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“煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室”（以下简称实验室）聚焦国家能源安全战略、国家深地资源开发战略和AI发展战略，围绕煤矿数字化基础理论、煤炭无人化掘采运技术和深部煤矿装备智能化技术3个研究方向，开展煤炭无人化开采前沿技术探讨研究，旨在形成完整的煤矿数智化技术和标准体系，实现煤矿全流程精准感知、智能决策、自动执行的智能化常态运行，保障区域经济对能源的需求，促进国家煤炭科学技术进步、汇聚和培养优秀人才，为我国能源安全供给提供战略性支撑。
为深化开放、流动、联合、竞争的运行机制，吸引、凝聚国内外优秀学者，一同研究、联合攻关，促进高水平成果产出。现公开发布实验室2025年度开放基金项目申请指南，此批次由中国中煤能源集团有限公司提供经费支持。
研究内容：构建安全可靠的智能化煤矿建设标准体系，突破采掘装备机电液协同控制、井下电动化充换电安全控制、高压智能供电等核心技术，形成可复制可推广的高级智能化煤矿建设范式，显著提升系统功能安全等级。完成(1)高级智能化煤矿采掘机运通系统建设范式与系统方案优化；(2)综采智能系统及装备常态化安全运行指标体系研究；(3)智能综采装备及控制管理系统数据融合研究。
（3）提出综采装备结构化复杂数据体解析方法，形成装备可靠通讯与数据安全管控企业标准项；
（4）论文篇，至少包含中科院一区或二区2篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：露天矿场景纯电动卡车无人运输规模的日渐增长为可再生能源车辆电网多元优化调控提供了巨大的发展机遇，也面临着纯电动无人矿车集群的充放电与光伏风电出力的间歇性耦合以及与电网互动的技术挑战，构建纯电矿卡智慧电网光伏风电多元协同能源系统及其优化调控理论与方法需求迫切。
）短期（≤24小时）与中长期（≤7天）矿车充电需求及放电可用容量预测平均误差≤5%≤8%
）论文篇，至少包含中科院一区或二区篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：研究基于多光谱机器视觉和激光诱导击穿光谱融合的技术，构建矸石及多种基体煤质的多光谱数据集，设计矸石及多种基体煤质的图像特征提取及分类模型，实现矸石和煤质分类的自动识别，构建3D目标重建方法，实现不同煤质含矸率的预测。进一步融合多光谱机器视觉和激光诱导击穿光谱，建立多种煤质的激光诱导击穿光谱定量分析模型，实现多煤种的灰分、挥发分、发热量高精度定量分析，为智能分选系统提供支撑。
）定量分析平均误差：灰分≤1.5%、挥发分≤1.5%、发热量≤0.3 MJ/kg
）论文篇，至少包含中科院一区或二区篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对煤矿TBM掘进中穿越瓦斯、富水等特殊地层难题，开展TBM掌子面多孔全断面的钻孔技术探讨研究，实现长距离、多角度、高保真取样和有效封口；利用超前钻孔开展震电磁多源协同的地层识别，研发工作面尺度优势渗流通道的单跨孔电磁精细探测解译技术，构建TBM掘进井巷地质灾害隐患超前智能模型；分析黏土水泥浆充填优势渗流通道，化学浆液封孔浆岩界面相结合的综合防治水方案；基于工程背景系统分析瓦斯赋存、解吸与运移机制，构建多场耦合的瓦斯运移模型，揭示掘进扰动下瓦斯突出的诱发条件与演化规律，研究瓦斯抽采与压裂增透协同技术；研究TBM掘进过程长压短抽、旋流通风等局部通风技术。
）开发全断面钻探技术方案，实现一体化，形成基于深度学习的TBM超前地质参数智能识别技术，提出基于渗流通道精确识别的注浆封水技术；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区2篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
5.冻结壁保护下非全断面机械掘进扰动控制与高效破岩关键技术探讨研究（重点课题）
研究内容：面向西部地区孔隙含水地层注浆难，传统钻爆发施工速度慢等现实问题，提出冻结壁保护下的机械掘进思路，重点开展冻结壁围岩掘进装备三者协同响应机制研究突破冻结保护条件下非对称掘进工况下的冻结参数设计、扰动控制与破岩效率提升等关键瓶颈。（）掘进工艺与支护优化技术：设计适用于冻结井筒的非全断面机械开挖路径与序列，形成掘进支护扰动控制一体化技术体系，实现冻结壁全过程稳定性保障；（）系统级耦合试验与数值验证：建立试验模拟系统与多场耦合数值模型，验证不同工况下的壁体响应、结构变形与开挖效率等关键指标，为工程推广提供技术依据。
）构建一套面向竖井冻结场景的非全断面掘进冻结壁协同试验系统，完成不少于种掘进工况下的加载扰动监测实验，系统可持续稳定运行不少于12小时，传感器数据采集无丢失；
）建立一套多物理场耦合分析模型（温度场应力场变形场），模拟结果与试验数据对比误差不超过±10%；冻结壁在非全断面工况下的最大变形控制在15mm以内，局部削弱深度不超过壁厚20%
