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煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室-开放基金指南(第一批)

资料来源:    日期:2025-06-06 12:42    (阅读数:)

 

根据煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,为创造良好的科研条件和学术氛围,吸引、凝聚国内外优秀学者,共同研究、联合攻关,促进高水平成果产出,打造煤炭无人化开采数智技术领域科学研究活动基地和人才培养基地。根据有关规定,现公开发布煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室2025年度开放基金项目申请指南。

 

一、指南方向

1.综采工作面场景视觉深度估计及三维重建方法研究(重点课题)

研究内容针对综采工作面设备空间位姿定位问题,充分利用多个摄像头视频图像资源,通过多单目摄像头三维重构技术、大模型图像生成及煤壁视觉特征识别等关键技术,研发工作面关键设备及煤层三维重构技术。研究工作面关键设备基于RGB图像的动态姿态估计,构建综采工作面煤机、支架、刮板运输机等设备的动态三维模型,实现对关键部位的精确位姿估计;构建实时三维空间孪生工作面系统。

考核指标:1研究一套多单目摄像头综采工作面三维重建算法系统和动态位姿估计算法系统,完成工作面全局三维重建与局部多视场景三维构建,三维重建效率不低于30Hz,系统连续稳定运行24h以上,无异常;(2)多摄像仪视频图像帧间匹配误差不高于5%;重建场景中的纹理特征错位、关键目标缺失、形状扭曲等误差率控制在5%以下;(3)工作面煤机、支架、刮板机关键设备的场景空间位姿动态估计误差小于5cm4)论文3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;(5)申请受理发明专利3项。

技术联系人南柄飞 13681147780

2.煤矿井下空间数字化建图方法(一般课题

研究内容基于SLAM技术,结合激光雷达、视觉相机和IMU传感器,研究设计实现一个全时段运行的煤矿井下数字化方案,实现大规模数字化流的存储、地图的读取与显示,确保在井下长时间运行情况下实时获取和管理指定环境数据。针对SLAM技术在长时间运行中预期会出现的漂移误差累计问题,研究累计漂移误差的处理方案。在不具备回环的情况下,通过引入标记位和后端优化技术,消除全局累计误差,确保生成的地图和定位信息的准确性。在已有数字化地图的基础上,研究SLAM重定位及数字化地图融合技术。通过将实时定位信息与历史空间静态地图数据相结合,优化定位精度和稳定性。

考核指标:1至少保持SLAM数字化系统一天稳定运行且支持数据流的切片存储与提取现实;(2一天内漂移误差累计在分米内;(3基于已有静态空间地图进行重定位的精度误差控制在厘米级别;(4)SCI/EI论文2篇,其中至少1篇顶刊发明专利2

技术联系人王凯 13810931845

3.综采工作面采煤截割模版规划技术研究(一般课题)

研究内容:围绕综采工作面规划截割模板的准确性和自适应性问题,针对中厚煤层场景,开展相关机理研究,构建实验及仿真平台,研究分析影响规划截割数据质量的传感数据、视频数据等,识别数据特征,建立有效的特征工程;基于历史的多刀序列趋势,构建模型,预测新一刀采高和卧底截割模板;研究实时开采过程中,影响滚筒高度的因素,构建调整量计算模型,实时控制调整滚筒高度;在满足煤机装备连续推进相关约束条件下,研究规划截割模板的最优化方法,实现截割模板最优化。

考核指标:1预测新一刀采高和卧底截割模板符合率不低于90%,平均误差小于5cm,最大误差不超过10cm;2实时调整量计算延时小于10秒,准确率不低于95%;3规划截割模板最优化方法计算时间小于1分钟,优化目标值不低于90%4SCI/EI论文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;(5申请受理发明专利2项

技术联系人冯银辉 13552587526

4.基于煤矿井下工作面场景的视觉自监督训练方法研究(一般课题)

研究内容基于煤矿井下工作面场景图像、视频数据,通过设计符合场景特点的视觉自监督网络模型和有效的模型训练方法,使得模型具备鲁棒的工作面场景图像通用特征提取能力;基于此模型,设计煤矿井下工作面场景视觉任务模型构建方案,实现煤矿井下工作面场景视觉任务模型的高效、高质量构建。

