煤炭行业安全工程专业创新人才培养研究
时间：2022-03-01 来源：中国煤炭杂志官网 分享：★ 权威探讨 ★
煤炭行业安全工程专业创新人才培养研究
1 我国煤矿安全发展现状
近几年我国煤矿安全生产形势持续向好[1]。虽然我国煤炭产量逐年增加，已从2005年的21.5亿t增加到2020年的39亿t；但煤矿百万吨死亡率却从2005年的2.76降至2020年的0.058。我国历年煤炭产量与百万吨死亡率情况见图1。
图1 我国历年煤炭产量与百万吨死亡率情况
需要说明的是，我国80%以上的煤炭产量来自于井工矿开采。地下采矿条件复杂，安全开采面临的各种威胁巨大，尤其是深部瓦斯、冲击地压、水害等灾害相互耦合，成灾机理复杂，防治愈加困难，生产安全领域能取得如此突出的成绩实属来之不易[2-3]。然而在实现煤炭行业安全发展方面，仍面临诸多挑战。
在瓦斯抽采利用方面，我国瓦斯抽采量约180亿m3/a，利用率不足40%，瓦斯高效开发与清洁利用不仅是煤矿灾害防治的根本性措施，也是我国节能减排与环境保护的重大需求[4]。
在粉尘与职业健康危害防治方面，截至2019年底，我国累计上报职业病99.44万例，其中职业性尘肺病约占报告总数的90%，主要分布在矿山开采行业。从目前的医学水平看，尘肺病难以治愈，死亡率高达22.04%；煤矿尘肺病死亡人数远大于煤矿安全生产事故的死亡人数，直接经济损失高达80亿元/a[5]。我国职业性尘肺病数量见图2。
图2 职业性尘肺病数量
在开采引起的生态和环境问题方面，因煤炭开采导致的地下水排放量约80亿m3，利用率仅25%左右，土地塌陷导致水土流失，国有重点煤矿治理率尚不到20%。在矿区固体废弃物排放方面，矸石排放量3亿t/a。同时，地下煤火引起的环境生态问题，也导致巨量热资源浪费。
要解决以上煤矿安全生产领域的种种难题，人才支撑尤为重要。高素质的安全工程专业人才是煤炭行业安全发展不可或缺的重要保证[6-7]。每年各相关高校只有约6万名安全工程专业的毕业生，而我国高危行业的企业高达20 余万家，作为危险行业的煤炭企业对该专业人才的需求尤其迫切。
2 煤矿安全工程专业人才培养及毕业就业现状分析
2.1 煤炭相关专业设置
目前煤炭相关高校在煤炭类专业设置上较少。煤炭相关的14所高校(中国矿业大学，中国矿业大学(北京)，辽宁工程技术大学，山东科技大学，西安科技大学，河南理工大学，太原理工大学，安徽理工大学，华北理工大学，河北工程大学，山东工商学院，湖南科技大学，黑龙江科技大学，淮北师范大学)开设的煤炭相关专业主要有：采矿工程、安全工程、矿物加工工程、测绘工程、化学工程与工艺、地质工程、土木工程、机械工程、机械设计及其自动化、电气工程及其自动化等。
随着我国高等教育的改革与发展，原来的煤炭院校为了适应社会经济的发展、提高自主办学能力、更好满足社会用人需求，对一些煤炭主体专业的人才培养方案进行了调整和拓宽，使得煤炭主体专业培养的人才成为社会通用的宽口径专业技术人才。
2.2 师资力量及结构
(1)师资力量结构失衡，具体表现为既有理论知识又有实践经验的教师缺乏。近年来，随着高等教育的发展，煤炭院校专业教师队伍的学历层次不断提高，但现场实践经验普遍缺乏，不能较好地将理论知识传授与现场实际需求有效结合。
(2)高校目前普遍存在重科研轻教学的现象，致使教师投入教学环节的时间、精力不足，不能较好地将科研最新成果反哺于教学，教学内容更新迟缓，教学效果下降，不能达到通过教学教育引导学生的效果。
(3)课程教学与实践教学脱节；研讨式教学、启发式教学等教学方法在实际教学过程中运用不够。
2.3 学生就业分析
下面以中国矿业大学(以下简称“矿大”)安全工程专业的学生为例进行具体分析和阐述。
矿大安全工程专业整体就业情况如图3和图4所示，2019届安全工程专业毕业生入职能源资源企业的基本情况如图5所示。
图3 矿大2019届安全工程专业本科生就业行业分布
近5年来，安全工程本科毕业生煤炭企业就业人数很少。这些毕业生多数选择到建筑、化工、汽车及其外资企业就业；同时，在就业指导过程中明显发现，本科毕业生直接就业的意愿不断下降，而选择升学的意愿逐年增强，甚至出现了考研二战现象。近3年来，安全工程专业毕业生选择升学的人数稳步增长，升学比例在40%左右。
图4 矿大2019届安全工程专业硕士生就业行业分布