）开发或优化种以上适用于冻结地层的高效掘进刀具系统，刀具比能耗降低≥20%，破岩（冻土）效率提升≥15%；完成冻土可掘性等级评价标准及实验验证；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区2篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：结合国产信创及行业数智化改造要求，开展多设备协同、资源调度与优化、无人化操作与管理、智能化决策与控制、数据安全与隐私保护、系统集成与平台建设及应用推广，实现系统集成相互连通。通过高效调度与数据共享能力实现多设备协同运行，提升设备利用率和能源使用效率；为构建大型露天无人矿山全流程智能化关键技术提供理论支撑，推动矿山行业数智化转型，实现降本增效目标。
）形成露天矿无人化开采理论体系，并形成解决大型露天无人矿山设备通信、协同、数据安全等核心问题的大型露天无人矿山全流程智能化关键技术；
）通过方案的实施可实现钻排全流程智能化，降低人工干预率50%以上。并实现矿区级智慧化管控，综合能效提升30%
）论文篇，至少包含中科院一区或二区篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：基于国家煤炭与新能源融合发展以绿电替代为核心、以系统协同为支撑的政策导向，结合煤矿负荷部分连续稳定、部分间歇可调的特征及系统分级管理要求，聚焦排水、压风、制氮等核心生产系统及智能化调度环节，构建源网荷储一体化绿电消纳体系，通过能源形态转化存储、工况柔性调节匹配、智能协同调度优化三大核心路径，实现绿电在煤矿系统的高效消纳、经济利用与安全保障，助力零碳矿区建设。
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
8.基于BIM设计的煤矿EPC总承包项目数智化管理融合路径研究（一般课题）
研究内容：针对煤矿EPC项目信息分散、协同低效等管理痛点，研究以BIM模型为单一数据来源，驱动全过程管理决策的数字化协同新模式。通过构建融合多源数据的项目数字孪生，重点突破设计、采购、施工等阶段的协同路径与关键技术，并据此形成适配的管理机制、技术标准与实施策略，为煤矿EPC总承包企业的数智化转型提供理论依照与实施框架。
）制定行业团体标准项，构建一套煤矿EPC项目基于BIM设计的数智化融合体系框架；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对中煤华利哈密地区高品质超低灰原煤利用途径单一、附加值低等问题。研究高品质碳材料煤基前驱体浮选制备方法，研究基于传统浮选药剂的混合杂极性高效捕收剂原位制备过程及与煤颗粒表面分子的对接、耦合效应；构建煤颗粒层流环境逆流微泡高选择性浮选分离过程，实现煤基前驱体与杂质的精准分离，为煤炭产品高值化利用提供基础支撑。
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对煤矿固体充填系统智能化、无人化的实际的需求，通过多源数据融合实时映射充填材料状态，以装备协同控制和自适应调控与决策实现多机同步，突破固体充填材料智能识别精准计量定量输送等关键技术，构建感知决策执行调控闭环充填控制管理系统，形成全流程自动化、无人化的固体充填系统新模式。
）提出多源数据融合下充填材料状态实时监测的方法及流程，完成充填控制管理系统的开发，确保系统具备决策调控功能；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：链条是刮板输送机重要组成部分，而目前断链监测技术存在单点监测，预警能力弱的问题。为此，亟需开展以下相关研究：（）研究刮板输送机断链机理，突破全域链条动态感知与早期风险预警核心瓶颈，实现无盲区断链监测，精准定位断链位置；（）研究链条状态与预警模型，有效预测链条寿命，预警链条故障，为智能运维、设备全生命周期管理提供可数据参考。
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对煤矿井下刮板输送机重载启车的工况，在配合变频电机的前提下，进行液压马达及控制阀组的研究，最大的目的是利用电机和液压马达形成并联式的机电液混合动力，以此来实现刮板输送机的重载软启动。包括：（）系统总体方案与一体化集成设计，解决双动力汇流分流方式，实现快速、平稳的扭矩输出；（耦合系统建模与仿真，指导硬件参数选型和控制策略开发；（）马达控制阀组与电机变频器的协同控制策略开发与PLC实现。
）同步精度：电液混合驱动时，电机与液压马达的转速同步误差2%，二者能达成功率及扭矩动态平衡输出；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对刮板输送机运行过程中存在的物料介入链轮与刮板链工作空间导致异常啮合、跳链等问题，开展链传动系统结构优化设计研究。包括：（）建立链传动系统刚性（链轮）柔性（刮板链）流体（物料）耦合模型；（）立足煤矿井下实际工况合理确定输送物料硬度、块度、粘度、湿度及工况运行边界条件，对实际负载工况下链传动系统动态运作情况进行仿真模拟，量化底板起伏、物料性质及结构设计参数对正常运行的影响；（）结合仿真模拟结果提出刮板输送机链传动系统运行可靠性评估方法，制定形成刮板输送机链传动系统模块设计指南。
）提出刮板输送机传动系统建模方法及仿真分析标准流程，并实现不少项典型机型实际工况下动态分析；
）分析真实负载情况下包括但不限于底板起伏、物料性质及结构参数设计对刮板输送机链传动系统运行可靠性影响；
）对刮板输送机结构参数进行定量优化设计，设计指南在链传动系统设计适配率≥95%
