突顯實踐教學與礦業文化特色的模擬礦井建設

[摘要] 模擬礦井是礦業類實驗實踐教學的創新方式，效果顯著。一是作為復雜礦山的縮影，使學生在校內就能全面認識煤礦生產工藝與流程，規避高危環境；二是在“煤礦搬進校園、礦業文化彌漫校園”理念下，通過標準化采礦工藝與安全綠色環境的展示，傳承“團隊-安全-綠色”的礦業文化，激發學生專業熱情。鑒于此，本文在闡述模擬礦井的教學優勢和文化特色的基礎上，探討其建設路徑，為礦業類高校實踐教學平臺建設提供借鑒。

[關鍵詞]模擬礦井；實踐教學；礦業文化；礦業類專業"""" [DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2025.04.030

貴州作為礦產資源大省，近年來以“富礦精開”戰略為抓手，推動礦業高質量發展，服務國家能源資源安全，助力新時代西部大開發[1-2]。貴州理工學院秉承“將煤礦開采搬進校園、礦業文化彌漫校園”的理念，圍繞“學科—專業—平臺—團隊一體化”的建設思路[3-4]，以學科建設為目標、專業建設為依托、平臺建設為抓手、團隊建設為核心、科學研究為動力、制度建設為保障，建設兼具實踐教學與礦業文化特色的模擬礦井實驗實踐教學平臺。該平臺旨在培養新時代敢闖敢干的礦業接班人，為貴州礦業高質量發展提供堅實支撐。

礦業類專業重實踐，模擬礦井兼具實踐教學與礦業文化傳播功能，可以消除學生恐懼感，增強安全感。本文以貴州理工學院為例，闡述了模擬礦井的教學優勢和文化特色，探討模擬礦井建設詳細路徑，可為礦業類高校實踐教學平臺建設提供參考。

一、模擬礦井教學優勢

（一）能保障學生實踐安全

模擬礦井是一種兼具實踐與教育功能的特殊教學平臺，通過1：1仿真還原實際生產礦井要素，構建了包括井壁、巷道、礦井設備及采煤工作面等在內的逼真場景。其科學性、知識性和趣味性相結合，運用高新技術與藝術展示手段，呈現了從古代手工采煤到現代綜合機械化采煤的演變過程及地質構造等豐富礦井內容。模擬礦井作為校園內的真實礦井縮影，為學生提供了安全且便捷的實驗實踐環境，解決了傳統實習中存在的安全隱患和現場深入困難的問題：一方面，學生可在虛擬事故場景中學習，最大限度保障安全；另一方面，通過真實體驗井下采煤過程及其潛在危險性，學生能夠深刻理解礦井安全操作的重要性，樹立強烈的安全意識。此外，模擬礦井還可培養學生使用采礦設備的科學性、規范性和嚴謹性的意識，為安全教育與實踐能力提升提供了有力支撐。

（二）能高效助力實踐效果

采礦工程與安全工程作為傳統工科礦業類專業，實踐教學是其人才培養的關鍵環節。模擬礦井作為一種創新教學載體，主要服務于礦業類專業，旨在幫助學生熟悉礦井環境，掌握生產系統及現場操作技能。通過模擬礦井實訓，學生能夠將理論與實踐有機結合，顯著提升教學質量與效果，具體體現在以下方面：1.改進傳統實驗實踐教學模式：教師可利用模擬礦井直觀展示課程內容，學生通過系統學習，增強學習動力與參與度。2.培養煤炭企業優質安全人才：結合企業實際需求，模擬礦井可演示安全生產與管理流程，開展安全隱患排查、應急預案演練等培訓，為學生就業奠定堅實基礎。3.提升實驗實踐環節的針對性：教師可通過系統中的安全隱患排查功能，深入分析煤礦事故高發地點，幫助學生識別礦井安全隱患并提供解決方案，激發學生學習興趣與實踐能力。