图5 矿大2019届安全工程专业毕业生入职能源资源行业企业情况
近5年硕士毕业生赴煤炭企业就业的人数也很少，与本科生的情况类似。据统计，近5年来，硕士研究生就业一般会选择科研院所、建筑、核电等领域。之所以存在上述现象，笔者归结为以下几种原因。
(1)行业吸引力不强。煤炭企业事业留人、待遇留人、发展留人、环境留人的工作机制尚不健全，企业人才流失严重，给毕业生到煤炭企业就业带来冲击[8]；煤炭企业地理位置偏远，工作条件艰苦、工作负荷重、压力大，也制约着毕业生就业的选择[9]。
(2)煤炭企业待遇偏低。目前待遇与过去10年相比相差不多。
(3)社会地位不高。
(4)个人价值追求的变化。学生以自我为中心的自主择业意识增强，经济发达区域或城市的就业意愿强烈，城市环境、薪酬待遇、发展空间成为择业时的重要参考。而大部分大型煤矿都是国有企业，选人用人机制与毕业生发展需求存在落差，个人成长、晋升空间受限，个人价值体现较为迟缓等，都制约着毕业生的择业。
3 安全工程专业创新人才培养思路
面对严峻的安全工程专业人才培养与就业现状，高校应该如何应对？笔者认为：加强行业使命教育，注重教学与实践的结合，根据行业需求增扩专业，为学生打造更好的人才成长平台，对培养煤炭行业安全发展需要的创新人才非常必要。
3.1 办学理念和行业使命教育
矿大矿业安全工程学院(以下简称“安全学院”)本着“学而优则用，学而优则创”的办学理念，以科学研究为基础，以培养学生为本职，坚持服务矿山实践和应用创新的办学特色[10]，并以此为导向培养人才，为矿山培养和输送一流的矿业安全工程师。
同时，面对当前煤炭行业社会地位不高、待遇不高等问题，加强对学生进行行业使命教育，让学生知道，煤炭是黑色的，但是煤炭行业不是黑色的，在煤炭行业工作是有前途的。并且教育学生，安全工程专业是面向国家安全发展、能源安全发展的一流学科，培养的是具有创新精神的煤矿安全生产专业技术人才和煤矿安全生产监管人才，职业很崇高。目的是激励学生认真学习，争取早日为煤炭行业的安全发展做出贡献。
3.2 注重工程实践
针对当前学生个人价值追求多元的现实，注重在教学中更多地融入工程实践元素。一是可以提高更多学生听课的积极性、主动性；二是可以让学生在工程实践中体验解决安全工程问题后的成就感。有助于学生把在煤炭行业企事业单位工作变为其就业的重要选项。
工科院校的教学要尊重工程科学本身的特点，即源于工程、服务工程、高于工程、引领工程。工科研究生应当特别注重工程实践能力的培养与创新。实践出真知，只有在实践中才能发现问题、找到科研的灵感[11]。
矿大安全学院的工程实践能力较强，在服务矿山，为现场解决问题过程中取得丰硕的工程研究成果，并在20多个省(市、自治区)的数百座煤矿得到成功应用，为我国煤矿安全形势的整体好转做出了贡献。同时在大量实践的前提下，学院的学科基础研究和教学水平也得到大幅度提升，本科生、硕士研究生的学习主动性、参与工程实践的积极性也进一步提高。矿大安全学院毕业的学生在煤炭行业的企事业单位也比较受欢迎。
在工程实践教学方面举以下2个实例。
3.2.1 煤与瓦斯流态化同采
深地矿产资源勘探与开发是国家战略(《“十三五”国家科技创新规划》)。我国南方煤炭资源的开发受到地质条件、瓦斯灾害等不利条件的严重制约(鸡窝煤、边角煤)，煤炭开发日趋萎缩。开发适应重庆、贵州等南方地质条件下的创新采矿技术，主要是为了满足区域经济发展对能源的需求。为此，中国矿业大学流态化研究中心(设在矿大安全学院)提出了煤与瓦斯流态化开采的技术方案。这对支撑南方煤矿区安全高效开发很有意义。
3.2.2 地下煤火资源化利用
地下煤火烧毁大量煤炭资源，不仅有很大安全隐患，还导致生态环境恶化。但同时，地下煤火区域蕴含大量高品质热能，具有广阔的利用前景。地下煤火的燃烧温度很高，释放出的热量巨大。有数据显示这些火区的热能统计起来约为1 000 GW/a，相当于全世界核电和水电的总量。
在燃烧严重的地方，将燃烧层剥离出去后再进行回填覆土，但这种灌浆式煤田灭火效果比较有限。因此，矿大安全学院提出“以用代治”的煤火治理新思路，建立了地下煤火热能利用的综合体系，在新疆建成世界首座煤田火区治理与热能利用示范工程，并牵头组建了“煤火防治与利用”国际研究中心，引领了世界煤火防治的变革。发明了火区废热提取与热电联用技术，颠覆了传统灌浆、堵漏等被动式煤火治理模式。目的是在提取火区热能用于居民供暖的同时，进行生态修复和二氧化碳的捕捉，打造一个沙漠里的生态观光旅游新产业。这个体系的建立，吸引了不少安全工程专业的优秀学生，也为煤炭行业培养了具备创新才干的灭火专业人才。