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对焊接机器人示教编程辅助时间长，效率低等问题，开展视觉引导自主智能焊接技术探讨研究，包括：（）开发融合线激光、结构光与相机的传感器系统，构建抗干扰三维重建模型，实现焊接结构件点的云处理与建模；（）建立基于深度学习的焊接专家库，开发焊缝识别算法，通过实时点云匹配与位姿解算，自主生成焊接轨迹与工艺参数，替代传统人工示教编程；（）设计视觉编程与机器人闭环控制管理系统，确保焊接过程稳定，保障焊接结构件多层多道焊质量。
）基于生产现场焊接机器人（FANUC），建立综采输送设备结构件视觉引导自主焊接系统，自主生成焊接几何轨迹及工艺参数。
）视觉识别引导机械手定位精度±0.2mm；单道焊缝自主规划轨迹耗时≤10秒；
）焊接过程稳定，可实现平焊、平角焊及立焊，多层多道焊道焊接质量符合ISO3834要求；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对煤矿井下综采输送设备经常发生磨损失效现状，研究基于机器人的智能激光熔覆工艺，包括：（）结合三维激光扫描破损部位重建几何模型，生成自适应的机器人熔覆路径；（）开发适合低合金高强耐磨钢和中碳合金钢的激光熔覆粉末系，并动态构建粉末特性与工艺参数专家库；（）基于基材的材料特性与磨损形态，最优配合工艺参数及熔覆材料。
）开发适合低合金高强耐磨钢和中碳合金钢的激光熔覆粉末系，表面硬度不低于HRC56，成型美观无缺陷，并构建粉末特性与工艺参数专家库；
）基于基材和熔覆粉末的材料特性与磨损形态，最优配合工艺参数，包括激光功率、光斑直径、熔覆速度、送粉率等保证结合强度不低于300MPa；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对刮板输送机运距持续增长导致的刮板链无功损耗逐步增加、功率有效利用率逐步降低等问题，开展输送机刮板结构轻量化设计研究。包括：（）研究刮板的受力状态及破坏形式，分析其损坏原因；（）对现有刮板进行三维建模，进行有限元静力学、动力学分析及性能评估；（）构建拓扑优化模型，施加合理的边界条件，对优化结果做多元化的分析，并进行轻量化结构重构与设计；（）对重构后的轻量化刮板模型做全面的有限元分析，验证其在所有设计工况下的性能是否达标并与优化前作对比；（）提炼本次研究的流程、方法要点、关键参数设置经验，形成可推广的设计指南。
）开发一种基于拓扑优化的输送机刮板轻量化设计方法，在保证强度不低于原刮板的前提下，减重10%以上；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：聚焦实现大解决能力和大破碎比目标，研究并设计新型破碎结构；基于物料特性和性能目标，确定并优化破碎腔关键几何参数、运动参数及结构强度参数；利用CAE软件建立破碎结构部分的虚拟样机模型，对新型破碎结构的物料破碎过程进行离散元仿真（DEM），分析破碎破碎比、解决能力、粒形；通过仿真结果，预测新型结构在解决能力、破碎比、产品粒度分布及结构寿命等方面的性能，评估设计的具体方案的有效性。
）论文篇，至少包含中科院一区或二区篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：构建涵盖矿用液压电控、阀、油缸等关键设备的多参量用模拟平台，实现设备在不同工况、不同环境条件下的模拟运行，模拟场景覆盖实际矿山作业超80%的典型工况。开发智能协同检测系统，集成多类型传感器，实现关键设备多参量数据的实时采集、传输与融合分析。建立基于数字孪生的设备可靠性评估模型，实现设备正常运行状态可视化映射，提高预测设备故障的准确率。
）完成动态模拟平台开发，研制液压支架阀组电控系统一体化模拟测试系统，集成煤岩体冲击载荷模拟模块、水雾煤尘多相流侵蚀装置、交变电磁干扰源，实现温度、湿度、振动三维联动加载，模拟偏差＜7%
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对综采工作面围岩支架作用关系复杂、矿压显现非线性强，导致支架支护状态难以精准感知、支护质量无法动态评估的问题，研究基于多源信息融合的液压支架压力、姿态动态感知方法及算法，实现液压支架姿态参数的高精度实时感知；研究机理模型与数据模型融合的矿压分析与预测方法，构建支架压力代理模型，实现液压支架支护载荷及应力分布状态的实时数字孪生分析映射；研究支护滞后、偏载、漏顶等异常工况的智能检测与诊断算法，构建集数据采集、智能分析与状态评估于一体的液压支架支护质量评测体系与评测算法。
）开发液压支架的姿态感知与压力预测算法，实现物理支架与数字孪生体的精准映射，系统响应延迟不超过秒；
）构建液压支架来压感知模型，实现对来压强度与持续时间的提前预判，预测准确率不低于85%
）开发液压支架支护异常工况智能检测算法，实现对异常工况的识别与预警，异常检测准确率不低于90%
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：为适应液压支架轻量化发展需求，针对高强金属材料、复合金属材料性能参数系统分析。研究各级别高强金属材料的关键力学性能，包括屈服强度、抗拉强度、-20℃冲击韧性；分析碳当量和裂纹敏感系数与焊接性的关联规律，评估不同钢种的焊接冷裂纹风险，建立性能参数、焊接预热参数等数据库。针对高强金属材料、复合金属材料相关工艺开展研究与应用。解决现有液压支架部件因材料屈服强度不足导致的重量过大、支撑能力受限、依赖进口高强金属材料等问题。突破高强金属材料核心制备技术，研发具有完全自主知识产权的新型液压支架专用材料。在保证液压支架整体性能和强度的背景下，降低液压支架整体重量。
