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圣彼得堡矿业大学师生赴太原两周实习收获丰硕

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© Форпост Северо-Запад

叶卡捷琳娜二世圣彼得堡矿业大学代表团圆满完成在华为期两周的“能源安全领域科技发展”国际实习项目,此次实习依托太原理工大学(TYUT)开展,代表团已顺利回国。

中国以巨大优势稳居全球煤炭生产首位。山西省是中国最大的产煤省份,接待高校便坐落于此。可以说,该省的经济、科学和教育全部围绕“黑色黄金”运转。在“煤都”举办的暑期学校,为师生们提供了在采矿和化工领域智能化与技术发展方面极具现实意义的前沿经验。

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© Форпост Северо-Запад / Елизавета Сердюкова и Андрей Лебедев

此次行程的总体目标是落实国家“矿业工程师军团”中心的任务,并推动国际合作。该中心于2026年2月根据总统令在圣彼得堡矿业大学基础上成立,旨在协调开发和实施面向矿产资源领域工程、科研教学及科研人才的超前培养教育方案。完成该任务的工作必然包括分析该领域人才培养和科学研究的国际经验。

两周内,由十八名学生、研究生和教师组成的代表团考察了三所高校——太原理工大学、山西工程技术学院和太原科技大学——的教学实验室和科研基地。期间举行了一系列战略会晤和讨论,确定了未来可能开展联合科研的课题以及教学流程的改进方向。

太原理工大学拥有在校生逾4.1万人,教师约4000人,下设25个学院。

在安全与应急管理工程学院,来宾们参观了实验室综合体,并了解了煤矿开采工业安全领域的前沿研发成果。

Стажировка в Тайюане
© Форпост Северо-Запад / Симпозиум в Колледже безопасности, управления в чрезвычайных ситуациях и инженерии

矿业学院(工业生产安全教研室)教师尼基塔·杜卡介绍说:“两项关键创新引起了我们的特别关注。第一项涉及新一代CCUS技术,该技术无需预先捕集,直接将净化后的烟气注入煤层,其吸附潜力达到每公斤煤吸收37.2公斤二氧化碳的惊人水平。该技术应用的经济效益与碳配额价格的预期上涨相关联。第二项成果是一套煤矿智能安全系统综合体,包含三个组成部分:即所谓的‘通风大脑’——智能通风流管理系统,生物生态抑尘剂,以及膨胀型锚固聚合物材料。”

积聚的甲烷仍是井下开采致死事故的主要原因,因此通风系统的研发仍是重要且前景广阔的研究方向。

矿业学院师生还对用于拓扑网络火灾模拟的“1.5D”数值方法产生了兴趣,该方法将三维建模时间从1-3个月缩短至9小时,并将数据库容量减少99%。该方案已在中国煤矿投入应用,并获得工业使用认证。

代表团还参观了一个单独搭建在专用展厅内的实验室综合体,它是一个配备真实设备模型的全尺寸矿井模型,旨在让学生直观了解煤层开采工艺,并可在尽可能接近真实环境的条件下开展实验操作。

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© Форпост Северо-Запад

太原理工大学电气与动力工程学院下设的智能照明与可穿戴设备中心向代表团展示:即使是传统以煤炭和化工为特色的高校,如今也在积极发展高科技方向,通过多元化拓展自身专业能力,为新经济培养人才。该中心开展跨学科领域研究:在智能照明方向研发节能型路灯智能控制系统(“智能路灯”)、智能控制算法和LED技术;在可穿戴设备方向致力于传感器、人体健康监测系统及人机交互界面的研发。

Стажировка в Тайюане
© Форпост Северо-Запад / Конференция на кафедре электроники и умного освещения
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© Форпост Северо-Запад / На заводе по изготовлению высоковольтовых щитов

研究生叶莲娜·巴耶娃表示:“对我来说,电气与动力工程学院是了解太原理工大学过程中最有价值的环节之一。作为力学教研室教师,我评估了利用MR(混合现实)技术可视化结构应力应变状态、演示机械工作原理、模拟载荷以及开展虚拟实验的潜力。这种形式能够提高学生的参与度,加深对复杂理论概念的理解。同样重要的是,我还了解了矿工智能装备方面的研发成果。特种工作服通过气体传感器监测甲烷浓度,并配备LED照明、定位系统和应对坍塌的‘气垫’防护装置。这些项目表明,电子、信息技术和采矿工程如今已深度融合,共同致力于提升劳动安全这一核心任务。这再次凸显了跨学科方法在培养现代工程师中的重要性。”

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© Форпост Северо-Запад / Принципы физического моделирования

