CC BY
24
УДК 378.622 (561.56) Б.Н. Заровняев, А.А. Николаева, Г.В. Шубин, М.Н. Аммосова
Повышение профессиональной квалификации инженерных кадров в области инновационных технологий и современных комплексов горного производства
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, г. Якутск, Россия
Аннотация. Повышение квалификации инженерных кадров в области инновационных технологий и современных комплексов требует особого интереса со стороны руководства горного предприятия. Коллективом Горного института составлена и утверждена образовательная программа «Инновационные технологии и современные комплексы оборудования на открытых горных работах в условиях многолетней мерзлоты» по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации «Рациональное природопользование». Данные курсы повышения квалификации предназначены для целевой категории слушателей - специалистов с высшим образованием. Лица, прошедшие подготовку и итоговую аттестацию, должны быть готовы к профессиональной деятельности: по разработке месторождений в условиях многолетней мерзлоты в качестве инженерно-технических работников: горного мастера, начальника участка или отдела, специалиста производственно-технического отдела, отделов главного инженера предприятия, проектных организаций, главного инженера и его заместителей и других ИТР.
Программа составлена по модульному и компетентностному подходу обучения. Планируется освоение слушателями следующих компетенций: ПК-10, ПК-13, ПК-19, ПК-22. По образовательной программе слушатели курсов должны освоить соответствующие профессиональные компетенции в процессе изучения перечисленных профессиональных модулей: ПМ-1 - Современные технологии буровзрывных работ в условиях многолетней мерзлоты, ПМ-2 - Лазерные технологии в геомаркшейдерском обслуживании горных предприятий, ПМ-3 - Современные технологии и безопасность открытых горных работ в суровых природно-климатических условиях, ПМ-4 - Автоматизированные системы проектирования горных предприятий. В связи с этим обучение ИТР по предлагаемой образовательной программе становится весьма актуальным, а профессиональные модули позволяют повысить уровень квалификации в соответствии с внедрением инновационных и современных технологий и программ проектирования.
Ключевые слова: инновационные технологии, модульное обучение, профессиональный модуль, профессиональная компетенция, профессиональная деятельность, автоматизированные системы проектирования, открытые горные работы, буровзрывные работы, многолетняя мерзлота, инженерные кадры.
ЗАРОВНЯЕВ Борис Николаевич - доктор технических наук, профессор, директор Горного института Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова.
E-mail: [email protected]
ZAROVNIAEVBoris Nikolaevich - Doctor of Engineering Sciences, Professor, Director, Mining Institute, М.К. Ammosov North-Eastern Federal University.
НИКОЛАЕВА Александра Афанасьевна - старший преподаватель Горного института Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова.
E-mail: [email protected]
NIKOLAEVA Aleksandra Afanas'evna - Senior Lecturer, Mining Institute, М.К. Ammosov North-Eastern Federal University.
ШУБИН Григорий Владимирович - кандидат технических наук, доцент Горного института СевероВосточного федерального университета имени М.К. Аммосова.
E-mail: [email protected]
SHUBIN Grigory Vladimirovich - Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Mining Institute, М.К. Ammosov North-Eastern Federal University.
АММОСОВА Марфа Николаевна - старший преподаватель Горного института Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова.
E-mail: [email protected]
АММOSOVA Marfa Nikolaevna - Senior Lecturer, Mining Institute, М.К. Ammosov North-Eastern Federal University.
B.N. Zarovniaev, A.A. Nikolaeva, G.V. Shubin, M.N. Ammosova
Increasing Professional Skills of Engineers in Innovative Technologies and Modern Complexes of Mining
M.K. Ammosov North-Eastern Federal University, Yakutsk, Russia
Abstract. In-plant training of engineers in innovative technologies and modern complexes requires particular attention from the management of a mining enterprise. The educational program «Innovative technologies and modern complexes of equipment for open-pit mining in permafrost conditions» is developed and adopted by the staff of the Mining Institute in the framework of the priority direction of development of science, technologies and technique in the Russian Federation. These courses of in-plant training are intended for a special category of listeners - specialists with higher education. Persons, passing preparation and final attestation, must be ready for the professional activity: working in a mine in permafrost conditions as technical and engineering employees - the mining foreman, chief of an area or department, specialist of productive technical department, departments of the chief engineer of an enterprise, project organizations, chief engineer and his deputies, and other engineering workers.
