“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人工智能发展战略,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,促进国家煤炭科技进步、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,共同研究、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,此批次由安徽理工大学提供经费支持。
一、 指南方向
1. 掘进工作面复杂环境特征精准感知方法研究(重点课题)
研究内容:井下场景复杂易突变环境恶劣干扰强,针对煤矿掘进机器人作业环境精准感知难题,研究煤矿多源异构超前感知节点部署、三维场景动态重构、多模态感知融合与优化方法,构建掘进机器人环境精准感知技术体系,实现复杂环境下掘进机器人多源信息精准感知与融合。
考核指标:
(1)井下复杂环境感知及数据融合模型;
(2)掘进机器人行为融合环境特征感知的自主决策模型;
(3)风险感知识别准确率≥95%;
(4)论文3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)申请受理发明专利3项。
2. 面向矿山复杂工况的锂电池热失控机理与早期预警算法研究(一般课题)
研究内容:针对新能源矿山装备锂电池安全管理的重大需求,聚焦热失控过程的核心科学问题,开展矿山复杂工况下锂电池材料热解反应的多场耦合机制与演化规律研究,揭示从初始触发到热失控扩展的多阶段反应路径与主导机制;结合机理模型与数据驱动方法,构建融合电-热-气-力多参数的热失控早期动态预测模型,探索微观反应特征与宏观状态参量之间的映射关系;研究轻量化、适用于嵌入式电池管理系统的预警算法,完成模拟环境下的算法验证。
考核指标:
(1)设计锂电池热失控多阶段耦合机制模型1套,并通过实验数据验证;
(2)完成矿山复杂工况下的锂电池热失控预警算法1套,提供仿真验证报告;
(3)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。
3. 矿井无人胶轮车辆可靠环境感知与定位技术研究(一般课题)
研究内容:针对矿井无人驾驶胶轮运输车辆的可靠环境感知与可信定位问题,分析井下场景无人驾驶运输需求,研究井下胶轮车辆高精度多传感器融合定位技术及惯性基融合定位算法;分析井工况场景特点,研究井下胶轮车辆视觉/Radar/USS等多源感知融合技术及3D目标检测算法;结合车辆定位与目标检测,建立井工况场景下动态目标跟踪算法。实现井下无人驾驶胶轮运输车辆的可靠环境感知与高精度定位,为井下无人驾驶胶轮车辆安全运行提供支持。
考核指标:
(1)设计一套适用于井工况胶轮车辆高精度多源融合定位算法;
(2)设计一套适用于井工况无人驾驶胶轮车辆环境3D目标检测与跟踪算法;
(3)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。
4. 井下无人驾驶车辆激光雷达协同感知技术研究(一般课题)
研究内容:针对井下无人驾驶车辆在复杂环境中感知能力受限的问题,研究基于WiFi、5G矿用专网的多模态通信架构,解决井下高遮挡、强干扰条件下多车实时数据传输与协同控制的可靠性问题;研究基于IMU、UWB融合定位方法,建立井下多车统一时空基准,提高位姿估计的稳定性与精度;研究面向稀疏点云的多车感知数据融合方法,开发点云配准与目标级融合算法,提升多视角环境下障碍物的感知完整性;构建多车激光雷达协同感知模型,实现井下障碍物、行人、设备等多类目标的实时高精度检测。
考核指标:
(1)构建覆盖井下典型场景的多车激光雷达点云协同感知数据集;
(2)提出一套适用于井下的多车激光雷达协同感知系统方案;
(3)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。
5. 深部小断面硬岩巷道安全高效掘进智能截割控制方法研究(一般课题)