3.3 根据形势需要，增设职业卫生工程本科专业
结合健康中国建设，以及目前煤矿安全生产重点转移到职业灾害防治的迫切形势，矿大安全学院在2019年增设了职业卫生工程本科专业[12]。职业卫生工程专业由安全学院和矿大附属医院(徐州市第一人民医院)联合办学，是“医工”结合、学科交叉融合的新兴专业，用以培养国家和行业急需的职业健康检测、监管及职业病防治等方面的人才。我国目前尘肺病患者已经突破100万例，而且90%来自矿山开采业。因此，培养适合行业需要的职业病防治尤其是尘肺病防治专业的人才尤为重要。
根据代谢组学和预防医学的研究成果，矿大安全学院研发出一种新型尘肺病患者筛查仪器。基于光学有机纳米传感器、机器学习以及多中心的临床研究，矿大安全学院研发出一种根据呼出气体来进行快速筛查尘肺病患者(及可疑人群)的仪器。在山东黄金职业病防治院收集了672例矿工呼出气，筛查结果显示含尘肺及疑似尘肺129例，外部验证的AUC达97.2%，准确率达96.8%，特异度和灵敏度分别达0.981和0.870。在北京石龙医院收集了315个尘肺住院病例，以研究分期的诊断模型并加强系统稳定性。尘肺病超前辨识流程如图6所示。
图6 尘肺病超前辨识流程
3.4 为学生搭建更好成长平台
如何为学生培养创造更好的条件，吸引更多的学生走上更高的平台，这是每一名教师的天职[13-14]。笔者认为，学生的事情，始终是最重要的事情。学生的事情是等不得、拖不得的，因为这涉及到其一生事业的发展。
一个学院的学科内涵建设是根基，政策导向是重要指挥棒。为了能培养更多的适应煤炭安全发展所需要的创新人才，这几年，矿大安全学院除了开设本科生创新实验班，实施卓越工程师计划和年级教授联系辅导制外，还通过设置“瓦斯-好学”奖学金(中国工程院袁亮院士设立)及其他企业奖学金，发放优秀本科生助研补贴等，引导学生扎实学习、更早地接触科研，提升科研参与能力并走上更高层次的深造之路。
同时，安全学院规定，安全学科的所有博士生都要到海外去联合培养1年。这一政策在2018年7月正式落地，并于2019年首批实施。并且通过国家留学基金委名额申请、学科资助、学院资助等方式，安全学科博士生在二三年级时，在完成科学研究的实验、理论分析、工程验证基础上，可开始1年的海外培养。这种培养方式对学科发展和学生培养有双向收益。一方面，学生拓展了视野，提高了研究能力和毕业后的综合能力；另一方面，也让更多的国外高校了解了矿大安全学科研究型创新人才的培养情况，提高了学校的国际知名度。
矿大安全学院还开发了国际合作教学新模式，聘请国外知名教授、特聘教授来校进行学术讲座、开展学术深度合作。采取“请进来、送出去”的方式与国际知名专家合作，以加强学科的内涵建设。安全学院已经与澳大利亚塔斯马尼亚大学开展联合办学，学生可以通过联合培养取得双方学位。与此同时，安全学院还通过“地下煤火防治与利用”学科创新引智基地(111引智计划)平台，搭建了更高层次的国际交流平台。
通过国际交流式人才培养，使得矿大安全学院的学生，尤其是硕士研究生创新能力更强，毕业后能更好地满足煤炭行业对安全工程专业创新人才的需求。
4 结语
笔者认为煤炭相关高校应立足自身特色，在煤炭行业安全发展领域的创新人才培养和教学中主动作为、攻坚克难，加强符合行业需求的已有学科方向的建设，推动安全学科的深度融合，引领特色学科的方向；同时还应探索培养安全学科交叉型研究生，探索创新拔尖人才培养模式，建立产学研协同育人模式，推进人才培养国际化，为国家社会的发展，为煤炭行业的高质量发展输送更多的高素质创新型安全工程专业人才。
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Research on innovative talents training of safety engineering major in coal industry
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