）提出液压支架轻量化材料应用方案，在保证极端工况安全可靠性的前提下，实现高强度金属材料在液压支架零部件上的应用；
）相关液压油缸原材料现有要求：屈服强度≥890MPa、抗拉强度960-1110MPa，同时兼具优异的低温韧性（-40℃冲击功≥50J）、良好的焊接性能及抗腐蚀疲劳特性，材料碳当量（Ceq≤0.40%，冷裂纹敏感系数（Pcm≤0.20%
）相关液压支架结构件原材料现有要求：屈服强度≥690MPa、抗拉强度≥770MPa-20℃冲击韧性（要求≥47J）、材料碳当量（Ceq≈0.38-0.45%、冷裂纹敏感系数（Pcm≈0.20-0.25%
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对高速开采工况下支护围岩耦合机制不清，建立支护围岩力学耦合模型，构建高速运作时的状态与顶板区域感知系统，通过布置钻孔式遥测离层传感器对离层速度的监测及支架阻力动态分析，预测空顶面积、形态及顶板压力，厘清支架与围岩结构、应力及倾角等的耦合联系；构建围岩稳定性分级支护强度动态匹配模型，实现顺序拉架、多轮补架、动态工序简化的智能控制；构建多回路液动协同保障系统，通过流量压力双闭环动态补偿机制，实现对跟机工艺自主切换的自适应供回液调度，并智能监测泵站工作状态、乳化液浓度、进出口压力等参数，建立供液系统功率匹配与故障预诊断模型；构建基于数字孪生的液压支架控制平台，实现支架自适应分段自主跟机，确保支架群组协同高效作业。
）研发一套液压支架智能跟机协同控制系统，采煤机速度在8-15m/min时，液压支架响应延迟不超过0.3s；采煤机速度超过15m/min时，液压支架响应延迟不超过0.5s，且保障系统连续稳定运行24h以上无异常；
）建立适应高速开采工况下的支护围岩力学耦合模型，跟机拉架位置误差控制在5cm以下，顶板空顶面积预测准确率达到95%，液压支架自主跟机率达到95%以上；
）构建一个基于采煤机速度的智能AI模型，正常供液情况下液压缸行程执行误差小于5%，供液管管径等关键参数计算误差≤3%，模型计算响应时间≤3秒，并结合电控系统实现动态补偿修正；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对矿井智能化综采工作面数据分散、标准不一、互通困难及分析滞后等核心问题，基于微服务架构整合大数据、数字孪生及AI技术，构建煤矿井下综采工作面全域、全要素、全流程的生产数据融合治理系统。搭建综采工作面全域数据采集分析系统，突破综采设备不一样厂家、不同协议的多模态数据实时数据高效采集与统一接入难题，完成数据的毫秒级采集与低延时传输，实现多源异构数据的高并发实时接入；利用视频AI监控系统，深度融合设备正常运行工况、环境感知数据、工艺过程数据及人员轨迹，构建基于深度学习的多源信息融合预警模型，实现综采面区域环境安全风险因素、设备故障诊断、人员安全行为监管的智能预警及决策支持；开发综采工作面设备全景数字孪生可视化平台，基于设备机理模型与孪生数据模型，构建物理虚拟双向映射的数据湖，突破多源数据时空对齐技术，实现生产数据实时可视化、生产态势实时感知、异常工况精准定位、风险演化模拟推演及辅助决策建议生成。
）数据采集延迟≤100ms，传输可靠性≥99.99%，关键工况数据至边缘节点处理延迟≤1秒，至地面平台延迟≤2秒；
）设备故障预测准确率≥98%，预警时间提前量≥30分钟，环境风险识别响应时间≤3秒，人员行为违规识别率≥98%，预警响应时间≤2秒，系统平均无故障运行时间（MTBF≥2000小时；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
23.面向井下低浓度瓦斯资源化的纳米碳材料吸附-裂解产氢联用技术探讨研究（一般课题）
研究内容：针对煤矿井下抽采低浓度瓦斯利用效率低、处理成本高的技术瓶颈，结合井下无人化开采对分布式清洁能源的迫切需求，研究一种基于纳米多孔碳材料的低浓度瓦斯吸附催化裂解制氢创新技术路线。
论文篇，至少包含中科院一区或二区篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对井下单轨吊电机车运行存在动态风险高、智能化程度低的问题，结合井下场景无人驾驶运输需求，研究井下3D目标检测与跟踪技术，实现单轨吊机车的可靠环境感知；探索视觉、雷达等多传感器融合的井下定位技术，实现的障碍物高精度定位并进行动态风险评估，自动确定单轨吊运行安全区；根据障碍物位置、视觉引导和指令信号，设计软控制策略动态优化工作速度，精准控制电机车的启、停、加、减速，实现单轨吊机车自动精准避障和自主运行。
）提出一种多传感器融合的井下障碍物定位算法和一种单轨吊动态风险AI评估算法；
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研究内容：采掘工作面等复杂工况环境下，井下视频图像存在光照不均、低照度、模糊（非均匀尘雾）等降质现象。针对人工光源影响，研究过曝图像增强算法，消除光照影响；针对井下图像低照度问题，研究低照度图像增强算法，降低低照度噪声；针对采掘工作面非均匀尘雾造成图像模糊问题，研究视频图像去尘雾方法，实现视频清晰化处理。设计煤矿复杂工况环境下统一视频图像增强框架，结合过曝处理、低照度增强及非均匀尘雾清晰化技术，构建一体化综合井下图像增强方法。