（三）能豐富實踐教學模式

模擬礦井作為一種創新的實踐教學平臺，彌補了傳統課堂實驗教學模式單一枯燥及煤礦現場實踐成本高昂的不足。通過科學的功能分區布局設計，真實還原了煤礦井下作業環境。其特色包括：多樣化的井巷斷面設計（半圓拱形、三心拱形、矩形）及多種支護方式（錨噴、錨網等），完整配置了采、掘、機、運、通等系統設備，并集成安全避險“六大系統”（監測監控、人員定位、通信聯絡、緊急避險等），確保了教學的安全性與完整性。同時，通過智能綜采綜掘工作面與VR技術（虛擬現實技術）的結合，為智能化開采提供了實踐教學與科研平臺。這種沉浸式教學模式使學生能夠直觀學習采煤、掘進、通風等工藝及設備操作，掌握安全避險系統的應用，顯著提升了理論知識與實踐能力的結合效率，為礦山工程教育提供了高效、安全的實踐平臺，極大豐富了實踐教學模式。

（四）能調動學生的學習積極性

模擬礦井中基于VR技術的實踐教學，能夠全景展現煤炭開采與運輸流程，為學生提供沉浸式學習體驗。該技術將礦井、采掘工作面、電力系統、運輸系統、通風系統、支護系統等教學內容真實呈現，使學生對煤炭生產系統形成整體性認知。同時，VR教學模式還可將煤礦開采的局部細節融入課堂，實現宏觀設計與局部設置的雙線融合，深化學生對礦井結構的理解[5]。此外，模擬礦井的仿真工作面配備全套采掘機械與動態礦工蠟像，營造出真實的煤礦氛圍。這種沉浸式體驗不僅激發了學生對礦業科學的興趣，還通過實驗實踐與體驗式教學，增強了學生主動獲取知識的積極性。

二、模擬礦井的礦業文化特色

新時代背景下，礦業發展亟需文化的深度融合與創新轉型，礦業文化不僅是礦業學科成就與歷史積淀的體現，更是礦業生產方式、行為規范、價值追求的集中表達，也是礦業人創造力與創新精神的重要源泉[6-7]。“安全”是礦業文化的核心，其本質是以人為本、生命至上。通過先進安全理念的引領，構建系統化的安全文化體系，發揮其潛移默化的作用，使安全成為礦業從業者的自覺行為，為礦業高質量發展提供堅實的安全文化保障，助力礦業安全發展[8]。安全環境的創建包括“外部環境”與“內在環境”的協同建設，推動安全理念內化于心，促使職工從“要我安全”向“我要安全”轉變[9]。安全文化建設需依托先進平臺，通過正向引導教育，培養安全型采礦人才。模擬礦井基地作為集“采礦”與“安全”模塊于一體的實踐平臺，為學生提供了全方位認識礦井安全生產措施與經驗的載體，成為礦業文化宣傳的重要推動力。“綠色礦山”是礦業文化的重要特征，隨著國家對礦山管理的加強與投入，綠色礦山理念逐步深入人心，顯著改善了煤礦企業“臟、亂、差”的傳統印象[10]。綠色礦山建設通過技術與管理創新，推動企業可持續發展，其內涵涵蓋企業文化、管理優化及誠信建設等方面。模擬礦井的地表綠化設計為學生呈現了綠色礦山的直觀形象，增強了其對綠色礦山文化的認同感，展現了綠色創新驅動在礦業可持續發展中的積極作用。

兼具安全與綠色特色的模擬礦井，不僅有效傳承了礦業文化，還培養了學生的專業情懷與職業素養，激發了其追求“礦業大國工匠”的熱情，為礦業人才培養提供了堅實的文化載體與平臺支撐。

三、模擬礦井建設

基于模擬礦井在實踐教學和礦業文化傳承上的獨特優勢，模擬礦井在礦業類高校教學中具有重要地位，其建設需深度融合教育功能、文化傳承與沉浸式體驗，打造集實踐性、知識性與科普性于一體的綜合性平臺。具體建設路徑如下：

