煤炭行業(yè)安全工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)研究

周福寶

(中國礦業(yè)大學，江蘇省徐州市，221116)

1 我國煤礦安全發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年我國煤礦安全生產(chǎn)形勢持續(xù)向好[1]。雖然我國煤炭產(chǎn)量逐年增加，已從2005年的21.5億t增加到2020年的39億t；但煤礦百萬噸死亡率卻從2005年的2.76降至2020年的0.058。我國歷年煤炭產(chǎn)量與百萬噸死亡率情況見圖1。

圖1 我國歷年煤炭產(chǎn)量與百萬噸死亡率情況

需要說明的是，我國80%以上的煤炭產(chǎn)量來自于井工礦開采。地下采礦條件復(fù)雜，安全開采面臨的各種威脅巨大，尤其是深部瓦斯、沖擊地壓、水害等災(zāi)害相互耦合，成災(zāi)機理復(fù)雜，防治愈加困難，生產(chǎn)安全領(lǐng)域能取得如此突出的成績實屬來之不易[2-3]。然而在實現(xiàn)煤炭行業(yè)安全發(fā)展方面，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

在瓦斯抽采利用方面，我國瓦斯抽采量約180億m3/a，利用率不足40%，瓦斯高效開發(fā)與清潔利用不僅是煤礦災(zāi)害防治的根本性措施，也是我國節(jié)能減排與環(huán)境保護的重大需求[4]。

在粉塵與職業(yè)健康危害防治方面，截至2019年底，我國累計上報職業(yè)病99.44萬例，其中職業(yè)性塵肺病約占報告總數(shù)的90%，主要分布在礦山開采行業(yè)。從目前的醫(yī)學水平看，塵肺病難以治愈，死亡率高達22.04%；煤礦塵肺病死亡人數(shù)遠大于煤礦安全生產(chǎn)事故的死亡人數(shù)，直接經(jīng)濟損失高達80億元/a[5]。我國職業(yè)性塵肺病數(shù)量見圖2。

圖2 職業(yè)性塵肺病數(shù)量

在開采引起的生態(tài)和環(huán)境問題方面，因煤炭開采導(dǎo)致的地下水排放量約80億m3，利用率僅25%左右，土地塌陷導(dǎo)致水土流失，國有重點煤礦治理率尚不到20%。在礦區(qū)固體廢棄物排放方面，矸石排放量3億t/a。同時，地下煤火引起的環(huán)境生態(tài)問題，也導(dǎo)致巨量熱資源浪費。

要解決以上煤礦安全生產(chǎn)領(lǐng)域的種種難題，人才支撐尤為重要。高素質(zhì)的安全工程專業(yè)人才是煤炭行業(yè)安全發(fā)展不可或缺的重要保證[6-7]。每年各相關(guān)高校只有約6萬名安全工程專業(yè)的畢業(yè)生，而我國高危行業(yè)的企業(yè)高達20 余萬家，作為危險行業(yè)的煤炭企業(yè)對該專業(yè)人才的需求尤其迫切。

2 煤礦安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)及畢業(yè)就業(yè)現(xiàn)狀分析

2.1 煤炭相關(guān)專業(yè)設(shè)置

目前煤炭相關(guān)高校在煤炭類專業(yè)設(shè)置上較少。煤炭相關(guān)的14所高校(中國礦業(yè)大學，中國礦業(yè)大學(北京)，遼寧工程技術(shù)大學，山東科技大學，西安科技大學，河南理工大學，太原理工大學，安徽理工大學，華北理工大學，河北工程大學，山東工商學院，湖南科技大學，黑龍江科技大學，淮北師范大學)開設(shè)的煤炭相關(guān)專業(yè)主要有：采礦工程、安全工程、礦物加工工程、測繪工程、化學工程與工藝、地質(zhì)工程、土木工程、機械工程、機械設(shè)計及其自動化、電氣工程及其自動化等。

隨著我國高等教育的改革與發(fā)展，原來的煤炭院校為了適應(yīng)社會經(jīng)濟的發(fā)展、提高自主辦學能力、更好滿足社會用人需求，對一些煤炭主體專業(yè)的人才培養(yǎng)方案進行了調(diào)整和拓寬，使得煤炭主體專業(yè)培養(yǎng)的人才成為社會通用的寬口徑專業(yè)技術(shù)人才。

2.2 師資力量及結(jié)構(gòu)

(1)師資力量結(jié)構(gòu)失衡，具體表現(xiàn)為既有理論知識又有實踐經(jīng)驗的教師缺乏。近年來，隨著高等教育的發(fā)展，煤炭院校專業(yè)教師隊伍的學歷層次不斷提高，但現(xiàn)場實踐經(jīng)驗普遍缺乏，不能較好地將理論知識傳授與現(xiàn)場實際需求有效結(jié)合。