主要指标:1)实现符合场景特点的自监督网络模型设计,完成通用特征表达模型训练;2)基于通用特征表达模型,实现目标检测、实例分割视觉任务模型训练;在训练数据减少70%的情况下,模型主要性能指标不低于基于该视觉任务SOTA模型进行全量数据训练所得模型指标;(3)SCI/EI论文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;(4)申请受理发明专利2

技术联系人南柄飞 13681147780

5.液压支架主动扰动激励下工作面围岩应力时空演变与损伤规律研究(一般课题)

研究内容:针对坚硬工作面煤岩截割效率低、顶板难垮落难题,研究构建液压支架刚性顶梁与弹塑脆性围岩间法向接触力学模型,研究支架顶梁在不同扰动频率、位移和时间下工作面顶板的应力波动大小及范围,研究顶板应力波向煤壁区的传播规律,揭示顶梁扰动激励作用下工作面围岩应力场时空演化规律,研究应力波作用下工作面围岩细观裂纹演化过程和损伤演化特征,设计液压支架主动扰动激励系统,提出面向煤岩物理性能的扰动激励控制策略。

考核指标:1揭示扰动激励下工作面围岩应力场时空演化规律明确围岩细观裂纹演化过程和损伤演化特征完成液压支架顶梁主动扰动激励液压和控制系统设计。2发表该方向高水平SCI论文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;(3申请受理发明专利2项。

技术联系人张德生 13681147780

6.顶煤支架放煤口与输送机时空位姿自适应调控关键技术研究 (一般课题)

研究内容:针对综采放顶煤开采中因采高变化、顶底板平整度差异导致的放顶煤支架放煤口与后端刮板输送机空间姿态不匹配难题,开展综采放顶煤支架放煤口与输送机空间相对姿态监测及自适应调控研究。完成1 构建考虑采高及顶底板起伏影响的放顶煤支架-输送机空间姿态运动学模型,探究不同工况下放煤口与输送机空间相对姿态随采高变化的随动机理;(2)构建基于多传感器融合的放顶煤支架-刮板输送机时空位姿动态监测网络,研究适应高粉尘、强振动等环境下的多源异构感知融合算法,解决多源异构数据时空异步与噪声干扰问题,提升姿态参数解算精度;(3)研究电液耦合双闭环自适应调控策略,实现放煤口与输送机空间姿态随采高变化的自适应动态匹配调控。

考核指标:1)解耦放顶煤支架-输送机空间姿态运动学模型,揭示不同工况下放煤口与输送机空间相对姿态随采高变化的动态失配机理;(2)开发多源异构时空数据融合算法,实现复杂工况下支架-输送机相对姿态的高精度实时感知;(3)建立“两机一架”耦合动力学模型,构建基于动力学补偿的放顶煤支架运动学控制架构,制定电液耦合双闭环自适应调控策略,实现放煤口与输送机空间姿态的动态匹配调控;(4)发表该方向高水平SCI/EI学术论文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;(5申请受理发明专利2项。

技术联系人张德生 13681147780

7.综采液压支架虚-实映射孪生模型构建及动力学高效代理方法(一般课题)

研究内容:综采液压支架是采煤工作面支护顶板、防护煤壁、隔离采空区冒落矸石的主要支护设备,现有技术主要开展了综采液压支架的几何孪生+数据驱动,但未能实现基于机理孪生的液压支架运动学及动力学仿真,亟需开展以下相关研究。1.研究液压支架物理模型-虚拟模型-知识模型的交互映射机制,提出液压支架机-液耦合数字孪生建模方法,构建液压支架数字孪生模型2.研究液压支架降移升全流程机-液耦合孪生模型静力学、动力学、运动学高效仿真方法,实现液压支架运移过程数值仿真的高效解算。

考核指标:1构建液压支架数字孪生模型一套,实现物理模型与虚拟模型的实时映射交互;(2)提出液压支架机-液耦合孪生模型静力学、动力学、运动学高效仿真方法,解算时间小于5s;(3)发表SCI/EI论文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4)申请受理发明专利1项