The program is structured in modules and utilizes the œmpetence-based approach of training. The listeners are supposed to master the following competences: PC (professional competence)-10, PC-13, PC-19, and PC-22. Under the curriculum, listeners of the courses must master relevant professional competences in the process of taking the listed professional modules: PM (professional module)-1 is Modern technologies of drillings and blasting in the permafrost conditions; PM-2 is Laser technologies in geosurveyor management of mining enterprises; PM-3 is Modern technologies and safety of open-pit mining in severe natural and climatic conditions; PM-4 is CASS of planning of mining enterprises. In this regard, training engineers under the offered educational program becomes very relevant, and the professional modules allow enhancing the level of qualification in accordance with the introduction of innovative and modern technologies and planning programs.
Keywords: innovative technologies, module educating, professional module, professional competence, professional activity, CASS of planning, open-pit mining, drillings and blasting, long-term frozen condition of ground, engineers.
Введение
Вопросы подготовки, переподготовки и повышения квалификации специалистов высшей квалификации горного профиля в рамках деятельности Совета Федерального учебно-методического объединения «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия» обсуждались в работах [1-3], где отмечается, что для развития региона минерально-сырьевой комплекс является ключевой отраслью экономики. В связи с этим необходимо создать условия для развития высшего образования, учитывающие новые технологии в горной промышленности и достижения науки и техники.
Известно, что в зарубежной практике подготовки специалистов для промышленности отсутствуют аналогичные институты централизованного учебно-методического объединения вузов, а все вопросы учебно-методического характера решаются на специализированных научно-практических конференциях и симпозиумах [3-6], реализация принятых решений осуществляется незамедлительно, т.к. конкуренция в сфере образования может привести к отставанию от научно-технического прогресса вообще.
В нашей системе образования реализация передовых технологий в сфере подготовки специалистов может быть достигнута посредством повышения квалификации и переподготовки специалистов. Однако в условиях отсутствия конкуренции эта работа полностью зависит от инициативности специалистов вуза, уровня их подготовки и востребованности программ повышения квалификации производственными предприятиями. Последнее играет решающую роль, т.к. от запроса предприятий зависит направление подготовки на курсах повышения квалификации, а также реализация этих программ.
В настоящее время в промышленных предприятиях страны, особенно на горнодобывающих, сложилась ситуация невостребованности передовых технологий, материалов, знаний, программных обеспечений. По прежнему работает подход увеличения единичной мощности
горнодобывающего оборудования. На этом принципе построена модернизация всего горного оборудования. В настоящее время мы имеем экскаваторы с емкостью ковша более 20 куб.м, автосамосвалы грузоподьемностью более 400 т, буровые станки с диаметром бурения 450 и более мм, а также применение высокоплотных взрывчатых материалов для более эффективного разрушения горных пород. Однако нельзя чрезмерно увеличить мощности единичного оборудования, т.к. возникает проблема несущей способности дорог, сооружений, горных выработок. В связи с этим необходимо внедрять в производство новые технологии, позволяющие обеспечивать повышение производительности труда на основе инновационных технологий.
Таким образом, формирование подготовленного состава инженерно-технических работников для каждого горнодобывающего предприятия является задачей первостепенной важности. Горное производство является одним из опасных производств в силу того, что привлекаются мощные горнодобывающее оборудование и механизмы, требуется применение одного из наиболее опасных производств - буровзрывные работы для рыхления пород. Учитывая эти условия, Горным институтом совместно с ИНПО СВФУ была разработана программа повышения квалификации «Инновационные технологии и современные комплексы оборудования на открытых горных работах в условиях многолетней мерзлоты» по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники в Российской Федерации «Рациональное природопользование».