“其中一个关键的专业实验室致力于等效材料的物理模拟。早在1936年,我们列宁格勒矿业学院的科学家格里戈里·库兹涅佐夫就提出并论证了将该方法用于研究采矿工程过程。其原理是建立真实对象或过程的缩小版模型,并使用人造材料代替天然岩石,这些材料的特性经过专门调配,以便在特定实验中能够模拟目标天然材料的行为。科学家们借此研究岩石破裂力学、矿山压力控制过程、矿井灾害现象模拟以及岩石化学性质。圣彼得堡矿业大学在该领域积累了丰富经验,如今这一方法被广泛应用于地质力学与采矿生产问题科学中心。太原理工大学的学者们对此表达了合作意愿。”——学生米列娜·波斯佩霍娃(矿山企业建设与地下结构方向)介绍道。

两国专家还就物理模拟方法的差异进行了交流。一个有趣的差异在于,中国同行在开展物理模拟和现场模拟之前,会先进行虚拟建模。该校搭建了一个专门平台,学生、研究生和教师在该平台上从等效材料选配到模型处理的全过程,先对物理模型的构建工作进行数字化预演。在进入实体实验台操作之前,他们会在计算机上反复演练和打磨技能。这种做法——即学生在获得使用真实实验室设备开展实验的资格前,必须先在该实验的计算机模拟器上成功完成操作——在该校许多院系中已十分普及。

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© Форпост Северо-Запад / 3d-визуализация производственных процессов

在矿山压力与灾害防治实验室,AW-2000kN型电液伺服岩石三轴试验系统吸引了学生和研究生的目光,该系统可产生高达2000千牛(200吨)的轴向力和高达100兆帕的压缩压力,能够模拟深层岩石赋存条件。

另一项对地下气化项目极具现实意义的重要设备是可控气氛高温箱式炉,其工作区域为一米见方,能以每分钟最高30度的速率将样品加热至1400摄氏度。该设备用于模拟煤炭原位气化过程,并研究不同气体环境下岩石的热分解特性。

实习项目负责人、圣彼得堡矿业大学矿业学院院长奥列格·卡扎宁表示,企业参与、国家和省政府投入,以及专利研究成果转化所得收益,在高校物质基础建设中发挥着重要作用。这使得高校能够将为解决具体科研任务而采购的昂贵设备用于教学过程。

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© Форпост Северо-Запад / Изучение модели конструкции комбайна

奥列格·卡扎宁强调:“井下采煤用综采设备(OMK)一套的价格可达25亿卢布。我们在太原理工大学矿业学院和安全学院看到了正在运行的综采设备,在山西工程技术学院实训中心还看到了两套综采设备。同一实训中心内还配备了价值约4000万卢布的掘进机、正在运行的架空乘人索道及其他设备。这些都直接影响着高校重点实验室的教学和科研水平,而这些实验室均与国家政策确定的优先技术发展方向保持一致。”

在太原理工大学矿业学院举办的研讨会上,新一代人才培养面临的最重要问题被提出——同时精通采矿工程、人工智能、大数据分析和自动化的专业人才严重匮乏。

研究生叶夫根尼娅·普罗霍罗娃(矿物加工方向)指出:“太原理工大学自2020年起开设‘智能采矿工程’专业,融合了力学、信息技术、电气工程和控制系统。该专业学生在2022至2025年间在全国工程竞赛中荣获18项国家级奖项,教师团队则因在教学过程中应用人工智能而在全国高等教育创新竞赛中获奖。该教研室与中国能源等大型能源企业合作,共建了多个产学研基地。”

采矿行业的智能化转型成为本次实习的核心议题。

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© Форпост Северо-Запад

实习项目负责人奥列格·卡扎宁介绍说:“人工智能及其相关技术的发展已被确定为当前五年规划的重点任务之一,这为AI开发者以及中国所有工业和教育领域的发展注入了强劲动力。人工智能在采矿生产中的应用范围不断扩大,从工艺流程监控到向无人化采煤和选煤技术过渡。国家层面正在推进‘智能矿山’概念,即在矿业企业全生命周期各阶段——从地质勘探和矿床三维建模到最终矿井关闭——全面引入信息技术。为实现这一概念,从矿山设备制造到人才保障,所有必要的基础设施均已建立。在教学方面,AI正被积极引入中小学和大学,用于教学材料的可视化、学习进度和出勤管理,并为师生搭建了专门平台。课程设置中也纳入了AI学习相关科目。”

例如,教室内普遍安装有“智能黑板”,既可作普通黑板使用,也可展示各类演示文稿、视频和实验模拟程序。

除了了解山西省高等教育体系外,圣彼得堡矿业大学师生还参观了该地区的煤炭开采和服务企业、矿山设备制造企业、用于“智能矿山”的智能生产监控与管理系统开发企业,以及人工智能及其各类应用方案的研发机构。

