四月底至五月初,俄罗斯女皇叶卡捷琳娜二世圣彼得堡矿业大学的师生代表团在太原理工大学、山西科技大学以及中国多家企业进行了实习进修。
三十名矿业领域的师生学习了中国同行在教学组织方面的经验,了解了科研进展及相关企业的运作情况。这并非该校首次访问其合作院校。这座位于涅瓦河畔的城市已多次接待来访代表团,而来自中国"煤都"的青年学子也曾多次到访圣彼得堡矿业大学学习。
此次交流项目的首站是参观大学生机器人技术兴趣小组。在这里,项目初期由大学提供支持,成功后则会获得来自工业及商业领域的赞助。学生团队持续参与地区及全国性竞赛并屡获奖项。其最佳成绩是赢得了2024年"机器人格斗"世界锦标赛的冠军。
项目实施周期极短且几乎没有繁琐的官僚程序(仅需实验室主任提交申请及技术任务书),这一点令人印象深刻。从构想到成果仅需1-2周。在机器人组装过程中,若自行无法制作所需的零部件,甚至可以向外部机构定制,仅需2-3天即可完成。
安全工程系的实验室设施可运用现代化的X射线、色谱分析及磁共振成像技术,测定岩石、煤尘及气体混合物的结构与重要特性。还可小规模开展不同外部条件及初始物质参数下的瓦斯及煤尘爆炸物理模拟。
矿业工程系的教学实验室配备了3D可视化主要矿业工艺流程的教室、VR模拟器以及用于了解采矿企业结构的模型。
岩石物理力学性质科研实验室拥有种类齐全的设备,可测定岩石的各种物理性质。这些设备一直处于运行状态。过去十年来,由51名实验室人员(16名教授、22名副教授、11名助教及2名科研人员)组成的团队已完成50余项重大科研项目,总经费超过4000万元人民币(约合4.5亿卢布),并获得21项国家级及地区级奖项,其中包括科学发现奖。
在这里,可以对不同岩层中锚杆的锚固强度进行测试,也能对不同结构及不同材料(金属、木材、复合材料)制成的锚杆本身进行强度测试。
岩石热学与渗流特性实验室同样配备了根据研究人员技术任务书开发的高科技现代化设备。其中包括真三轴多相CO2压裂与渗流测试系统——这套先进装置用于模拟深层地层压裂与渗流过程,可用于提高油气采收率及地热能开发研究。
化学系拥有246名教师和1300名学生。
教研室即研究团队,平均每位教师每年的课堂教学工作量约为100学时。教师工作质量考核体系与圣彼得堡矿业大学类似(包括学生问卷调查、相互听课、检查教研室教学材料等)。奖学金(每年最高达3万元人民币)使学生无需外出兼职打工。思想教育及意识形态工作备受重视。
化工技术教研室:41名教师,每年招收180名学生。学生在四年内需修满160学分,完成两次实习及毕业设计。毕业后,30%的学生攻读硕士学位,70%的学生直接就业。
应用化学教研室:25名教师,研究方向为生态学与新型材料。每年招收60名学生。70%的毕业生继续攻读硕士学位。
普通化学教研室:20名教师,2个学生班级。科研工作从大二开始。
生物制药教研室:350名本科生,50名硕士生,21名教师(其中30%具有海外经历)。
教学实验室与科研实验室分开设置。教学实验室是一个微型化工厂模型,设有三个煤化工车间。实验室配备有马来酸酐蒸馏装置,设备上附有二维码及数字孪生模型。设备可以拆解。工业安全培训系统时长为4小时。设有关于液压、换热器、CO2吸收/解吸的演示展台。
煤炭科研实验室成立于1985年,并于2021年被认定为国家重点实验室。研究方向包括:煤化学、能源效率、减排、煤炭深加工。具体领域有:煤炭气化制合成气再制甲醇及汽油;铝用煤基电极;烟气脱硝脱硫、废水处理;废渣制水泥及耐火材料;重金属提取。
"智能采矿装备技术国家重点实验室"——由大学、企业及实验室共建的合作平台。固定人员229人(含2名院士、10名教授)。主要研究方向:露天开采装备(自动化装载、导航、机器视觉);深部矿井开采装备;"智能矿山"装备(传感器、MES系统、调度控制、无人化技术)。现场展示了覆盖采选全流程的MES系统——该已系统在某煤矿实际应用。
在山西科技大学,圣彼得堡矿大的师生参观了实践技能训练基地。基地以真实的矿山设备作为教具。井下巷道模型包括倾斜和水平的廊道,其中安装了设备和供电系统,展示了不同类型的支护(架棚支护、锚杆支护、不同材质的单体支柱,如金属、木材、复合材料)。基地还配备了用于井下钻探作业的全尺寸模拟器、用于巷道内瓦斯浓度测量的模拟操作台以及培训教室。该基地既用于大学生培养,也用于矿业公司员工培训。