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：面向提高井下运输系统智能安全运作的发展目标，针对井下光线波动范围大、灰浓度高、动态遮挡等复杂环境背景下图像识别难的问题，开发基于大模型的知识驱动和数据驱动深层次地融合的混合决策模型，研究基于时序特征分析和视觉转换器技术大的动态目标跟踪的自适应图像增强算法，完成复杂环境背景下模型算法的适应性研究，实现井下运输系统小样本和高动态场景的图像和视频精准识别。
）基于大模型开发知识驱动和数据驱动深层次地融合的混合决策模型及图像识别算法，实现复杂工况条件下各类风险识别响应时间≤2s，检出率≥90%，误检率≤5%
）以矿井输煤系统为例，完成基于AI大模型的图像和视频检测算法应用技术方案设计；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对煤矿复杂作业环境中轨式运输机车运行管理中的不确定性，研究煤矿复杂场景轨式运载装备运输时空位移规划方法与多机车协同运行安全调度策略，建立轨式运输系统多层级协同调度模型。
）研发基于智能体的”3个层级协同调度模型，实现空间、时间、作业个维度约束下的多机车调度管理；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对当前煤矿井下存在生命体征数据监测难以及煤矿安全双重预防机制缺乏人因动态感知的难题，研究低功耗、本安型生命体征监测装备，实时采集脑血氧水平、心率等多参数。建立环境参数与生命体征响应之间的动态关联模型，量化不同环境风险对个体及群体生理状态的影响程度与阈值。构建基于生命体征特征的不安全行为预测模型，揭示体征异常指标与行为风险等级之间的因果关系，构建融合多维度数据的煤矿安全智能双重预防管控系统。
）研究一套煤矿安全智能双重预防管控系统，实现生命体征数据连续精准监测与传输、环境参数与生命体征响应的动态关联分析、基于生命体征特征的不安全行为预警，整套系统联动稳定运行24小时之后无异常；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对传统煤矿井下算控与网络系统存在的算、网、控各自独立，部署复杂，AI计算能力不够等问题，深层次地融合智能计算（AI）、矿用网络通信和智能控制三大能力，研发感知决策控制融合闭环系统；构建适用于煤矿井下环境的集成智能化控制策略，实现算力与网络一体化融合，形成支撑融合系统的算力协同机制，研究隔离与动态调整算法，以及智能化轻量化统筹协同控制闭环机制在应用算力分配中的应用；研究无线核心网络虚拟化及通信信号实体间转换机制与调度算法。
）研发一套矿用智控与算网一体化融合系统，支持智能控制功能，并可按需裁剪部署；
）支持算力按需协同与隔离，具备基于AI的动态算力分配与均衡能力，支持承载智、控、算、性；
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：围绕支架护帮板在综采工作面的空间位姿测算精度与实时性问题，聚焦于仅运用单视觉传感器的场景，依据相关先验信息，构建综合实验及仿真平台，深入研究分析视觉传感器采集数据对空间位姿测算数据质量的影响，精准识别数据特征，建立有效的特征工程。基于历史的多组位姿序列演变趋势，搭建预测模型，预判下一时刻支架护帮板的理想空间位姿模板。深入探究实时采煤进程中，诸如煤层厚度变化、顶板压力、采煤机摇臂摆动等因素对支护板位姿的扰动影响，精细构建位姿调整量计算模型，达成对护帮板位姿的实时精密调控。
）计算采煤机与支架护帮板支护板空间位姿平均误差小于3°，最大误差不超过5°
）论文篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；
研究内容：针对当前采煤机智能控制缺乏有效测试验证手段问题，立足于采煤机智能控制管理系统测试需求，研制采煤机系统级实时仿真模型。通过一系列分析采煤机结构与作业机理，建立系统级“机-电-液-岩”耦合机理模型，包括滚筒截割载荷模型、整机动力学模型、调高系统液压模型、截割部机-电耦合模型以及牵引部机-电耦合模型，用以精准描述采煤机的动力学行为与多物理场响应特征。将上述模型部署于高性能实时仿真平台，实现微秒级高精度实时仿真，并可与采煤机控制管理系统等被测硬件设备做实时参数交互。所构建系统级实时仿真模型能够全面表征采煤机整个作业过程的运作时的状态，支持核心部件内部状态与动态响应特性的实时监测，为控制管理系统功能研制与性能测试提供高保真、高通量的数据支撑。
篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；）申请受理发明专利
数字孪生驱动的采煤机核心部件早期故障智能诊断技术探讨研究（一般课题）研究内容：针对采煤机早期故障诊断中面临的复杂工况环境干扰、样本缺失等问题，分析采煤机电机驱动系统、截割齿轮箱等核心部件的故障模型和损伤机理，结合仿真与实验分析方法，研究机理及经验知识嵌入方法和基于生成式深度学习算法模型的数据增强算法，建立数字孪生驱动的采煤机核心部件早期故障诊断模型，研究基于信号时频特征空间建模和深度强化学习网络结合的诊断模型虚实交互优化机制，提高诊断模型的准确性和场景适应能力。
种关键部件早期故障诊断模型，包含电气类和机械类部件各种；）搭建一套基于嵌入式
GPU采煤机多源传感信号采集与边缘计算分析实验样机系统，完成诊断模型部署，算力不小于100TOPS，算法模型响应时间小于1s）论文
