采矿工程（煤及煤层气方向）人才培养模式构建与思考

简阔，茹忠亮，马国胜，郭少龙，冯睿智

（1.太原科技大学能源与材料工程学院；2.晋城市综合检验检测中心；3.山西暗石电子技术有限公司，山西晋城 048000）

山西作为能源革命的排头兵，承担着能源转型升级的重任，要从以煤炭为主要能源的“黑色革命”转向“绿色发展”。在新工科背景下，高校应根据自身的办学层次和定位，结合地方区域优势，形成独特的办学特色。尤其对于地方高校而言，专业设置应紧密围绕服务国家和区域经济社会发展、产业升级对人才的需求。专业设置要从人才培养目标、课程体系、实践教学、教学方式及专业思政等方面出发，构建具有特色的人才培养模式，为区域经济转型升级培养高素质工程技术人才[1]。

一、太原科技大学采矿工程发展的机遇与挑战

（一）发展机遇

山西是我国煤炭和煤层气资源的大省。据自然资源部最近发布的全国矿产资源储量统计表显示，截至2021年底，全国煤炭和煤层气资源储量分别为2 078.85亿吨和3 659.68亿立方米。其中，山西省的煤炭储量为494.17亿吨，煤层气储量为3 336.57亿立方米，分别占全国储量的23.78%和91.17%，均居全国首位。晋城市位于沁水煤田腹地，无烟煤分布广泛，储量丰富，拥有晋煤集团、兰花集团、阳泰集团等大型国有煤炭和煤化工生产企业。同时，晋城也是我国最大的煤层气开发利用基地，煤层气储量丰富、分布广泛，蓝焰、中石油、中联等煤层气开采企业在此积极布局。目前，这里已形成了包括煤层气勘探开发、地面排采、井下抽采、煤层气集输、民用燃气、工业燃料、汽车燃料、瓦斯发电等在内的较完整的煤层气产业链。

煤层气作为一种优质高效的清洁能源，其开发利用不仅可以有效降低碳排放和大气温室效应，而且能有效减少煤炭开采中的瓦斯灾害，具有显著的安全、环保和经济效益。为有效促进煤层气产业的快速发展，我国自“十一五”“十二五”以来陆续出台了《关于进一步加强煤矿瓦斯防治工作的若干意见》《关于进一步加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的意见》等30多项促进煤层气产业发展的相关政策文件。煤层气产业已成为山西能源革命综合改革的领跑者，同时也为山西低碳绿色发展及实现“碳中和”目标提供了资源支撑。

2015年，原晋煤集团联合中国矿业大学、中国石油大学、中国地质大学、河南理工大学共同创办了国内首家煤与煤层气共采国家重点实验室。该实验室聚焦国际煤层气抽采科技前沿，围绕煤炭与煤层气共采的基础理论、地质评价等重大技术课题开展研究及工程试验。2008年，建立了博士后科研工作站。2020年，国家煤层气产品质量监督检验中心在晋城市综合检验检测中心挂牌运营，主要承担民用煤层气、车用压缩煤层气、天然气等产品的委托检验、仲裁检验、买卖双方第三方公正检验，同时还承担相关检测方法标准的制订修订和检验仪器设备的开发等工作。煤与煤层气共采国家重点实验室和国家煤层气产品质量监督检验中心两家国家级科研机构在晋城落户，为采矿工程（煤与煤层气）专业建设与发展提供了学科引领。

（二）面临的挑战

资源与产业的优势、政策的支持以及国家级科研机构的引领为地方院校的特色发展提供了良好的基础。太原科技大学晋城校区为助力地方经济发展，于2016年开设了采矿工程（煤与煤层气）专业，至今已毕业三届学生，累计培养了235名专业技术人才，为山西省高效开发利用煤与煤层气这两种优势矿产资源提供了人才支持。作为中国能源资源的大省，山西承担着国家能源保障的重要使命，是保障国家能源安全的基石。大力发展能源类专业学科，对于山西省实现传统能源的转型升级和绿色发展具有重要意义。

煤炭作为我国的传统能源，其开采技术已相对成熟。随着信息技术的不断发展，人工智能、5G、物联网、大数据等技术不断融入煤炭开采，煤矿智能化开采技术的创新和应用展现出新的生机。煤层气是蕴藏在煤层中的非常规天然气资源，作为一种清洁能源，其开发利用不仅可以补充我国能源的短缺，而且可以有效降低煤炭开采的瓦斯灾害。袁亮、彭苏萍等院士首先提出了煤与煤层气共采的新学科方向，旨在解决煤与煤层气这两种同源共生资源的安全高效开采。

在当前“碳达峰、碳中和”以及数字化技术融合发展的背景下，地方高校专业建设应以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，贯彻新工科发展理念，深入分析当前新产业、新技术、新模式，提升工科专业人才培养质量，更好地服务山西省经济转型，推动山西能源革命的发展。

采矿工程（煤与煤层气方向）专业作为太原科技大学晋城校区的新专业，为区域经济发展培养掌握煤与煤层气共采技术的专业人才，从技术角度、地域性来看都极具地方特色。按照新工科建设要求，新专业要继承传统技术、创造新技术，融合多学科，构建具有地方特色的采矿工程新工科人才培养模式[2]。