如何把村部的資源供給與村民的服務(wù)需求聯(lián)結(jié)起來？筆者認為，關(guān)鍵在于管理者要改進村部管理方式，跳出把村部作為“固定資產(chǎn)”管理的慣性思維。不妨“敞開門”服務(wù)，從滿足村民需求的角度開展工作，努力讓村民有需求能想著村部、想辦事能進得了村部、事不辦結(jié)能依靠住村部。

(2)高校目前普遍存在重科研輕教學的現(xiàn)象，致使教師投入教學環(huán)節(jié)的時間、精力不足，不能較好地將科研最新成果反哺于教學，教學內(nèi)容更新遲緩，教學效果下降，不能達到通過教學教育引導(dǎo)學生的效果。

(3)課程教學與實踐教學脫節(jié)；研討式教學、啟發(fā)式教學等教學方法在實際教學過程中運用不夠。

2.3 學生就業(yè)分析

下面以中國礦業(yè)大學(以下簡稱“礦大”)安全工程專業(yè)的學生為例進行具體分析和闡述。

礦大安全工程專業(yè)整體就業(yè)情況如圖3和圖4所示，2019屆安全工程專業(yè)畢業(yè)生入職能源資源企業(yè)的基本情況如圖5所示。

圖3 礦大2019屆安全工程專業(yè)本科生就業(yè)行業(yè)分布

近5年來，安全工程本科畢業(yè)生煤炭企業(yè)就業(yè)人數(shù)很少。這些畢業(yè)生多數(shù)選擇到建筑、化工、汽車及其外資企業(yè)就業(yè)；同時，在就業(yè)指導(dǎo)過程中明顯發(fā)現(xiàn)，本科畢業(yè)生直接就業(yè)的意愿不斷下降，而選擇升學的意愿逐年增強，甚至出現(xiàn)了考研二戰(zhàn)現(xiàn)象。近3年來，安全工程專業(yè)畢業(yè)生選擇升學的人數(shù)穩(wěn)步增長，升學比例在40%左右。

圖4 礦大2019屆安全工程專業(yè)碩士生就業(yè)行業(yè)分布

近5年碩士畢業(yè)生赴煤炭企業(yè)就業(yè)的人數(shù)也很少，與本科生的情況類似。據(jù)統(tǒng)計，近5年來，碩士研究生就業(yè)一般會選擇科研院所、建筑、核電等領(lǐng)域。之所以存在上述現(xiàn)象，筆者歸結(jié)為以下幾種原因。

(1)行業(yè)吸引力不強。煤炭企業(yè)事業(yè)留人、待遇留人、發(fā)展留人、環(huán)境留人的工作機制尚不健全，企業(yè)人才流失嚴重，給畢業(yè)生到煤炭企業(yè)就業(yè)帶來沖擊[8]；煤炭企業(yè)地理位置偏遠，工作條件艱苦、工作負荷重、壓力大，也制約著畢業(yè)生就業(yè)的選擇[9]。

(3)社會地位不高。

(4)個人價值追求的變化。學生以自我為中心的自主擇業(yè)意識增強，經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域或城市的就業(yè)意愿強烈，城市環(huán)境、薪酬待遇、發(fā)展空間成為擇業(yè)時的重要參考。而大部分大型煤礦都是國有企業(yè)，選人用人機制與畢業(yè)生發(fā)展需求存在落差，個人成長、晉升空間受限，個人價值體現(xiàn)較為遲緩等，都制約著畢業(yè)生的擇業(yè)。

3 安全工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)思路

面對嚴峻的安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)與就業(yè)現(xiàn)狀，高校應(yīng)該如何應(yīng)對？筆者認為：加強行業(yè)使命教育，注重教學與實踐的結(jié)合，根據(jù)行業(yè)需求增擴專業(yè)，為學生打造更好的人才成長平臺，對培養(yǎng)煤炭行業(yè)安全發(fā)展需要的創(chuàng)新人才非常必要。

3.1 辦學理念和行業(yè)使命教育

礦大礦業(yè)安全工程學院(以下簡稱“安全學院”)本著“學而優(yōu)則用，學而優(yōu)則創(chuàng)”的辦學理念，以科學研究為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學生為本職，堅持服務(wù)礦山實踐和應(yīng)用創(chuàng)新的辦學特色[10]，并以此為導(dǎo)向培養(yǎng)人才，為礦山培養(yǎng)和輸送一流的礦業(yè)安全工程師。