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面向矿山智能感知的多模态数据统一表征与语义理解研究（一般课题）研究目标：针对矿山视觉、点云、雷达、文本等多源数据异构导致的
信息孤岛问题，研究跨模态统一表征学习机制，构建能够深度理解矿山场景语义的通用模型，为上层智能应用提供高质量、可解释的特征表达。研究多模态数据的特征提取与对齐方法。构建矿山场景下的共享语义空间与统一表征模型。开发适用于少样本、零样本矿山任务的迁移学习与自适应算法。考核指标：
套；）在公开或自建矿山数据集上，相较于单模态模型，跨模态场景理解准确率提升
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煤矿复杂特征退化环境下机器人自适应感知方法研究（一般课题）研究内容：研究基于
RGB-D相机、激光雷达、毫米波雷达及IMU的异构数据融合模型，构建可靠性高、鲁棒性强、颗粒度细的三维环境特征感知理论技术框架。首先建立井下光照粉尘水雾耦合作用下的成像退化模型，分析多模态环境噪声对视觉特征提取的影响；开发基于时空滤波的动态噪声抑制算法，优化低纹理、高反光区域的视觉特征匹配精度；设计自适应增强的Vision&liadar-SLAM框架，融合点云语义分割与惯性约束，解决动态干扰下的定位漂移问题；提出跨模态数据协同时空标定方法，通过几何光度联合优化补偿多源传感器时空失配误差；基于多模态强化学习，构建环境感知运动控制的端到端优化模型，实现传感器参数实时校准与退化特征补偿的联合优化。考核指标：
≤300mg/m³、光照≤10lux、空间占有率≤35%、水雾能见度≥5m的环境条件下，视觉特征匹配准确率≥80%，系统端到端延迟≤350ms，特征点提取≥800帧；）退化环境下系统连续运行
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掘进巷道浓尘时空多模态感知与控制研究（一般课题）研究内容：针对煤矿动态掘进过程中浓尘环境下，粉尘时空分布规律和演化机理不清、通风调控滞后等难题，开展浓尘时空多模态感知与控制研究。基于激光散射、图像识别等技术，研究多源数据融合分析算法，建立粉尘时空分布模型；研究掘进机动态截割时的粉尘扩散规律和浓度场预测方法；结合巷道通风特性和深度学习算法，研究粉尘
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硬岩地层井/巷TBM耐磨抑尘与高效掘进技术（一般课题）研究内容：硬岩地层竖井
平巷TBM掘进过程面临磨损严重、粉尘大、换刀频繁的问题，目前尚无系统性解决方案。分析滚刀冲击挤压剪切复合破岩机理，优化滚刀结构及形式使其适用于不同围岩等级，建立地质适配性的刀盘刀具配置技术；构建热力耦合效应下刀具磨损时空演化模型，阐明刀具降温抗粘协同减磨机制，研发耐磨抑尘新材料；提出TBM耐磨抑尘材料原位改良系统及注入点布置策略，形成硬岩地层井TBM全断面掘进刀盘刀具减磨延寿技术。考核指标：
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矿井巷道3D打印衬砌增强增韧多尺度协同调控及健康监测方法（一般课题）研究内容：针对矿井巷道围岩高地压和应力复杂的特点，开发具有温度、压力和流速可控的
3D打印装置和衬砌结构优化算法，实现基于矿井巷道形状和围岩应力的3D打印衬砌多尺度协同调控；基于纤维混凝土增强增韧机理，利用多尺度力学表征手段和数值建模方法，研发适用于复杂围岩环境的可打印油墨材料，提高3D打印衬砌材料的硬化速率、抗压剪强度与断裂韧性，实现矿井巷道高强高韧衬砌结构的快速修筑；基于超声导波无损害地进行检测技术，研发可植入衬砌结构的压电传感设备，结合试验数据和AI算法，实现3D打印衬砌养护过程及硬化服役全生命周期的实时监测，快速识别评估3D打印衬砌结构的失效风险，确保巷道支护结构的稳定性和矿井安全生产。考核指标：
3D打印装置和衬砌结构优化算法，实现高地压和复杂应力环境下3D打印衬砌的多尺度协同调控和智能化建造；）开发
3D打印高强高韧油墨材料，确保其抗压剪强度和断裂韧性相较于传统浇筑衬砌混凝土提升40%以上；）论文
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轻量化立井健康监测技术探讨研究（一般课题）研究内容：研究适用于立井健康监测成套系统。开发造价低廉、精度较高的基于主控芯片
STM325G技术的无线加速度传感器和应变传感器，通过频谱分析、位移限值和加速度峰值参数分析，监测立井的安全运营；将监测得到的加速度或位移曲线，利用小波技术进行多尺度分解，以识别结构伤害损坏程度和损伤位置，对结构破坏做到提前预警，防止灾难事件发生；结合物联网技术和5G通讯系统，将监测数据在微软头盔式设备Hololens2或国产设备PICO直观显示，安全技术人员实时掌控结构的健康情况，确保整体设备运营安全。考核指标：
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大型煤炭基地人员室内外一体化定位与安全预警技术（一般课题）研究内容：针对露天煤矿、选煤厂、煤化工厂、煤电厂等区域作业人员行为及健康状态实时监测与安全预警问题，研究基于腕带式手表的人员室内外一体化定位技术，重点解决矿区复杂环境下非视距误差多、电磁干扰强、信号中断频繁等问题，建立基于单北斗