二、面向新工科的采矿工程专业人才培养模式

（一）提练人才培养目标

采矿工程作为矿业类专业，主要研究和学习矿床开采的理论和方法，同时致力于矿业新技术的发展。根据矿产资源及开采方式的不同，采矿工程可分为煤矿开采（露天开采、井工开采）、金属矿床开采（露天开采、井工开采）和非金属矿床开采等类别[3]。由于高校的办学历史和地区行业发展的差异，各高校在采矿工程人才培养的侧重点各有不同。例如，原煤炭部直属的中国矿业大学、阜新矿业学院（现辽宁工程技术大学）、山东矿业学院（现山东科技大学）、西安矿业学院（现西安科技大学）、焦作矿业学院（现河南理工大学）和山西矿业学院（并入太原理工大学）等大学主要培养煤炭开采方面的专业技术人才。而原冶金部直属的北京科技大学、东北大学、武汉钢铁学院（现武汉科技大学）、鞍山钢铁学院（现辽宁科技大学）和包头钢铁学院（现内蒙古科技大学）等大学则主要培养金属矿床开采方向的人才。

煤层气（瓦斯）是与煤伴生、共生的气体资源，是储存在煤层中的烃类气体，主要成分为甲烷，属于非常规天然气。中国地质大学最早在2006年开设了“煤及煤层气工程”本科专业，随后河南理工大学、中国矿业大学、辽宁工程技术大学也陆续开始了该专业的本科试点招生。2012年教育部对本科专业目录进行了优化调整，不再单独设置“煤及煤层气工程”专业。

沁水煤田是我国最大的无烟煤基地，煤炭变质程度高，煤层气资源丰富。为了降低煤层瓦斯含量，减少煤矿瓦斯灾害，同时开发利用清洁能源，晋煤集团在长期工程实践中形成了“先采气、后采煤、采气采煤一体化”的瓦斯治理原则，并提出了“三区联动井上下立体抽采”瓦斯治理模式[4]。考虑国家与地区的发展、行业与企业的需求以及学校的特色与定位，太原科技大学晋城校区于2016年开设采矿工程（煤与煤层气）专业，为推进山西能源革命综合改革培养专业人才。

（二）重构课程教学体系

表1 课程学分及所占学分比例表

为了实现人才培养目标，太原科技大学的采矿工程专业课程体系分为五个类别：通识教育课程、学科基础课程、专业课程、个性培养课程和实习实践训练课程。其中，学科基础课程包括数理基础、大类基础和专业基础课程。各类课程的学分及所占比例如表1所示。

从工科人才专业技能角度来看，培养方案中的课程又可划分为学科基础模块、专业基础模块、煤炭开采模块、煤层气开采模块和实习实践模块五大部分，具体的课程划分见图1。

图1 课程模块分解

（三）加强实践基地建设

应用型本科专业学生的实践经验和实践能力对提升就业竞争力至关重要，同时也反映了学生将理论与实际结合，运用所学知识解决问题的能力。实习基地的建设为专业实习和实训提供了重要保障。我校在采矿工程专业建设过程中，已在晋煤集团、兰花集团、蓝焰煤层气、煤与煤层气共采国家重点实验室、国家煤层气产品质量监督检验中心、阳泰集团、兰花煤层气、皇城相府集团、长平煤矿、赵庄煤矿、寺河煤矿等煤炭和煤层气开采企业建立了学生实习基地。这些基地共同制定了完善的实习课程、实习管理制度和考评制度，同时聘请了一批企业工程师为兼职教师，定期为我校师生进行技术培训。在实习基地建设的过程中，通过与地方企业的合作交流，构建了系统的实践教学和实习管理体系，通过顶岗实习提高了学生理论与实际相结合的能力，为相关课程设计和毕业设计做好前期准备，为学生的就业和职业发展打下了良好的基础。

（四）改革课堂教学模式

随着网络信息科技的发展，线上教学正逐渐改变传统的高校课堂教学方式。一方面，我们从爱课程、超星尔雅和中国大学MOOC等网络教学平台筛选适合采矿工程专业的优质线上教学资源，同时也组织教学团队结合课程特点，开展线上课程、线上线下混合教学、线上虚拟仿真等不同类型的教学模式。教师通过布置线上学习任务，使学生能够充分利用课余时间自主学习，缓解专业课内容增加和课时缩短的矛盾。我们打造了采矿工程视频库、案例库，通过案例讲解的方式激发学生的学习兴趣，培养学生的终身学习能力。

（五）挖掘专业思政元素

人们对煤矿的传统印象导致招生困难，毕业生不愿意到一线工作。这是国内所有高校采矿工程专业面临的共同难题。矿业是国民经济的基础产业，是国家发展的支柱之一，事关国家安全。特别是在当前世界格局动荡、俄乌战争持续的背景下，能源安全显得尤为重要。在“采煤学”“岩石力学”等专业课程教学过程中，我们结合时事，讲述我国煤炭工业飞速发展的历史，培养学生的民族自豪感和责任感。我们讲述宋振骐、钱鸣高、鲜学福、武强、何满朝等矿业界院士的成长历程及突出贡献，学习他们“终身献身煤矿事业”“生命不息，奋斗不止”的崇高精神。

煤矿智能化建设是变革煤炭传统生产方式的重要举措，引领煤矿进入智能化采煤新时代。截至2022年，山西省已完成22座矿井的智能化升级改造，建成了548个智能化采煤、掘进工作面，智能化科技的广泛应用大幅提升了矿井的采掘效率，降低了工人劳动强度，有效地提升了矿山安全生产水平，对实现煤炭高质量转型发展、保障能源安全具有重大意义。煤矿科技的发展对采矿工程人才培养提出了更高的要求。

三、结束语

立足于山西能源革命综合改革，并结合时代背景及区域优势，本文全面分析了太原科技大学采矿工程专业人才培养所面临的机遇和挑战。以新工科建设目标为导向，我们分别从凝练人才培养目标、重构课程体系、加强实践基地建设、改革课堂教学模式和挖掘专业思政元素五个方面进行了人才培养模式的改革与探索。目的是培养具有爱国爱家情怀、精湛业务技能、工匠精神和开拓进取精神的高素质应用型采矿工程专业人才，从而助力山西经济的高质量转型发展。