技术联系人庞义辉 13811567769

8.面向矿用导电滑环的高导电、低摩擦磨损载流超滑技术研究(一般课题)

研究内容:导电滑环广泛存在于井下大功率装备中,例如连采机、锚杆机、梭车的电缆卷筒,提升机的滑环感应电机中,起到了在静止部件和运动部件间传输功率和信号的作用,是大型设备供电的关键通道。目前集团二级单位无法自主生产导电滑环,以采购国产滑环为主,但是故障率较高,在井下高湿(> 90%)、高粉尘(5000mg/m3)的恶劣工况下,导电滑环的电刷和环道之间易发生剧烈的磨损和严重污染,导致接触不良,在传输大电流时起弧、打火,不仅会导致大型装备的紧急停止、甚至会导致电机烧毁、引燃粉尘引发爆炸等严重后果。而超滑技术能够将摩擦和磨损在现有材料的基础上降低一个量级以上,从而大幅度提升电传输的寿命、稳定性和可靠性。为此,拟针对矿用导电滑环摩擦副,开展高导电超滑技术的研究。

1.研究高粉尘、高湿度、高电流工况下界面的摩擦磨损规律,揭示外加电流下界面的微观接触状态演化规律,揭示其对摩擦磨损的影响机理,建立超滑界面载流摩擦模型,为实现高导电-低摩擦磨损的载流超滑提供理论指导。

2.构建电接触材料数据集,基于机器学习技术预测高导电-低摩擦界面。研发新型高导电、低摩擦磨损、耐腐蚀电接触材料,摩擦系数和磨损率相比于现有的贵金属电接触材料降低一个量级,接触电阻率达到金属量级。

考核指标:1所研制的电接触材料的摩擦系数低于0.1,磨损率低于10^-5mm3/Nm,接触电阻率低于10^-10 Ωm22)电接触材料数据集包含1000条以上数据3)发表SCI论文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4)申请受理发明专利1项

技术联系人庞义辉 13811567769

9.数模融合的矿山工作流协同认知理论与方法(一般课题)

研究内容:面向矿山工作流场景,研究数模融合的矿山工作流协同认知理论与方法,重点研究工作流动态数据要素表征与增强方法、类人强化学习大模型优化方法,建立专家知识和数据要素融合的决策框架,实现矿山工作流的在线协同认知,突破大小模型在矿山作业流程中的自适应决策难题。

考核指标:1)设计面向矿山大模型工作流场景的数据增强方法;(2)研究类人强化学习等大模型优化方法,形成矿山工作流在线协同认知方案;(3)研发矿山工作流在线协同认知软件;(4)发表高质量SCI、EI论文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;(5申请受理发明专利1件。

技术联系人庞义辉 13811567769

10.低功耗无线自组网通信技术研究(一般课题)

研究内容:研究适用于煤矿井下复杂环境(高温、高湿、高粉尘、以及大量金属防护网与金属支架环境)的低功耗无线自组网通信技术,研究将涵盖煤矿井下复杂环境中的信号传播特性模型、构建基于高可靠性低功耗无线MESH自组网网络协议栈、拓扑模型,同时评估基于井下无线传感网络的自组网方式及其自组网算法模型鲁棒性、自适应能力和抗干扰性,并给出相应的验证方案。通过这些研究充实煤矿井下无线传感网通信系统,提升无线传感网覆盖范围、数据的准确采集和快速响应性。同时研究低功耗无线传感节点的能耗优化算法,研制开发居于无线网络路径、通信距离长短进行动态功率调整能耗控制算法、智能调节发射功率和节点睡眠策略的智能的能耗管理策略, 以延长电池使用寿命,能满足井下电池供电三年以上的场景使用。主要研究内容包括:

1) 研制开发一款低功耗长距离的无线通信模组,确保井下信号覆盖达到500米,并支持低功耗的自组网技术,以满足井下长期电池供电的需求;