/UWB/IMU融合人员定位方法，构建矿区室内外高精度三维模型，形成人员行为及健康情况智能分析与安全预警体系，支撑“煤-电-化-新”园区一体化建设，提高作业人员安全监测与应急管理能力。考核指标：
10cm（室外）、30cm（室内），定位结果连续性大于99.9%）矿区室内外三维数字模型的精度优于
4000，人员安全预警模型的虚警率和漏警率均小于1%）装备满足矿用本质安全性要求；
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陇东煤田典型煤矿水文地质条件分析评价与研究（一般课题）研究内容：陇东地区白垩系环河组和洛河组含水层厚度大、富水性强，是影响该区域煤炭安全高效开发的主要的因素之一。同时，该地区又是典型的半干旱地区，水资源相对缺乏，上述含水层水对地区供水同样具备极其重大的意义。为贯彻地下水的
保护防治并重的基本理念，实现陇东煤田的合理开发建设，查清水文地质条件是重中之重。现有水文地质资料对地下水赋存运移特征缺乏立体多维分析、未考虑未来开采影响的垂直径流变化、缺少综合分析。本项研究拟通过广泛收集研究区区域和典型井田大量的地质、水文地质、水化学及同位素等方面的资料，在对这些资料做全面、细致分析的基础上，对陇东地区水文地质条件做全面研究，分析陇东地区典型矿井水文地质条件的特征及规律。考核指标：
）完成宁西矿区含水层富水性分析、区划、含水层发育特征、空间赋存、运移研究及水质分析；
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多约束条件下悬臂式掘进机自主导航行走截割基础理论及关键技术探讨研究（一般课题）研究内容：面向掘进工作面地质场
应力场作业场耦合的复杂动态场景，针对悬臂式掘进机自主截割所面临的高精度定位导航控制受多重边界约束、截割过程感知与规划脱节等核心难题，开展基础理论与关键技术探讨研究。重点研究基于机身惯性传感与巷道自然特征匹配的高精度无源自动定位方法，建立长时可靠位姿确定理论模型；揭示在多边界约束下的“S”形高效截割轨迹生成与跟踪控制机制，实现宽断面巷道的自主连续成形截割；突破基于实时感知的截割断面自主规划与自适应感控一体化方法，构建“感知-规划-执行-补偿”的智能截割闭环。最终形成一套适用于复杂条件、以无源定位与自主导航感控为核心的悬臂式掘进机自主截割技术体系。考核指标：
≥2小时）作业的绝对定位精度优于10cm，航向角精度优于0.5°）宽断面一次连续截割成形断面符合率
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面向透明矿井的采掘巷道地质建模与智能动态设计关键技术探讨研究（一般课题）研究内容：基于透明矿井地质模型，充分的利用地质数据与采掘工艺参数，通过巷道智能生成与动态更新、三维巷道动态设计与地质模型空间耦合等关键技术，研发采掘工程三维智能化设计与工艺优化方法。探索巷道全息地质要素的快速映射与优化设计技术，实现地质模型与巷道设计的高精度融合；研发基于透明矿井的煤矿智能采掘动态设计平台，集成巷道三维设计、地质模型融合功能，构建煤矿工区地质环境潜在风险与生产规划的关联模型，形成实时、经济、安全、可持续的动态设计工作模式。
）工程巷道模型与三维地质模型精确耦合，在关键控制点如巷道起止点、转折点等位置与地质模型定位误差应＜
1000米的典型巷道，完成一次地质要素的自动映射与可视化渲染时间不超过15分钟；）论文
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煤矿瓦斯巡检岗位替代关键技术探讨研究（一般课题）研究内容：为解决瓦斯检查方式存在人员多、劳动量大、频度高、安全风险隐患频发、空班漏检等问题，以机器人作为集成承载平台，利用工智能、大数据、物联网、智能感知等技术，研究多灾害气体检测、便捷安装、瓦斯监测数据关联分析、趋势预警系统等关键技术，研究煤矿井下固定
移动随架式一体化巡检综合监控方案，有效替代人工巡检，大幅度减少井下人员，构建人机高效协同工作的新模式。考核指标：
CO、OCO、温度、差压等）激光型气体检测装置；）研发瓦斯巡检智能管控平台，不少于
1000点位，巡检时间不大于5s（不含泵吸式）；）系统具备代替人工瓦斯检查，完成“检查、上板、记录、报表功能
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面向选煤厂智能化大模型构建的分选过程数智预测技术（一般课题）研究内容：面向选煤厂智能化大模型构建需求，针对选煤核心设备开展固
固多相流动数值计算，研究设备内部流场特征，开发融合物理机理约束数据驱动的流场预测模型，实现从设备结构操作参数到流场分布的快速预测，揭示典型分选设备内流动特征、相含率、离散相动力学的三维时空分布及其演化机理，建立流场关键特征与分选性能的非线性映射关系，突破跨结构、跨工况的泛化预测瓶颈，揭示流场特征对分选性能的影响机制，实现选煤过程动态调控与性能优化，为选煤厂智能化大模型的构建提供数据支撑和决策依据。考核指标：
篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；（4
露天煤矿低空监测用氢动力多旋翼无人机技术探讨研究（一般课题）研究内容：针对现有露天煤矿常用的锂电池多旋翼巡检无人机续航时间较短、冬季巡检能力不够等问题，本课题拟对以空冷氢燃料电池作为动力电源的多旋翼无人机开展研究，通过研究燃料电池水热管理系统、空冷燃料电池在高污染空气环境中的阴极防护系统、露天煤矿安全检验测试的数据分析系统等内容，以此来实现多旋翼无人机在露天煤矿的长航时、全天候巡检，为露天煤矿提供更为精确、高效、实时的安全监测方案。
篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；）申请受理发明专利
煤矿井下车辆智能驾驶与纯电驱动协同节能控制策略研究（一般课题）研究内容：本研究面向矿用纯电车辆特殊工况，聚焦于智能驾驶与动力系统的一体化协同控制。构建上层能量管理策略，基于预测
实时工况、储能状态(SOC)、电机驱动效率等特性，动态分配电机群功率与储能系统的充放电策略；设计多电机、多储能单元协调控制器，实现电机群驱动扭矩分配与制动能量回收优化，确保电机、电池、储能系统之间高效、平顺耦合。考核指标：
篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；）申请受理发明专利
矿山生态修复与能源综合利用耦合机制构建零碳矿山智能调控系统研究（一般课题）研究内容：本课题聚焦矿山全生命周期绿色转型，以
生态修复—能源协同—智能管控” 为主线，围绕煤炭开采产生的煤矸石、煤泥、矿井疏矸水以及瓦斯等废弃资源，通过废弃物能源化和资源化利用方式，将矿山生态修复与能源综合利用深层次地融合，结合物联网、大数据、AI与生态工程，构建矿山“开采—修复—能源再利用”闭环智能管理系统，实现生态修复精准化、能源利用最优化、矿区开采零碳化，服务国家“双碳”与生态文明战略。考核指标：
煤矸石分级分质利用、煤泥低温干化制再生燃料、矿井疏矸水余热回收等能源化利用方案；煤矸石和煤泥能源化副产物制作土壤基质用于矿山生态修复方案；矿井疏矸水养殖微藻固碳等方案；（2）
篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；）申请受理发明专利
面向矿区的新能源微电网调配策略研究（一般课题）研究内容：针对新能源发电间歇性、波动性与矿区稳定用电需求的供需失衡问题，研究矿区多能互补的动态匹配与协同优化机理，建立考虑时空动态特性的多能源协同模型，实现能量流与物质流的高效匹配；基于多时间尺度控制理念研究适应矿区场景的源网荷储快速协调操控方法，实现功率负荷不平衡时快速平滑波动，保证微电网频率、电压的稳定；研究融合实时数据感知、工况模拟、预测预警的智能调度算法，实现微电网经济优化调度与运行安全裕度管理。
）基于矿区生产工艺与设备正常运行数据，构建精细化负荷模型，建立考虑出力波动、负荷预测的储能容量优化模型，实现100%新能源连续供电
≤±0.5Hz、电压稳态偏差≤±3%、功率波动平滑时间≤2s、控制响应时间≤500ms）论文
篇，至少包含中科院一区或二区1篇，另外论文只认定中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文；）申请受理发明专利
公平公正、择优支持的原则，采取自由申请、实验室初审、学术委员会或组织专家终审的程序遴选开放基金课题。2.
实验室固定人员（中级及以上级别）为联系人，共同完成研究任务，并在计划任务书中明确合作研究计划。3.
项开放基金课题，已承担本实验室开放基金课题且没有结题的申请人不能再次申请。三、开放基金管理
固定人员进行合作，开展实质性研究工作，成果标注要求如下：论文标注要求：以煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室（英文名称
①论文需与课题紧密关联，符合标注要求，且一项成果仅认定一次，发表论文的第一作者或通讯作者应为本实验室固定人员。
②国家发明专利需与课题紧密关联，符合标注要求，发明人应包括课题负责人、实验室固定人员，仅认定课题负责人排名第一或实验室固定人员排名第一。
50%至课题负责人所在单位，用作课题研究经费。课题负责人完成所有考核指标，提交相应证明材料后划拨剩余50%至课题负责人所在单位，并完成课题结题工作。5.
项，申请金额60-100万元；拟立项一般课题42项，申请金额10-20万元。开放基金执行期两年。四、受理时间及方式
；纸质版一式两份邮寄至：北京市朝阳区黄寺大街一号中国中煤能源集团有限公司煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室；邮编：100120；联系电话。
a煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室开放基金模板.doc来源丨煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室
《智能矿山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中国煤炭科工集团有限公司主管、煤炭科学研究总院有限公司主办的聚焦矿山智能化领域产学研用新进展的综合性技术刊物。
创刊5年来，策划出版了“中国煤科煤矿智能化成果”“陕煤集团智能化建设成果”“聚焦煤炭工业‘十四五’高水平发展”等特刊/专题30多期。主办“煤矿智能化重大进展发布会”“煤炭清洁高效利用先进成果发布会”“《智能矿山》理事、特约编辑年会暨智能化建设论坛”“智能矿山零距离”“矿山智能化建设运维与技术创新高新研修班”等活动20余次。组建了理事会、特约编辑团队、卓越人物等千余人产学研用高端协同办刊团队，打造了“刊-网-号-群-库”全覆盖的1+N全媒体传播平台，全方位发布矿山智能化领域新技术、新产品、新经验。