Курсы повышения квалификации инженерных кадров
Курсы повышения квалификации по данной программе предназначены для целевой категории слушателей - специалистов с высшим образованием горного профиля. Лица, прошедшие подготовку и итоговую аттестацию, должны быть готовы к профессиональной деятельности по разработке месторождений в условиях многолетней мерзлоты в качестве инженерно-технических работников: горного мастера, начальника участка или отдела, специалиста производственно-технического отдела, отделов главного инженера предприятия, проектных организаций, главного инженера и его заместителей и других ИТР.
Программа составлена по модульному и компетентностному подходу обучения. Модульное обучение, в свою очередь, дает возможность организовать учебный процесс на основе блочно-модульного представления учебной информации, содержание и объём которых могут варьировать в зависимости от дидактических целей, профильной и уровневой дифференциации обучающихся. Компетентностный подход позволяет описать дидактические цели обуче-
Согласно Федеральному государственному образовательному стандарту 21.05.04 «Горное дело» планируется освоение слушателями следующих компетенций [7]:
ПК-10 - готовность осуществлять техническое руководство горными и взрывными работами при эксплуатационной разведке, добыче твердых полезных ископаемых, строительстве и эксплуатации подземных объектов, непосредственно управлять процессами на производственных объектах;
ПК-13 - способность определять пространственно-геометрическое положение объектов, осуществлять необходимые геодезические и маркшейдерские измерения, обрабатывать и интерпретировать их результаты;
ПК-19 - готовность к разработке проектных инновационных решений по эксплуатационной разведке, добыче, переработке твердых полезных ископаемых, строительству и эксплуатации объектов горного производства;
ПК-22 - готовность работать с программными продуктами общего и специального назначения для моделирования месторождений твердых полезных ископаемых, технологий эксплуатационной разведки, добычи и переработки твердых полезных ископаемых, при строительстве и эксплуатации объектов горного производства, оценке экономической эффективности горных и горно-строительных работ, производственных, технологических, организационных и финансовых рисков в рыночных условиях.
По образовательной программе «Инновационные технологии и современные комплексы оборудования на открытых горных работах в условиях многолетней мерзлоты» слушатели курсов должны освоить соответствующие профессиональные компетенции в процессе изучения перечисленных ниже профессиональных модулей:
1. Обоснование востребованности ПК-10 (ПМ-1 - Современные технологии буровзрывных работ в условиях многолетней мерзлоты).
В связи с расширением использования взрывных работ в зоне развития многолетнемерз-лых пород, а также расширением масштабов горных работ в состав программы повышения квалификации был выбран производственно-технологический комплекс Blast Maker, т.к. масштабные буровзрывные работы ведут такие крупные предприятия, как АК АЛРОСА ПАО, АО «Алмазы Анабара», ОАО «Алданзолото ГРК», ООО «Янтарь», предприятия ХК «Якутуголь», «Мечел Майнинг», артели старателей, ГУГГП «Якутскгеология» и многие другие предприятия. В результате в программу повышения квалификации специалистов включены вопросы современной технологии буровзрывных работ в условиях многолетней мерзлоты мирового уровня, комплекс автоматизированного проектирования и реализации массовых взрывов на карьерах - BlastMaker с применением современного комплекса зарядно-смесительных машин, новых видов ВВ местного приготовления [8].
В результате реализации программы гранта сотрудники Горного института СВФУ и два представителя крупных горнодобывающих компаний приняли участие в работе 10-й ежегодной Международной научно-практической конференции «Передовые технологии в горном деле», 5-9 сентября 2016 г. (Кыргызская Республика).
Сотрудники университета и производственных предприятий прошли повышение квалификации по ПО ПТК Blast Maker и институтом получена учебная версия ПТК Blast Maker для открытых горных работ для обеспечения курсов повышения квалификации и учебного процесса для студентов и аспирантов.
2. Обоснование востребованности ПК-13 (ПМ-2 - Лазерные технологии в геомаркшейдерском обслуживании горных предприятий).
