能+”煤矿开采课程体系构建

传统的煤矿开采是机械化开采，首先依靠人对开采条件和环境进行判断、作出决策，其次由人工操作机器完成开采。煤矿智能化建设目标为工作面无人开采，采煤设备根据开采环境和对象自我分析、自我判断，自主完成煤矿工作面的开采。可见，在智能化建设背景下，煤矿开采技术有了非常大的变化，课程体系也要根据煤矿智能化开采的需要进行重构。课程遵循“智能+”煤矿开采技术专业学科原则，基于智能化煤矿生产现场工作领域、工作任务及对应的岗位职业技能要求，以职业能力递进过程为主线，将信息化、自动化、人工智能等新技术纳入教学内容，对原有课程进行整合升级，重构基于“智能+”高职煤矿开采技术专业的人才培养课程体系，形成职业通用能力、职业基本能力和职业核心能力相匹配的理论教学课程体系框架，如图2所示。

图2 基于“智能+”煤矿开采课程体系框架

（1）公共课程平台。主要包含数学类课程、自然科学类课程、人文社科类课程，原有的公共课程满足目前智能化背景的需求，不需变动。

（2）大类通用专业基础课程平台。主要包括“现代地质学”“算法基础与机器学习”“电工技术与电子技术”“机械基础与液压传动”“工程制图”以及“认识实习”。“现代地质学”课程是对现有的“煤矿地质”课程进行升级改造，加入煤矿透明地质等内容。“算法基础与机器学习”课程是对原有“计算机基础”课程的升级，加入算法和机器学习的基础知识。“电工技术与电子技术”课程根据智能感知的要求，增设传感器和数据传输等知识。煤矿智能开采需要机械装备，所以“机械基础与液压传动”课程必然是煤矿开采技术专业的专业基础课程。

（3）专用专业基础课程平台。主要包括“计算机制图”“安全应急管理”“智能开采技术”“开采环境感知”“岩石力学与岩层控制”“电气自动化系统”“通风调节技术”“数值计算与仿真”“测量与导航定位”等。智能开采技术在原有课程所述煤矿开采方法的基础上，增加智能化开采的系统构架、关键技术、实践应用等。“开采环境感知”主要讲述传感器原理和数据传输，开采过程中对煤岩性质、矿山压力、温度与湿度、瓦斯、粉尘等环境的感知技术。“岩石力学与岩层控制”课程引入智能监测和控制技术。对原有的“矿井通风”课程进行升级，设置“通风调节技术”。

（4）职业能力课程平台。主要包括“绿色开采与环境评价”“现代企业管理能源概论”“岗位认知与专业技能”“能源开采法律法规”“灾害智能监测与防治”等。

3 结论

（1）在煤矿智能开采背景下，煤矿开采技术专业需培养掌握煤矿专业知识和智能开采技术技能，面向煤炭智能开采行业的智能化监控中心采煤机岗、智能化监控中心支架岗、智能化胶带运输机岗等职业岗位，能够从事智能化工作面采掘施工、采掘生产组织、技术管理和安全管理工作的复合型技术技能人才。

（2）课程基于智能化煤矿生产现场工作领域、工作任务及对应的岗位职业技能要求，以职业能力递进过程为主线，将信息化、自动化、人工智能等新技术纳入教学内容，对原有课程进行整合升级，重构基于“智能+”高职煤矿开采技术专业的人才培养课程体系，形成职业通用能力、职业基本能力和职业核心能力相匹配的理论教学课程体系。