2)研制开发低功耗无线MESH自组网协议栈及移动自组网算法,实现无需区分节点、路由、主机身份的自适应对等网自组网协议。该协议支持无线多路径,多通道的自组网,以满足高速率通信快速响应性的要求。同时,自组网将具备加权最优快速路由算法、高效的无线CSMA退避算法以及轻量级高级加密算法;

3)研究低功耗无线的能耗管理算法,支持极休眠低功耗模式及快速的相应的唤醒机制,缩短休眠到唤醒的延迟,防止数据丢包,并保证通信的高可靠性。

考核指标:1)无线模组性能:最高速率支持200Kbps,点对点传输距离大于500米,误码率不大于1%(≤1%@1kbits),发射功率20dBm,接收灵敏度-123dBm@1kbps。无线节点发射时电流小于150mA@+20dBm,接收电流小于17mA,休眠功耗电流不大于2.5uA。无线网络节点支持空中唤醒和远程/无线升级固件功能;(2)无线自组网网络:支持星型网络和网状网络(MESH)混合自组网架构;网络节点规模支持大于256个节点,最大路由跳数深度大于8级;节点在待机和激活状态下通讯延迟优于100毫秒;网络节点断线重连延迟小于1秒;(3)自组网将具备加权最优快速路由算法,至少3条最短路径;(4)高效的无线CSMA退避算法,退避时间的最小值:一个时间片(2T);(5)发表SCI/EI期刊论文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6)申请受理发明专利2项

技术联系人:苏老师 13603018009

11.基于激光/光纤传感技术的井下多组分气体检测技术研究(一般课题)

研究内容:井下存在多种有毒有害气体,如甲烷、一氧化碳、氧气、硫化氢等,这些气体不仅对人体健康有害,而且当浓度达到一定水平时,还可能引发爆炸等安全事故,需要使用多参数气体检测仪进行实时监测。目前市场中多参数气体检测仪多是集成TDLAS、NDIR、电化学等多种检测技术,存在抗电磁干扰能力弱、灵敏度低、体积大、成本高等问题。激光/光纤传感器具有结构简单、响应速度快、精度高、无需采样等特点。如何仅基于激光/光纤传感技术构建多组分气体传感器是本课题研究重点。主要研究内容包括:

1)设计一种适用于甲烷、一氧化碳、氧气、硫化氢等气体的微型化气室;

2)研究采用一种激光器,实现对甲烷、一氧化碳、氧气、硫化氢等气体分子吸收的定量分析,解决特定波长激光器成本昂贵的 “卡脖子”难题

3)解决多组分气体交叉干扰问题;

考核指标:1)同时进行甲烷、一氧化碳、氧气、硫化氢等参数检测,检测范围要求甲烷(0-100%)、一氧化碳(0-3000ppm)、氧气 (0-25%)、硫化氢 (0-100ppm);(2)响应时间小于15s,误差范围为±1%F.S;(3)发表SCI/EI期刊论文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;(4申请受理发明专利2项

技术联系人:张老师 15722746616

12.基于检测线圈的煤矿井下无线电能传输系统异物检测技术研究(一般课题)

研究内容:针对无线电能传输系统中在煤矿井下应用过程中,外来异物(金属或者煤尘)进入无线充电区域会影响系统正常工作,甚至异物温升会导致瓦斯爆炸等安全隐患问题,研究一种基于检测线圈的煤矿井下无线电能传输系统异物检测技术。建立金属和煤尘等异物与无线电能传输系统之间的“电-磁-热”耦合模型,提出一种高灵敏度异物检测线圈结构和快速响应异物检测电路结构;探究无线电能传输系统异物检测盲区产生机理,提出一种无线电能传输系统全区域无盲区异物检测机制;研究无线电能传输系统与异物检测系统的电磁干扰效应与抑制措施,最终实现对金属异物和煤尘等的精准识别。