研究内容:针对深部高地应力与动态扰动(“三高一扰动”)导致煤岩非线性行为加剧、裂纹动态演化规律与多场耦合机制不明晰的问题,研究深部煤矿高地应力与动态扰动耦合作用下的硬岩非线性破碎规律,揭示不同载荷下裂纹动态演化机制;研究一种深部小断面硬岩巷道掘进机复合破岩新方法,探索多能量场协同作用下破岩机理,开发基于多源信息感知的破岩状态实时监测与识别技术,构建掘进过程异常工况的快速诊断模型;设计具有容错能力的智能控制策略,自适应调整截割参数、切换破岩模式以及启动安全保护机制,确保掘进作业的可靠性与设备、人员安全,最大限度减少非计划停机。
考核指标:
(1)最大破岩能力达f8;
(2)截割比能耗相对传统控制方式降低20%;
(3)巷道截割边界控制误差≤15cm;
(4)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。
6. 煤矿风井巡检机器人多源信息感知与筒壁三维重构方法研究(一般课题)
研究内容:根据煤矿风井筒壁形变的不确定性和风压特殊环境,设计合适的风井筒壁智能巡检机器人攀爬机构;建立巡检机器人攀爬机构的动力学模型,研究攀爬机构的越障策略和方法,提高复杂风井筒壁巡检攀爬适应能力;采用视觉惯性里程计算法和立体视觉原理,结合激光雷达、视觉传感器和惯性传感器数据,通过安装在机器人上的双目摄像头获取井筒壁的图像对,利用点云技术、图像处理算法、视差计算和深度恢复算法对数据进行处理和融合,重建风井筒壁的三维形貌,获取煤矿风井筒壁变形情况。
考核指标:
(1)完成风井巡检机器人机构设计,开发多源信息感知系统1个;
(2)提出风井筒壁的三维形貌重建方法,重构精度误差控制在厘米级别;
(3)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。
7. 液压支架高水基电液比例阀特性与高精度连续平滑控制技术研究(一般课题)
研究内容:针对综采工作面液压支架开关量控制系统导致的液压冲击破坏和工作面直线度控制不佳问题,开展矿用高水基电液比例阀特性与高精度连续平滑控制技术研究,达到对液压支架流量进行连续、平滑、精准控制目的。具体内容包括:设计先导阀和主阀阀口参数,满足液压支架方向控制阀的使用要求;建立包含先导阀加主阀的整机机理模型,揭示级间耦合机理,优化关键结构参数;研究样机死区特性、重复精度、线性度、滞环特性、阶跃响应特性、斜坡响应特性。
考核指标:
(1)比例阀压力40MPa,流量>500L/min,驱动电流<500mA;
(2)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。
8. 面向煤矿转载机器人的机械臂时间最优轨迹规划方法研究(一般课题)
研究内容:针对煤矿转载机器人工业机械臂在复杂场景下的高效作业需求,研究最优轨迹规划方法,主要解决传统规划方法中轨迹不平滑、易陷入局部最优以及难以协同优化多约束等问题。具体内容包括:选定1-2个装载场景,针对其机械臂转载作业实际需求,研究2-3种机械臂轨迹方法,进行对比分析,完成适应性研究;构建机械臂关节空间的轨迹基函数,确保位置、速度和加速度的连续平滑;设计兼顾时间最优与运动平稳性的多目标适应度算法,增强算法的全局搜索能力和收敛速度;进行实体机械臂平台控制特性基础试验,研究闭环验证和定位精度等。
考核指标:
(1)实体单次抓放任务时间控制在3.0秒以内,重复定位精度误差在±0.8mm范围内;
(2)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。
9. 面向井下多机器人协同通信的毫米波波束成形方法研究(一般课题)
研究内容:基于机器人平台与毫米波通信技术,研究高可靠的多机器人协同通信方案,实现井下无线网络灵活覆盖,并提供大带宽通信服务,从而满足井下无人化场景多设备通信需求;针对巷道空间狭窄、多径效应等问题,研究波束训练和追踪方法,实现信道参数快速估计并建立毫米波无线信道模型;基于串行干扰消除和盲均衡技术,研究面向机器人的多用户波束成形方法,以抑制多用户干扰并补偿信道失真,实现多用户连接;研究信道分组整合方法,降低通信中断概率,形成高可靠的通信方案。
考核指标:
(1)建立井下毫米波无线信道模型;
(2)提出有效的毫米波束成形方法并形成低延时、多链接、高可靠的通信方案;