同時，面對當前煤炭行業(yè)社會地位不高、待遇不高等問題，加強對學生進行行業(yè)使命教育，讓學生知道，煤炭是黑色的，但是煤炭行業(yè)不是黑色的，在煤炭行業(yè)工作是有前途的。并且教育學生，安全工程專業(yè)是面向國家安全發(fā)展、能源安全發(fā)展的一流學科，培養(yǎng)的是具有創(chuàng)新精神的煤礦安全生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)人才和煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管人才，職業(yè)很崇高。目的是激勵學生認真學習，爭取早日為煤炭行業(yè)的安全發(fā)展做出貢獻。

3.2 注重工程實踐

針對當前學生個人價值追求多元的現(xiàn)實，注重在教學中更多地融入工程實踐元素。一是可以提高更多學生聽課的積極性、主動性；二是可以讓學生在工程實踐中體驗解決安全工程問題后的成就感。有助于學生把在煤炭行業(yè)企事業(yè)單位工作變?yōu)槠渚蜆I(yè)的重要選項。

工科院校的教學要尊重工程科學本身的特點，即源于工程、服務(wù)工程、高于工程、引領(lǐng)工程。工科研究生應(yīng)當特別注重工程實踐能力的培養(yǎng)與創(chuàng)新。實踐出真知，只有在實踐中才能發(fā)現(xiàn)問題、找到科研的靈感[11]。

礦大安全學院的工程實踐能力較強，在服務(wù)礦山，為現(xiàn)場解決問題過程中取得豐碩的工程研究成果，并在20多個省(市、自治區(qū))的數(shù)百座煤礦得到成功應(yīng)用，為我國煤礦安全形勢的整體好轉(zhuǎn)做出了貢獻。同時在大量實踐的前提下，學院的學科基礎(chǔ)研究和教學水平也得到大幅度提升，本科生、碩士研究生的學習主動性、參與工程實踐的積極性也進一步提高。礦大安全學院畢業(yè)的學生在煤炭行業(yè)的企事業(yè)單位也比較受歡迎。

在工程實踐教學方面舉以下2個實例。

3.2.1煤與瓦斯流態(tài)化同采

深地礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)是國家戰(zhàn)略(《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》)。我國南方煤炭資源的開發(fā)受到地質(zhì)條件、瓦斯災(zāi)害等不利條件的嚴重制約(雞窩煤、邊角煤)，煤炭開發(fā)日趨萎縮。開發(fā)適應(yīng)重慶、貴州等南方地質(zhì)條件下的創(chuàng)新采礦技術(shù)，主要是為了滿足區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求。為此，中國礦業(yè)大學流態(tài)化研究中心(設(shè)在礦大安全學院)提出了煤與瓦斯流態(tài)化開采的技術(shù)方案。這對支撐南方煤礦區(qū)安全高效開發(fā)很有意義。

3.2.2地下煤火資源化利用

地下煤火燒毀大量煤炭資源，不僅有很大安全隱患，還導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。但同時，地下煤火區(qū)域蘊含大量高品質(zhì)熱能，具有廣闊的利用前景。地下煤火的燃燒溫度很高，釋放出的熱量巨大。有數(shù)據(jù)顯示這些火區(qū)的熱能統(tǒng)計起來約為1 000 GW/a，相當于全世界核電和水電的總量。

在燃燒嚴重的地方，將燃燒層剝離出去后再進行回填覆土，但這種灌漿式煤田滅火效果比較有限。因此，礦大安全學院提出“以用代治”的煤火治理新思路，建立了地下煤火熱能利用的綜合體系，在新疆建成世界首座煤田火區(qū)治理與熱能利用示范工程，并牽頭組建了“煤火防治與利用”國際研究中心，引領(lǐng)了世界煤火防治的變革。發(fā)明了火區(qū)廢熱提取與熱電聯(lián)用技術(shù)，顛覆了傳統(tǒng)灌漿、堵漏等被動式煤火治理模式。目的是在提取火區(qū)熱能用于居民供暖的同時，進行生態(tài)修復(fù)和二氧化碳的捕捉，打造一個沙漠里的生態(tài)觀光旅游新產(chǎn)業(yè)。這個體系的建立，吸引了不少安全工程專業(yè)的優(yōu)秀學生，也為煤炭行業(yè)培養(yǎng)了具備創(chuàng)新才干的滅火專業(yè)人才。

3.3 根據(jù)形勢需要，增設(shè)職業(yè)衛(wèi)生工程本科專業(yè)

結(jié)合健康中國建設(shè)，以及目前煤礦安全生產(chǎn)重點轉(zhuǎn)移到職業(yè)災(zāi)害防治的迫切形勢，礦大安全學院在2019年增設(shè)了職業(yè)衛(wèi)生工程本科專業(yè)[12]。職業(yè)衛(wèi)生工程專業(yè)由安全學院和礦大附屬醫(yī)院(徐州市第一人民醫(yī)院)聯(lián)合辦學，是“醫(yī)工”結(jié)合、學科交叉融合的新興專業(yè)，用以培養(yǎng)國家和行業(yè)急需的職業(yè)健康檢測、監(jiān)管及職業(yè)病防治等方面的人才。我國目前塵肺病患者已經(jīng)突破100萬例，而且90%來自礦山開采業(yè)。因此，培養(yǎng)適合行業(yè)需要的職業(yè)病防治尤其是塵肺病防治專業(yè)的人才尤為重要。