Геомаркшейдерское обслуживание горных предприятий является одним из ключевых вопросов в планировании объемов горных работ, а также реализации проектов разработки месторождений и сопровождается большим объемом измерительных работ в низких температурных условиях Крайнего Севера. В связи с этим использование современного геомаркшейдерского оборудования на горных предприятиях становится настоятельной необходимостью. Модуль ПМ-2 предусматривает изучение современного геомаркшейдерского оборудования: Leica HDS 8800 и система MINEi для сканирования полостей.
Система «Leica HDS 8800» - одна из самых современных измерительных систем лазерного сканирования. Отличительной особенностью является возможность работы при любых погодных условиях. Использование лазерных технологий согласно разработанным нами методикам позволяет предприятиям вести учет объемов добычи, определять объемы взорванной породы, производить мониторинг деформация бортов глубоких карьеров, а также же выполнять крупномасштабную съемку местности со сложным рельефом (долины рек, горные участки) и др. По системе лазерного сканирования были проведены отдельные семинары для представителей геомаркшейдерских служб горнодобывающих и геологразведочных предприятий республики.
В результате проведения данного семинара сотрудники СВФУ выполнили ряд работ для нужд горнодобывающих предприятий с целью мониторинга деформации бортов глубоких карьеров «Удачнинский», «Айхал», «Нюрбинская» и др., а также объектов золотодобывающей и угледобывающей промышленностей. Результаты выполненных исследований опубликованы в работах [9, 10].
Универсальная беспроводная система мониторинга полостей (CMS) MINEi предназначена для определения объема и формы недоступных полостей в горном деле.
Таким образом, Модуль ПМ-2 - «Лазерные технологии в геомаркшейдерском обслуживании горных предприятий» востребована горными предприятиями и будет весьма полезна для специалистов.
3. Обоснование востребованности ПК-19 (ПМ-3 - Современные технологии и безопасность открытых горных работ в суровых природно-климатических условиях).
Как показывает практика, при эксплуатации месторождений полезных ископаемых происходит усложнение горно-геологических условий месторождений, истощение запасов и углубление горных работ, что влечет за собой повышенную опасность горных работ.
В настоящее время глубина всех алмазных карьеров, а в перспективе карьеры новых трубок: «Нюрбинская», «Ботуобинская» и др., будет превышать 600-700 м. Сложные горно-геологические условия разработки золоторудных и угольных месторождений непременно потребуют использования технологии с дистанционным управлением.
В одновременной отработке открытым способом будут находиться 9 алмазных трубок с глубиной отработки от 460 до 720 м.
Это обстоятельство потребовало разработку и внедрение безлюдной технологии открытой доработки глубоких кимберлитовых карьеров с использованием оборудования с дистанционным управлением на примере карьера «Удачнинский» в кооперации со специалистами АК АЛРОСА (ПАО) в ходе выполнения проекта .№1239Д «Создание комплексной инновационной экологически безопасной технологии добычи и переработки алмазоносных руд в условиях Крайнего Севера».
Данная технология в условиях многолетней мерзлоты применяется впервые в мире и также является одним из инновационных направлений в горном производстве.
Модуль предусматривает изучение передовых технологий и оборудования с дистанционным управлением, правила безопасности при ведении горных работ с использованием современного программного обеспечения Олимп-Окс.
4. Обоснование востребованности ПК-22 (ПМ-4 - Автоматизированные системы проектирования горных предприятий).
На современном этапе развития технологии горного производства подготовка и переподготовка горных инженеров неразрывно связана с новыми технологиями проектирования, планирования горных работ, мониторинга за состоянием горных выработок, устойчивостью уступов и бортов карьеров, а также обеспечения безопасности работ.
В связи с этим Горный институт СВФУ в последние годы приобрел программные обеспечения Micromine, Gemcom, MineFrame, BlastMaker, Олимп-Окс, ведутся переговоры по приобретению ПО Datamine. Все эти программные обеспечения используются ведущими горнодобывающими компаниями мира, республики и являются базовыми для обеспечения работ.
Ведущие горнодобывающие предприятия в республике: ПАО АЛРОСА, Южно-Верхоянское ГДК, ОАО «Прогноз» - работают на ПО Datamine. ОАО «Алданзолото», ОАО Мечел работают на ПО Micromine. ПО Олимп-Окс является основной обучающе-тестирующей программой для всех горнодобывающих предприятий республики, в том числе в Ленском управлении Ростехнадзора [9, 11].