(3)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。
10. 矿区源-网-荷-储协同优化与多时间尺度智能调度策略研究(一般课题)
研究内容:针对矿区供用电系统多目标协同优化问题,以年产千万吨级大型矿区为对象,系统采集其采掘、运输等主要用电单元负荷数据,构建多时间尺度负荷特性模型;研究典型场景下用电特性、新能源出力与电网政策的耦合机制,提出差异化储能优化配置策略;集成源-网-荷-储系统,研发多时间尺度滚动优化调度算法,实现经济、安全、环保的综合优化运行。
考核指标:
(1)建立涵盖矿区采掘、运输、通风、排水等主要用电单元的精细化负荷特性模型库,短期负荷预测平均绝对百分比误差(MAPE)≤10%;
(2)针对4种典型场景(如露天/井工开采、高/低电价时段、新能源富集/匮乏期),提出差异化储能配置策略,鲁棒性验证通过≥90%场景测试;
(3)日前计划与实际执行的日内平均功率偏差≤5%,日内调度响应实时电价与负荷波动的指令下发延迟≤30秒;
(4)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。
11. 基于数据驱动的矿用电缆健康状态预诊与运维研究(一般课题)
研究内容:针对目前矿用电缆监测方法存在的监测内容单一、响应滞后等问题,研究电缆老化机理,厘清电缆内部磁场以及电缆感应电流的畸变率及各次谐波分量的变化规律;研究矿用电缆状态诊断的表征方法,并以此作为基础构建矿用电缆健康状态量化指标;研究基于数据驱动的电缆健康状态预诊机制,实现动态工况下矿用电缆健康状态预诊与运维。
考核指标:
(1)设计谐波感应传感器,可采集2-40次谐波,谐波幅频检测精度±0.1%;
(2)生成“实时数据-劣化度”折线图,能够直观的显示矿用电缆各部分的运行状态,包括本体部绝缘体、屏蔽层、保护层的劣化值,电缆终端和中间接头部分的劣化值,剩余寿命分析,剩余时间精确到年;
(3)系统要求一般功能页面调用的响应时间2秒以内,复杂报表和图形展示的数据处理响应时间在5秒以内;
(4)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。
12. 巷道“敲帮问顶”机器人关键技术与控制装备研究(一般课题)
研究内容:面向煤矿巷道复杂环境,建立基于多传感器融合的三维巷道精准模型,研究基于深度学习的巷道顶板裂隙分布与浮矸石高精度识别方法;基于巷道模型与巷道顶板裂隙与浮矸石状况,研究机器人液压臂运动轨迹与机器人本体移动路径规划方法;研究面向浮矸石作业的液压臂控制模型及控制方法,开发“敲帮问顶”机器人控制系统,为巷道“敲帮问顶”机器人提供核心技术支撑,实现无人化智能化的“敲帮问顶”,提升煤矿生产安全水平,助力智慧矿山发展。
考核指标:
(1)建立基于多传感器融合的巷道环境感知模型,机器人定位误差不超过5cm;
(2)给出面向浮矸石作业的液压臂精准控制方法,实现±5cm的液压臂末端定位精度;
(3)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。
13. 煤岩多场耦合数字化模型构建方法研究(一般课题)
研究内容:基于煤岩二维CT扫描断面图像,研究孔隙介质、基质的智能识别算法,开发三维迭代重构技术,弥补二维CT扫描断面图像关联信息,进行煤岩三维数字重构;分析煤岩多元多相流体选择性吸附行为及其控制因素,阐明流体注入煤体孔裂隙结构与力学特征、流体相态转变、流固界面变化、气-水-固耦合等复杂作用机理。
考核指标:
(1)创新煤岩三维数字的精确重构与裂隙特征参数准确提取方法;
(2)构建多场耦合煤岩孔裂隙结构与气体运移数字化模型;
(3)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。
14. 煤岩三维力学特征数值模拟与仿真研究(一般课题)
研究内容:基于深部采掘工作面工程地质与开采条件,测定煤岩细观结构与物理力学特征参数,搭建相似材料模拟智能实验系统,研究采掘扰动下围岩应力场、裂隙场、位移场分布演化特征;以岩层结构及其运动在三维空间引起宏观力学场的演化为基础,研发能够实时展现煤岩体采动三维力学特征动态演化规律的数值映射仿真技术。