（一）建設核心功能目標

1.實踐教學功能目標建設。該功能以“場景還原+技能實訓”為核心，旨在打造礦業領域產教融合的實踐平臺，培養兼具理論知識與實操能力的復合型人才。具體建設實施路徑包括：全流程礦井操作模擬、模塊化課程體系開發及產學研協同創新。

2.礦業文化傳承功能目標建設。該功能以構建“歷史-技術-精神”三位一體的文化傳播體系為中點，重塑對礦業的認知，弘揚礦工精神與工業文明價值。詳細的實施路徑涵蓋礦業歷史與技術演化展示，以及礦工精神與生活場景再現。

3.社會科普功能目標建設。該功能的目標定位是通過趣味化、科技化手段普及礦業知識，推動公眾理解資源開發與可持續發展的平衡關系。具體的實施策略包括青少年科普教育、公眾認知提升及公益行動。

（二）模塊化設計

1.設計分層模擬礦井系統。模擬礦井系統分基礎層、實踐層和科技層設計。基礎層包括調度中心、安全培訓室及礦業歷史展館；實踐層構建真實比例的井下巷道，模擬復雜采礦環境；科技層引入5G、無人駕駛礦車等現代技術，展示智能化采礦流程及機器人互動裝置。

2.設計礦業文化主題區。設計“礦工精神教育區”和“環保可持續發展展區”兩大主題區：“礦工精神教育區”還原不同年代礦工生活場景，結合紀錄片與“礦工的一天”角色扮演，體驗裝備穿戴與團隊協作；“環保與可持續發展展區”展示礦山生態修復與清潔能源應用，深化學生對綠色礦山理念的理解。

3.設計互動體驗區。設安全逃生演練區、模擬開采挑戰區及創意工坊區，模擬事故逃生、煤炭開采全流程及礦石手工藝品制作，增強學生實踐與創新能力。

四、結語

模擬礦井為學生提供全面認識礦井的機會，簡化復雜問題、直觀化抽象內容、可視化隱蔽問題，成為實踐教學與礦業文化傳播的多功能平臺，推動礦業教育從“課堂灌輸”向“場景賦能”轉型。在實驗實踐教學方面，模擬礦井解決了采礦與安全工程實習的“危險性”問題，校內完成認識、生產及畢業實習，緩解實習難題，直觀展示采煤工藝，激發學習興趣，提升實踐能力；在礦業文化傳承方面，模擬礦井融入“綠色礦山”理念，打造“團隊協作-安全生產-綠色發展”的綜合平臺，推動礦業文化傳播與創新。

參考文獻：

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[9] 王毓文.試論大力培養煤炭專業技術人才和提高煤礦全員文化素質的重要性[J].煤礦安全，2005 （07）：44-47.

[10]劉杰，孫磊，陳軍.孔莊煤礦綠色礦山建設規劃研究[J].江蘇科技信息，2022，39（20）：74-77.

基金項目：

貴州省高等學校教學內容和課程體系改革項目，項目名稱：“新工科”背景下突顯“仿真模擬礦井”特色的實驗實踐教學體系改革與實踐（項目編號：2023222）

貴州理工學院教育教學改革研究項目，項目名稱：新形勢下“一課多師”模塊化教學模式在“災害學”課程中的構建與應用（項目編號：2022JXGG11）

貴州理工學院高層次人才科研啟動經費項目，項目名稱：黔西北古風化-沉積型鈮-稀土多金屬礦床超常富集機制及成礦模式研究（項目編號：2023GCC048）

作者簡介：

杜勝江（1986.9-），男，布依族，貴州平塘人，博士，副教授，研究方向：安全工程專業的教學與研究；

徐佑林（1982.9-），男，漢族，貴州貴陽人，博士，教授，研究方向：煤礦巷道支護技術研究；

通訊作者：廖名揚（1985.12-），男，漢族，貴州貴陽人，博士，副教授，研究方向：采礦工程專業的教學與研究。