В связи с этим в программу повышения квалификации введен модуль «Автоматизированные системы проектирования».
Представленные модули обеспечили востребованность программы повышения квалификации и позволили успешно принять участие в конкурсном отборе дополнительных профессиональных программ повышения квалификации инженерных кадров в 2016 г. и совместно с ИНПО СВФУ выиграть грант на 1,075 млн. рублей - «Инновационные технологии и современные комплексы оборудования на открытых горных разработках в условиях многолетней мерзлоты». Проект выполнен совместно с ИНПО СВФУ, в рамках которого входило проведение курсов повышения квалификации. Количество слушателей курсов 25, 10 из которых прошли стажировку в Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, 3 - зарубежную стажировку на базе Института коммуникаций и информационных технологий Кыр-
гызско-Российского Славянского университета (ИКИТ КРСУ, Киргизия) с участием на 10-й Международной научно-практической конференции «Передовые технологии в горном деле».
Таким образом, программа конкурсного проекта выполнена успешно, институтом получена рабочая версия программного обеспечения BlastMaker, отработаны все модули программы и в настоящее время программа повышения квалификации готова к реализации.
Заключение
1. Имеющиеся программно-технические комплексы для подготовки специалистов, современные приборы и оборудования мониторинга за состоянием горных работ на открытых и подземных разработках, выполненные научно-исследовательские работы позволили сформировать программу повышения квалификации специалистов горного профиля на основе модульного и компетентностного подхода обучения, показавшую востребованность со стороны производственников и высокий уровень содержания, позволивший выиграть грант на Всероссийском конкурсе дополнительных профессиональных программ повышения квалификации инженерных кадров.
2. Для дальнейшего развития программ повышения квалификации, переподготовки и подготовки специалистов необходимо расширение и модернизации учебно-лабораторной базы, т.к. для ПО Micromine, Gemcom, MineFrame, BlastMaker, Олимп-Окс, Datamine и др. необходимы отдельные компьютерные классы, а также отдельные помещения для оборудования мониторирования горных работ.
Литература
1. Михайлова Е.И. Вклад Северо-Восточного федерального университета в развитие горнопромышленного комплекса Республики Саха (Якутия) // Горный журнал. - 2016. - № 9. - С. 4-13.
2. Петров В.Л. Вопросам подготовки инженерных кадров для горной промышленности - первостепенное внимание // Горный журнал. - 2017. - № 1. - С. 98-100.
3. Петров В.Л. Федеральное учебно-методическое объединение «Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия» - новый этап сотрудничества государства, академического сообщества и промышленности // Горный журнал. - 2016. - № 9. - С. 115-119.
4. Mousset-Jones, Pierre F.X. Mining education at acrossroads // Engineering and Mining Journal. - 2004. Vol. 205. - Iss. 5. - Р. 10.
5. Kisil M.S. Recent developments in Australian mining education // Proceedings of the 24th International Mining Congress of Turkey, IMCET, 2015. - Р. 93-100.
6. Haifeng Wang, Yagun He, ChenlongDuan, Yuemin Zhao, Youjun Tao, Cuiling Ye. Development of Mineral Processing Engineering Education in China University of Mining and Technology // Advances and Computer Science and Engineering. AISC 141. Springer -Verlag, Berlin Heidelberg, 2012. - P. 77-83.
7. http://www.fgosvo.ru;
8. Артемьев В.Б., Коваленко В.А., Каинов А.И., Опанасенко П.И., Исайченков А.Б. Современные информационные технологии в подготовке и проведении БВР на угольных разрезах СУЭК // Уголь. -2012. - № 11. - С. 20-35.
9. Заровняев Б.Н., Шубин Г.В., Васильев И.В., Варламова Л.Д. Мониторинг состояния бортов глубоких карьеров с применением технологии наземного лазерного сканирования // Горный журнал. - 2016. - № 9. - С. 37-41.