考核指标:1建立异物与空间电磁场之间的“电-磁-热”耦合模型,分析电磁场与异物温升之间的耦合关系,获得磁能安全容量限制条件;2提出一种基于检测线圈的煤矿井下无线电能传输系统异物检测技术,实现对1´1cm2铁磁性金属和煤尘等的精确检测,检测准确率大于95%,检测响应时间不超过1秒;3提交《基于检测线圈的煤矿井下无线电能传输系统异物检测技术研究》技术报告;4发表SCI/EI检索论文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;(5申请受理发明专利1项。

技术联系人:郭老师 13269331611

13.矿井环境条件下钠电池热失控产气行为特性及灾害后果研究(一般课题)

研究内容:针对井下复杂环境条件新型高比能电池的应用需求,评估单体容量不低于180Ah钠离子电池热失控特性及其灾害后果,为钠离子电池井下安全应用提供支撑。研究滥用条件下钠离子电池的热失控温度、电压等参数变化规律,实时监测热失控产气成分与比例,构建钠离子电池热失控产气生成速率对电池温度的函数模型;基于产气组分及浓度结果,研究钠离子电池热失控产气的爆炸压力、温度等参数变化规律,分析钠离子电池热失控产气的爆炸灾害效应。对比分析钠离子电池与磷酸铁锂蓄电池、锰酸锂蓄电池的热失控灾害特性差异。

考核指标:1实时监测钠离子电池热失控产气组分种类不少于5种;2构建钠离子电池热失控产气生成速率模型;构建钠离子电池爆炸灾害评估模型;3钠离子电池与锂离子电池安全性对比参数种类不少于3;(4发表论文2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;(5申请受理发明专利1项

技术联系人:李老师 18515210218

14.随掘过程多源信息联合解译技术研究(一般课题)

研究内容:针对煤矿开采过程中物探和钻探等数据的参数单一、信息碎片化等问题,研究以地球物理参数、地层结构参数等探测结果为主的多源数据融合技术和分析方法,重点突破煤矿随掘过程水文地质的多源信息联合解译问题。通过钻孔岩芯取样,研究采煤区典型地质构造体与电阻率、极化率等地球物理参数的对应关系,分析随掘岩样在渗流场、温度场等多物理场作用下的地球物理响应特征,获取地层因子、胶结指数、孔隙度等随掘岩样物理参数,建立多源参数融合解译模型,刻画煤矿区典型地质体及灾害地质体的岩石物理特性,实现对煤矿区水文地质信息的精确预测与评估。

考核指标:1申请受理以煤矿随掘过程多源信息融合技术与分析方法相关的发明专利2项;2发表以采煤区水文地质参数的多源信息联合解译相关的论文1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。

技术联系人:刘强 18392571086

15.地质保障系统多模态数据融合及管理技术研究(一般课题)

研究内容:对目前地质保障系统所存在的多模态异构数据融合难、实时数据更新滞后等问题,研究地质保障系统多模态数据融合及管理技术。构建分布式存储网络,研究数据接口的标准化、统一化方法;研究基于元数据驱动的数据分类与索引机制,支持数据动态更新与快速检索;设计权限分级管理模块,实现数据加密存储、备份恢复及跨部门安全共享

考核指标:1请受理与地质保障系统多模态数据融合及管理技术相关的发明专利1项;(2发表中科院一区或二区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1篇

技术联系人:刘强 18392571086

16.复杂条件下煤岩特性对采煤机截割状态的影响研究(一般课题)

研究内容:针对复杂煤层工作面采煤机自适应性差的问题,提出煤岩截割状态识别方法以实现复杂煤层工作面的高效截割。重点研究以下内容:研究夹矸和随机煤岩界面的数学模型,实现随机煤岩界面的高精度重构;构建截割硬岩数值模型,研究截割效率和破岩特性的影响因素及机理;分析滚筒负载对调高液压缸压力动态特性的影响。

考核指标:1截割状态与截割负载的关联模型1套2得到滚筒负载对油缸压力动态特性的影响规律模型1套;3发表SCI论文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;4申请受理发明专利1项。

技术联系人:徐老师 15821695709

17.基于煤矿TBM工艺修帮铺底数值模型构建与分析(一般课题)