根據(jù)代謝組學和預(yù)防醫(yī)學的研究成果，礦大安全學院研發(fā)出一種新型塵肺病患者篩查儀器。基于光學有機納米傳感器、機器學習以及多中心的臨床研究，礦大安全學院研發(fā)出一種根據(jù)呼出氣體來進行快速篩查塵肺病患者(及可疑人群)的儀器。在山東黃金職業(yè)病防治院收集了672例礦工呼出氣，篩查結(jié)果顯示含塵肺及疑似塵肺129例，外部驗證的AUC達97.2%，準確率達96.8%，特異度和靈敏度分別達0.981和0.870。在北京石龍醫(yī)院收集了315個塵肺住院病例，以研究分期的診斷模型并加強系統(tǒng)穩(wěn)定性。塵肺病超前辨識流程如圖6所示。

圖6 塵肺病超前辨識流程

3.4 為學生搭建更好成長平臺

如何為學生培養(yǎng)創(chuàng)造更好的條件，吸引更多的學生走上更高的平臺，這是每一名教師的天職[13-14]。筆者認為，學生的事情，始終是最重要的事情。學生的事情是等不得、拖不得的，因為這涉及到其一生事業(yè)的發(fā)展。

一個學院的學科內(nèi)涵建設(shè)是根基，政策導(dǎo)向是重要指揮棒。為了能培養(yǎng)更多的適應(yīng)煤炭安全發(fā)展所需要的創(chuàng)新人才，這幾年，礦大安全學院除了開設(shè)本科生創(chuàng)新實驗班，實施卓越工程師計劃和年級教授聯(lián)系輔導(dǎo)制外，還通過設(shè)置“瓦斯-好學”獎學金(中國工程院袁亮院士設(shè)立)及其他企業(yè)獎學金，發(fā)放優(yōu)秀本科生助研補貼等，引導(dǎo)學生扎實學習、更早地接觸科研，提升科研參與能力并走上更高層次的深造之路。

同時，安全學院規(guī)定，安全學科的所有博士生都要到海外去聯(lián)合培養(yǎng)1年。這一政策在2018年7月正式落地，并于2019年首批實施。并且通過國家留學基金委名額申請、學科資助、學院資助等方式，安全學科博士生在二三年級時，在完成科學研究的實驗、理論分析、工程驗證基礎(chǔ)上，可開始1年的海外培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式對學科發(fā)展和學生培養(yǎng)有雙向收益。一方面，學生拓展了視野，提高了研究能力和畢業(yè)后的綜合能力；另一方面，也讓更多的國外高校了解了礦大安全學科研究型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)情況，提高了學校的國際知名度。

礦大安全學院還開發(fā)了國際合作教學新模式，聘請國外知名教授、特聘教授來校進行學術(shù)講座、開展學術(shù)深度合作。采取“請進來、送出去”的方式與國際知名專家合作，以加強學科的內(nèi)涵建設(shè)。安全學院已經(jīng)與澳大利亞塔斯馬尼亞大學開展聯(lián)合辦學，學生可以通過聯(lián)合培養(yǎng)取得雙方學位。與此同時，安全學院還通過“地下煤火防治與利用”學科創(chuàng)新引智基地(111引智計劃)平臺，搭建了更高層次的國際交流平臺。

通過國際交流式人才培養(yǎng)，使得礦大安全學院的學生，尤其是碩士研究生創(chuàng)新能力更強，畢業(yè)后能更好地滿足煤炭行業(yè)對安全工程專業(yè)創(chuàng)新人才的需求。

4 結(jié)語

筆者認為煤炭相關(guān)高校應(yīng)立足自身特色，在煤炭行業(yè)安全發(fā)展領(lǐng)域的創(chuàng)新人才培養(yǎng)和教學中主動作為、攻堅克難，加強符合行業(yè)需求的已有學科方向的建設(shè)，推動安全學科的深度融合，引領(lǐng)特色學科的方向；同時還應(yīng)探索培養(yǎng)安全學科交叉型研究生，探索創(chuàng)新拔尖人才培養(yǎng)模式，建立產(chǎn)學研協(xié)同育人模式，推進人才培養(yǎng)國際化，為國家社會的發(fā)展，為煤炭行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展輸送更多的高素質(zhì)創(chuàng)新型安全工程專業(yè)人才。