10. Zarovnyaev B.N., Shubin G.V., Vasilyev I.V., Kurilko A.S. Local Area Edge monitoring of the Nyurbinsky Open-pit Mine // 17th International Multidisciplinary Scientific Geo Conference SGEM 2017, www.sgem.org, SGEM2017 Conference Proceedings, ISBN 978-619-7105-00-1 / ISSN 1314-2704, 29 June - 5 July, 2017, Vol. 17, Issue 13, 503-510 pp., DOI: 10.5593/sgem2017/13/S03.064. - 503-510 p.
11. Заровняев Б.Н., Егоров Н.Е., Ковров Г.С. Взаимоотношения университета, бизнеса и власти в подготовке кадров для предприятий горно-геологической отрасли экономики региона // Международная научная конференция: Современные технологии и развитие политехнического образования. Владивосток, ДВФУ, 19-23 сентября 2016 г. - Владивосток, 2016. - С. 281-284.
References
1. Mihajlova E.I. Vklad Severo-Vostochnogo federal'nogo universiteta v razvitie gornopromyshlennogo kompleksa Respubliki Saha (Jakutija) // Gornyj zhurnal. - 2016. - № 9. - S. 4-13.
2. Petrov V.L. Voprosam podgotovki inzhenernyh kadrov dlja gornoj promyshlennosti - pervostepennoe vnimanie // Gornyj zhurnal. - 2017. - № 1. - S. 98-100.
3. Petrov V.L. Federal'noe uchebno-metodicheskoe ob#edinenie «Prikladnaja geologija, gornoe delo, neftegazovoe delo i geodezija» - novyj jetap sotrudnichestva gosudarstva, akademicheskogo soobshhestva i promyshlennosti // Gornyj zhurnal. - 2016. - № 9. - S. 115-119.
4. Mousset-Jones, Pierre F.X. Mining education at acrossroads // Engineering and Mining Journal. - 2004. Vol. 205. - Iss. 5. - R. 10.
5. Kisil M.S. Recent developments in Australian mining education // Proceedings of the 24th International Mining Congress of Turkey, IMCET, 2015. - R. 93-100.
6. Haifeng Wang, Yagun He, ChenlongDuan, Yuemin Zhao, Youjun Tao, Cuiling Ye. Development of Mineral Processing Engineering Education in China University of Mining and Technology // Advances and Computer Science and Engineering. AISC 141. Springer -Verlag, Berlin Heidelberg, 2012. - P. 77-83.
7. http://www.fgosvo.ru;
8. Artem'ev V.B., Kovalenko V.A., Kainov A.I., Opanasenko P.I., Isajchenkov A.B. Sovremennye informacionnye tehnologii v podgotovke i provedenii BVR na ugol'nyh razrezah SUJeK // Ugol'. - 2012. -№ 11. - S. 20-35.
9. Zarovnjaev B.N., Shubin G.V., Vasil'ev I.V., Varlamova L.D. Monitoring sostojanija bortov glubokih kar'erov s primeneniem tehnologii nazemnogo lazernogo skanirovanija // Gornyj zhurnal. - 2016. - № 9. -S. 37-41.
10. Zarovnyaev B.N., Shubin G.V., Vasilyev I.V., Kurilko A.S. Local Area Edge monitoring of the Nyurbinsky Open-pit Mine // 17th International Multidisciplinary Scientific Geo Conference SGEM 2017, www.sgem.org, SGEM2017 Conference Proceedings, ISBN 978-619-7105-00-1 / ISSN 1314-2704, 29 June - 5 July, 2017, Vol. 17, Issue 13, 503-510 pp., DOI: 10.5593/sgem2017/13/S03.064. - 503-510 p.
11. Zarovnjaev B.N., Egorov N.E., Kovrov G.S. Vzaimootnoshenija universiteta, biznesa i vlasti
v podgotovke kadrov dlja predprijatij gorno-geologicheskoj otrasli jekonomiki regiona // Mezhdunarodnaja nauchnaja konferencija: Sovremennye tehnologii i razvitie politehnicheskogo obrazovanija. Vladivostok, DVFU, 19-23 sentjabrja 2016 g. - Vladivostok, 2016. - S. 281-284.