研究内容:煤矿TBM修帮偏载截割岩石过程刀具-截割力-截割介质相互作用的力学模型构建与仿真,揭示硬岩脆-延转换、自由面形成、剥落规律;煤矿TBM松散物料随掘收集铺底压实模型构建与仿真优化,仿真优化物料收集铺底过程物料走向趋势及铺平效果。

考核指标:1构建偏载截割岩石过程力学模型,仿真得出最优截割形式与参数;2仿真得出最优物料收集铺底结构与参数3仿真准确度>90%,发表SCI论文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。

技术联系人:刘老师 15000546829

18.煤矿井下运输系统煤矸石分选关键技术研究(一般课题)

研究内容:研究基于机器视觉的井下低照度煤矸石AI识别算法,构建百万级参数煤矸石识别深度学习模型采用工业超高分辨率、高速摄像机获取原煤的视觉信息,精准捕捉煤和矸石的细节特征,实现煤矸石的快速且高效识别。

考核指标:1煤矸石识别算法模型套,煤矸石识别准确率≥98%;2发表SCI论文2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;3申请受理发明专利1项。

技术联系人:赵老师 15900737279

19.煤矿井下无人驾驶车辆周界安全态势感知技术研究(一般课题)

研究内容:针对煤矿井下无人驾驶车辆的周界安全态势感知问题,(1)分析煤矿巷道、采煤面、运输巷等不同区域的地形地貌特点,优选适用于快速移动车辆的智能感知设备,研究井下车辆高精度组合定位技术。(2)研究激光雷达、摄像仪、超声波传感器等多源感知数据的智能融合方法,提高周界环境感知的准确性。(3)采集井下不同驾驶场景的样本数据,研究适用于井下多种场景中车辆周界障碍物的实时检测与识别算法,建立井下无人驾驶车辆周界安全态势感知的深度学习模型,提高无人驾驶车辆的安全行驶能力。(4)基于上述内容,研究基于深度学习算法的车辆周界安全态势智能预测模型,建立井下无人驾驶车辆周界安全风险预警模型。

考核指标:1)建立煤矿井下多种驾驶车辆周界的样本数据集,可以为进一步的科学研究提供数据支撑2)设计一套适用于煤矿井下的无人驾驶车辆周界安全态势感知方案3)发表SCI论文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4申请受理发明专利2项。

技术联系人:贾老师 18903511889

20.车载重型液压机械臂末端抖振控制研究(一般课题)

研究内容:车载重型液压机械臂被广泛应用于矿山机械,如矿用抓管机、锚杆钻机、巷修机等。对于液压机械臂系统,机械臂自身的大质量及承载的大负载,会导致操作过程中机械臂末端因速度变化而产生较大的抖振,影响系统的轨迹跟踪控制性能。主要研究内容包括:(1)分别建立车载机械臂和液压伺服两个子系统模型,通过两个子系统的耦合关系建立整个车载液压柔性机械臂系统的完备动力学模型。(2)基于系统的完备动力学模型,研究具备抖振抑制功能的控制算法,实现不同负载工况下良好的关节轨迹跟踪性能。(3)考虑系统中存在的不确定性和外部干扰,改进并提出机械臂末端抖振快速抑制的自适应鲁棒控制策略,实现系统关节的轨迹跟踪高精度控制。

考核指标:1)建立车载液压柔性机械臂系统的完备动力学模型。(2)提出机械臂末端抖振快速抑制的自适应鲁棒控制策略。(3)发表SCI/EI论文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

技术联系人:贾老师 18903511889

21.露天煤矿岩质边坡新型加固材料与防控技术研究(一般课题)

研究内容:针对矿山岩质边坡稳定性控制与灾害防控难题,开发具有优异抗拉/抗剪大变形能力及良好粘结性能的新型加固材料,并优化其配方与施工工艺;基于新型创新材料,构建适应不同地质条件的岩质边坡加固技术方案,探索并推广复合加固技术的应用,如微型锚固桩加固防控技术等,以进一步提升边坡稳定性;研究基于新型复合防控技术的边坡稳定性监测与评估方法,重点开展对潜在滑动面变形、应力演化等方面的长期动态监测,实时跟踪岩质边坡的稳定状态,确保对边坡变化的及时响应;结合数据分析与反馈机制,实现加固效果的实时监控,快速发现并处理潜在安全隐患,确保边坡稳定性和矿山生产安全