学生克谢尼娅·黄(无线电电子系统与综合方向)分享道:“实地参观华阳智能煤矿给我留下了难以忘怀的印象。我们参观了中央控制室,从那里可以监控所有流程和人员。他们向我们展示了设备远程启动系统,能够控制煤矿全生命周期的各个阶段。这些系统与在线分析中心相连,后者接收井下传感器数据,进行处理,并做出调整系统运行的决定。”

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中国以巨大优势稳居全球煤炭开采首位。2025年,中国煤炭产量达到创纪录的48.3亿吨。煤炭仍是中国主要能源来源,满足全国一半以上(据某些数据约60%)的电力需求。在此背景下,依托太原理工大学(TYUT)举办的暑期学校无疑是一次极具现实意义的实践经历,对于深化采矿和化工领域专业能力的学生和研究生,以及拓展教学与科研视野的青年教师而言,同样价值非凡。 圣彼得堡师生的实习之旅从参观位于太原市的山西博物院开始——这是中国规模最大的历史博物馆之一。 经济管理学院(生产管理方向)学生叶莲娜·利波夫斯卡娅表示:“令我印象深刻的是,通过山西历史展现出的国家集中与统一理念——这不仅仅被视为一种政治选择,更被视为生存的条件。各朝代的文物严禁出境,它们展示了四千年来这个国家如何为维护自身认同和主权而奋斗。”

在山西工程技术学院,客人们参观了独特的实训基地——与华阳集团合作建设的模拟煤矿,用于学生训练。现场配备有掘进机和带液压支架的采煤机,学生可在此学习采煤工作面的完整作业循环。

实习项目还安排了参访华越机械制造公司、华鑫电气公司和一家管道阀门生产企业。在与西安明智能控制公司(煤炭行业数字化技术研发与应用的领先企业之一)领导层和专家的会面中,圣彼得堡工程师们获赠了一款用于智能采煤工作面的调度员自动化工作站模拟训练器,可监控和控制工艺流程及安全系统。该产品顺应了煤炭工业从传统开采向自动化和智能化转型的趋势,既适用于学生教学,也适用于企业员工技能提升。

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© Форпост Северо-Запад / Компания "Шианмин Интеллектуальное управление"
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© Форпост Северо-Запад / Компания "Шианмин Интеллектуальное управление"

为继续深入了解中国在人工智能领域的研究,代表团还参访了智能系统公司“讯飞”(iFLYTEK)。其主要业务涵盖语音识别与合成、自然语言处理、机器学习和自适应学习等领域,在全球处于领先地位。该公司最新研发成果包括:支持85种以上语言的实时翻译大型语言模型;根据公司真实员工形象生成的虚拟3D助手(此类虚拟形象已在中国媒体中以电视主播身份工作);以及具备语音控制和教师语音识别功能的交互式智能黑板。

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© Форпост Северо-Запад / Делегация в "Айфлайтек"
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© Форпост Северо-Запад / Знакомтсво с технологиями «Айфлайтек»
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© Форпост Северо-Запад / На фоне виртуального помощника

学生尼基塔·胡多亚罗夫(生产管理方向)表示:“人工智能融入日常生活、教育和工作的深度令我由衷震撼。当你看到讯飞翻译机几乎毫无延迟和失真地将我们与中方的技术性讨论从中文译成俄语时,语言障碍便完全消失了。智能黑板尤其令人印象深刻——既能用粉笔在传统表面书写,同时屏幕上又能同步生成带有图表和三维模型的完美数字副本——这正是传统教学与未来之间的桥梁,是我们应当追求的方向。”

这家及其他类似现代企业的员工总数均超过万人。但正是这一点解释了为何代表团在暑期学校期间参观的中国最大露天煤矿之一“安太堡”矿,如今仅需700名员工即可运营。

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Несмотря на западную инициативу по отказу от ископаемого топлива, уголь остается одним из стратегических объектов финансовой и промышленной безопасности многих государств. Угольные разрезы Китая относятся к числу наиболее желанных для посещения локаций среди иностранных специалистов в области минерально-сырьевого комплекса. Знакомство воочию с технологиями разработки месторождений мирового лидера по добыче этого полезного ископаемого значит для них гораздо больше, чем возможность увидеть Великую Китайскую стену или Запретный город.

实习的高潮是最后与太原理工大学师生和学者的总结会议,以及颁发证书——这是国际经历的正式证明,可在申请研究生或求职时附于个人履历中。在太原理工大学的实习经历为师生们的职业发展提供了良好动力。接下来,他们将消化吸收中国经验,并将其应用于本国矿业工程师的培养实践之中。

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© Форпост Северо-Запад / Дранова Алина, Поспехова Милена