设有"智能矿山"调度监控系统模型,可远程控制所有设备,在现阶段已能将作业人员数量减少一半以上。
现场展示了正在运行的掘进和采煤综合机组(总重量超过1500吨),用于大厚度煤层放顶煤开采。
基地的一小部分专门用于矿山救护培训,运用VR技术及灭火训练模拟器。
阳泉高新区——企业聚焦环保、资源节约及先进技术。重点发展数字化、新材料、安全生产及环保减害,以服务于中国力争2060年前实现碳中和的目标。
相关企业已从一家煤炭公司转型为集无人系统智慧中心、智能家居及创新材料于一体的企业。
展示了各类数字解决方案:适用于复杂环境的无人机、无人驾驶车辆、识别系统等。部分解决方案可根据实际任务进行编程。还特别展示了百度云计算中心(2012年投入运营)。
在新材料方面,展示了用于采矿设备的无火花、耐磨截齿,以及折射率低的"比玻璃更透明"的透明聚合物。钠离子电池——并非广泛使用的锂电池的替代品,而是针对低温工业场景及更高安全性要求的特定解决方案。
代表团还参观了山西临县华烨煤业有限公司,该公司采用智能化和环境友好型解决方案。其战略目标是建设"绿色"和"智能"矿山(5G、采空区充填开采技术)。相关工作与太原理工大学及工业企业(已引入华为智能调度系统)密切合作开展。
展示了各类数字解决方案:人工智能、机器视觉、自动化调度控制、与制造执行系统(MES)的集成。该系统可监控皮带运输机、皮带断裂、通风设备及其他故障,并为生产过程提供保护。
此外,还设有危险情况分级预警系统,可在全矿范围内进行早期预警及对异常情况的远程处理。矿山救护队到达现场时间为30分钟。
环境方面:国家支持土地复垦——旨在实现安全且对环境负责的煤炭开采。
系统覆盖规模:48个主要及辅助子系统,实施周期约3年,系统预估造价为7000万元人民币。
在宏安应急救援装备生产企业,俄方代表参观了现代化的正压氧气呼吸器(续航5-6小时,重量15公斤,工作温度-20至+60°C)、液压及气动救援设备和工具(剪切器、千斤顶、起重器、用于清理岩石碎石的救援装置)以及特种防护服。该企业设有供学生和救援人员使用的培训基地。
太原重型机械集团——中国第一家大型重型机械制造企业。该工厂实现了完全无人化的物流系统,并通过机器人利用二维码对成品零件进行分类。一名操作员即可监控切割、焊接、钻孔和铣削等生产单元。机械加工与装配车间面积达12万平方米。金属废料得到回收再利用。
该工厂生产范围广泛,从桥式起重机到无人驾驶矿用自卸卡车。拥有来自巴西和印度的订单。有与德国、日本合作开发的项目。企业为员工在工厂附近建设所有生活配套设施——住宅、学校、幼儿园、展览中心、公园。
山西省智能煤矿实验室展示了"大学-煤矿-数字平台(华为)"的协同模式。"智能矿山"的理念是构建一个统一的数字环境,配备甲烷传感器、压力传感器、摄像头等。其自有的EIC系统集成了应用程序、云存储、边缘计算与管理。
人工智能和机器视觉用于监控设备、人员、危险区域及生产过程。
针对露天开采,应用5G、无人驾驶车辆和AI调度系统。针对选煤环节,实现密度、浮选、浓缩、药剂的智能控制,从而提高精煤产率,减少人工干预。该实验室使用自有算法。华为不仅仅是供应商,更是这一技术链条的参与者。这是一套现成的矿业自动化模式:数据、设备、数据中心、人工智能、数字平台及大学。
安太堡露天矿隶属于中煤平朔集团。该矿于1982年开工建设,1987年投产。它是平朔矿区三个大型露天矿之一,每个矿年产约2000万吨煤炭。安太堡矿是中国土地扰动面积最大的矿山。
煤种为长焰煤(D级),低灰,含锂。剥采比为每产1吨煤需剥离3.35吨岩石。
特别值得一提的是,下到采场可以实时观看挖掘机作业和装载过程,这有助于理解露天开采的规模和物流组织。
目前,该矿正在推进智能卡车调度管理系统的应用。
矿内的内排土场及积极的土地复垦工作,是遵循合理利用自然资源政策的优秀范例。
当然,行程中也安排了文化项目。拥有百年历史的厚谷村保存了民居、院落、生活习俗及传统风貌。中国人对地方完整历史文化的珍视令人赞叹。这是尊重历史与传统的一个典范。
蒙山大佛(6世纪,北齐时代)为依山开凿而成。元代末年已损毁,1980年代被重新发现。2006至2008年进行了修复:在原有佛身上加装了新的佛首。代表团还参观了黄河边的碛口古镇。
接下来,将对包括本次中国之行及厄瓜多尔在内的三次实习进修活动进行分析,总结学术会议成果,进行全面总结并规划未来工作。




