考核指标:1开发新型水泥基加固材料,确保其抗拉/抗剪强度相较于传统灌浆材料提升30%以上,且具备优异的弯曲/剪切延性;2研发复合加固防控技术(如微型锚固桩技术),通过模型试验或数值模拟确保加固后边坡稳定性提升20%以上;3提出基于新型复合防控技术的边坡稳定性监测与评估方法,能够提前预测边坡潜在滑动风险;4发表SCI/EI论文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

技术联系人:张老师18810745266

22.基于类脑空间智能技术的井下机器人作业控制与决策(一般课题)

研究内容:基于类脑空间智能技术,研发井下作业型机器人自主控制与行为决策算法,研究内容包括:(1)建立基于空间智能的虚拟训练环境,利用实际采集数据和数据生成技术,构建机器人重载搬运及作业数据集并搭建训练环境;(2)研发井下典型障碍物的空间感知识别算法;(3)基于视觉-语言-动作模型,构建重载搬运及作业机器人操作臂的轨迹规划算法模型(4)运用虚拟训练环境建立机器人算法验证平台,开展算法模型验证相关研究。

考核指标:1)形成1套基于空间智能的井下作业机器人训练环境;(2)形成1套重载搬运及管路安装等辅助作业机器人操作臂的轨迹规划算法模型。(3)形成1套井下障碍物的空间感知识别算法,对锚杆、管路等不少于3种井下常见障碍物的识别准确率≥90%;(4)申请受理发明专利2项;(5)发表论文2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

项目联系人姓名及联系电话:朱玉芹 18240052093

23.基于视力触多模态感知的煤矿设备灵巧操作模仿学习技术(一般课题)

研究内容:针对典型矿井下电气设备停送电操作、电缆故障判断与连接、电气保护装置检查与整定等自主作业需求,从感知、运动控制、策略学习等方面,研究面向井下电气设备操作的机器人多模态示教感知、臂-手协同控制以及高效模仿学习方法;构建具有多模态感知能力的示教系统,以及多自由度机械臂和灵巧手组成的机器人操作学习系统,充分利用视力触多模态感知的示教和交互数据,实现小样本示教条件下的操作技能策略模仿学习;通过构建井下典型电气设备操作任务进行异形零配件抓取、器件插拔、旋拧锁紧、电缆连接等技能操作验证。

考核指标:1机器人具备在典型井下配电室进行安全电气操作能力;2实现插拔、旋拧、抓取、线缆操作等4种以上操作技能模仿学习,成功率大于90%;3发表SCI/EI学术论文不少于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;(4申请受理专利1项

项目联系人姓名及联系电话:朱玉芹 18240052093

24.基于毫米波雷达的液压缸活塞非接触位移测量技术及系统实现研究(一般课题)

研究内容:研究毫米波雷达天线、波形传输特性和液压缸体结构之间的约束关系,构建多参数约束的数学模型,并就关键参数进行实验验证;研究液压缸内部复杂环境中毫米波信号的传播与反射特性,实现多径信号下液位信号的准确识别和高精度距离测量;根据业务目标与应用场景,研究高温、高压及油液浑浊度等对毫米波信号传播和测量精度的影响,建立“工况环境-算法优化-系统应用”自适应的算法模型,提高测量系统在复杂工况下的鲁棒性和稳定性,确保系统性能满足业务指标要求。构建毫米波雷达非接触位移测量系统样机,实现高精度、实时的位移测量功能,并开展实际的性能测试与工程验证。

考核指标:1)形成适用于液压缸环境下的雷达信号处理与目标反射识别技术;(2)形成适用于高温、高压及油液浑浊条件下的环境补偿与误差修正技术,实现高精度距离测量;(3)面向典型长径比液压缸开展应用验证与效果评估,系统指标:缸体长径比≥12.5,测量误差1~2mm;(4)形成研究总结报告1份、发明专利1项、样机一套。

项目联系人姓名及联系电话:周如林 18310483677

25.多尺度三维地质建模方法与动态更新技术(一般课题

研究内容:要求研究需围绕多尺度三维地质建模与动态更新技术的核心科学问题展开:1在多尺度建模方面,须构建多函数融合的数学理论框架,明确隐式函数、参数化曲面等方法对不同尺度地质对象(矿体、层状岩体等)的形态适配准则,解决跨尺度模型的空间拓扑一致性约束难题,提交宏-微观模型无缝集成的验证案例;2同时需支持地球物理、钻孔、遥感等多源数据的跨尺度耦合建模,建立数据分辨率与模型精度的量化映射关系,明确误差传播抑制机制,并在深部隐伏矿体、沉积序列等典型场景验证普适性;(3在动态更新方面,须实现局部更新的高效性与全局稳定性,提出面向开采扰动、地下水运移等动态过程的模型响应机制,提出面向开采扰动、地下水运移等动态过程的模型响应机制,满足实时性要求与大规模网格计算效率优化,通过工程级应用验证技术可行性。

考核指标:1)输出模型几何偏差0.5%;(2满足实时性要求更新延迟10分钟;(3网格规模≥千万级面片;(4)提交SCI2区以上论文2篇;(5)研究报告1份。

技术联系人:田老师13002470401

二、开放基金课题申请条件及要求

1.开放基金优先资助立论清晰、目标明确、研究内容具体、具有重要创新科学意义的研究课题。重点实验室将按照“公平公正、择优支持”的原则,采取自由申请、实验室初审、学术委员会终审的程序遴选开放基金课题。

2.鼓励申请者同本实验室科研团队开展合作研究,优先延续资助与重点实验室深入合作研究、课题完成较好的课题。申请者须在课题申报获批后,指定一位固定研究人员(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.优先资助申请者利用重点实验室的先进科学仪器设备和数据共享平台,以客座研究人员身份,来重点实验室开展研究工作。

4.申请者原则上应根据重点实验室上述主要开放基金支持方向,以应用基础与前沿技术研究为属性申报开放基金课题。

三、开放基金管理

1.重点课题:完成计划研究内容、技术指标和成果指标必须与煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室合作完成

2.一般课题必须设置明确的知识产权目标,成果认定署名具体要求如下。

论文标注要求:以项目负责人为第一作者或通讯作者、以煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室(英文名称 State Key Laboratory of Digital Intelligent Technology for Unmanned Coal Mining)为第一单位,发表标注基金号且必须在发表的论文中第一标注“煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室开放基金资助(编号)”,英文标注“This project was financially supported by the Open Fund of State Key Laboratory of Digital Intelligent Technology for Unmanned Coal Mining (GrantNo.****)”。

国家发明专利:以中国煤炭科工集团为第一法人单位。

3.成果认定办法

①论文需与课题密切相关、符合标注要求,且一项成果仅认定一次,论文仅认定第一或者通讯作者,二者存在冲突时,如第一作者为教师则认定第一作者,第一作者为学生则认定通讯作者,共同通讯作者只认定一人,请内部协商解决,需出具其余通讯作者放弃本篇论文认定说明,协商不成,此论文不作为认定结果;

②国家发明专利需与课题密切相关,仅认定项目负责人排名第一,或者“煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室”固定研究人员排名第一。

4.课题立项后,经费划拨资助经费的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.拟立项重点课题 1 项,申请金额 60~100 万元;拟立项一般课题 24项,申请金额 10~20 万元。开放基金执行期为 2 年。

四、项目管理人员联系方式

1.自本指南公布之日起开始接收项目申请,截止日期:2025710

2.申请人应在截止日期之前将1份纸质版签字盖章申请书顺丰邮寄至:北京市朝阳区煤炭大厦806 (收件人:王丹丹,18811500317),邮编100013,并发送申请书电子文件(wordPDF签章版格式)至dandanwang0910@163.com,邮件主题和电子版申请书请注明“申报基金所属方向编码+项目名称+申请人姓名”。