考核指标:
(1)揭示深部煤岩采动矿压显现与岩层移动的动态演化规律;
(2)实现大尺度工程扰动多物理场耦合动力灾害、围岩持续变形失稳灾害数值与可视化仿真,可信度达95%;
(3)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。
15. 深部煤岩力学特征采掘响应力学模型研究(一般课题)
研究内容:重点针对深部围岩应力场动态演化,研究深部开采三维应力监测基础理论,研发三维应力智能解算方法及系统;研究深部煤矿复杂物理场(应力场、位移场、破坏场、温度场、瓦斯场)采动煤岩响应特征,揭示多场耦合下采动煤岩力学响应与微观机制,构建深部开采围岩数字化模型。
考核指标:
(1)研发三维应力智能解算系统1套;
(2)实现煤岩采掘响应力学特征的理论描述;
(3)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。
16. 基于机器视觉的露天矿山铲装时间预测方法研究(一般课题)
研究内容:通过机器视觉技术感知矿山作业环境,实现铲装作业自动化,减少传统人工操作中的误差,提高作业效率和精度。针对矿山环境复杂性和动态变化导致的铲装区域划分错误问题,探索构建时间混合模型,提高对不同铲装工况(如挖掘、卸载等)的识别精度,并结合增量学习增强对复杂铲装场景的适应性,从而提升铲装时间预测精度,确保实时、准确的工况监控,及时处理安全隐患。
考核指标:
(1)设计铲装工况识别模型;
(2)提出铲装时间预测模型;
(3)在典型场景下验证模型的有效性,工况识别的准确率不低于80%;
(4)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。
17. 基于多源感知的矿山卡车行程时间预测方法研究(一般课题)
研究内容:通过实时采集矿山路网和车辆状态数据,构建行程时间预测模型,以优化矿山运输调度、提高作业效率;针对现有模型难以应对矿山复杂路网,导致行程时间预测错误这一问题,基于激光雷达和无人机航拍矿山路网等多模态数据,构建动态更新的路网模型,提升卡车行程预测智能化水平;利用大模型架构深入分析路网拓扑与行程时间的空间关联,融合多维数据并进行迭代训练,最终构建高精度、具泛化能力的行程时间预测模型。
考核指标:
(1)实现矿山卡车行程时间预测精度提高约10%;
(2)在某示范点进行正常应用;
(3)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。
18. 数据-机理驱动的露天煤矿卡铲协同调度方法研究(一般课题)
研究内容:为实现无人化露天矿山卡车和铲车的高效协同作业,提高运输作业效率,降低运输能耗,实现卡产协同调度的无人化、智能化目标,研究数据驱动融合机理模型的多目标自适应卡铲协同调度模型,实现卡铲协同作业的动态适应性;针对调度问题的复杂性和多约束特性,设计多目标智能优化算法,实时生成调度方案;开发原型系统,验证所构模型与方法的可行性。
考核指标:
(1)设计数据驱动融合机理模型的多目标自适应卡铲协同调度模型;
(2)设计实时、高效的多目标智能优化算法;
(3)开发原型系统,验证所构模型与方法的可行性,卡铲作业效率不低于人工调度的90%;
(4)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。
19. 基于AIGC的煤矿灾害应急预案生成与应急救援推演技术研究(一般课题)
研究内容:结合煤矿灾害应急救援案例、监测数据、煤矿巷道布局、地质构造等信息,研究基于大模型的煤矿灾害应急预案细粒度生成方法,在已有应急预案基础上,生成具有详细应急处置建议的应急预案,生成的预案涵盖应急响应、具体处置措施、事故分析等关键环节,并引入专家知识图谱对生成的预案进行校验,确保生成的预案符合行业规范和安全标准;研究基于AIGC的煤矿灾害救援过程推演技术,结合已有的应急预案,通过强化学习和对抗训练等方法,推演应急救援过程,预判灾害演化趋势,为救援人员提供多种可行的救援路线和救援物资调度方案,并结合实时监测数据、煤矿巷道布局、地质构造等信息,给出最佳救援方案建议。
考核指标:
(1)研发基于AIGC的煤矿灾害应急预案生成与应急救援推演平台一套,平台具备应急预案生成、应急救援推演、以及人机协同的生成策略优化功能,系统平台TRL不低于7级;
(2)应急预案生成时间≤20秒,应急救援推演过程生成时间≤30秒;
(3)软件著作权登记证书1件;
(4)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。
20. 面向煤矿应急救援决策的知识问答AI智能体技术研究(一般课题)
研究内容:设计煤矿智能应急管理大模型平台,整合煤矿作业规程、事故案例与应急预案等领域的专业知识,构建面向煤矿应急救援的知识图谱,开发高效的垂直领域AI知识问答系统;结合矿井水灾、火灾、瓦斯等典型灾害场景,研究多源异构传感器数据的智能处理技术,实现复杂灾害环境下的安全风险智能识别与预警功能;基于垂直大模型智能研判风险隐患及事故现场,关联法律法规与历史救援案例,智能生成自适应救援策略与路径调度优化方案,构建集知识问答、风险识别与救援决策于一体的煤矿AI应急智能体平台。
考核指标:
(1)构建煤矿知识问答系统,问答匹配准确率达到93%以上,平均响应时间不超过1秒;
(2)实现井下智能应急系统的实时异常检测,秒级报警响应能力,风险识别准确率达到95%以上;
(3)救援决策系统生成完整可执行方案时间≤10秒;
(4)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。
21. 面向灾变环境快速响应的煤矿应急资源智能调度与动态优化技术研究(一般课题)
研究内容:针对煤矿无人化智能开采中的地质结构、巷道布局、设备分布、人员定位信息及历史灾害数据等多源信息,分析不同灾变环境下对煤矿应急资源的种类、数量、分布和调度优先级等需求,开展基于多源数据融合的煤矿应急资源智能调度模型构建与优化研究,实现应急资源调度的智能化和自动化;针对灾变环境中煤矿井下环境复杂性和应急资源需求的不确定性,依托分布式计算架构与云计算技术,设计具备实时监测、智能分析与动态调度功能的应急资源动态优化方案,通过模拟实时监测灾变环境变化和应急资源状态,智能动态调整应急资源调度策略,提高应急资源的利用效率和救援效能。
考核指标:
(1)设计面向灾变环境快速响应的煤矿应急资源动态优化方案,集成实时监测、智能分析和动态调整策略,能够模拟自动准确获取煤矿环境中各类监测监控数据且准确率≥95%;
(2)整体方案支持对不同灾变环境的监测与响应,对灾变环境变化的模拟响应时间≤10秒,动态调度方案生成时间≤30秒;
(3)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。
22. 深井矿用物料智能气力输送方法研究(一般课题)
研究内容:针对深井超长距离大垂深输送中压力损失大、能耗高、管道易堵塞及物料流态化不稳定等核心难题,研究深井高气压、高湿度、高粉尘环境下多相复杂物料长距离气固两相流动机理与压力损失特性,构建物料输送精准数学模型;研究基于多源信息感知的管道状态实时监测与堵管预测预警技术,开发气压、风量、给料速度的智能匹配与动态补偿策略,动态调控全局运行状态,实现深井矿用物料安全、高效与智能化输送。
考核指标:
(1)构建矿用物料气力输送精准数学模型,揭示超长距离大垂深输送中发生压力损失、流态异常及堵塞的机理;
(2)建立基于多源信息感知的管道状态实时监测、堵管预测、气力输送参数动态调控系统,实现物料气力输送智能监测与控制;
(3)可输送物料的粒径大小为0.03mm~4.75mm;
(4)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。
23. 井下煤矸智能分选X射线源防爆机理研究(一般课题)
研究内容:针对井下煤矸智能光电安全高效识别分选的实际需求,研究井下复杂环境下X射线源的能量输出、焦点尺寸等关键参数与煤矸识别效果的关联机制;揭示井下复杂环境中X射线源结构对安全性能、能量输出稳定性、焦点尺寸控制等关键参数的影响规律,优化设计井下防爆型X射线源结构。
考核指标:
(1)设计1套井下煤矸智能分选用防爆型X射线源结构;
(2)新设计的X射线源能确保井下矸石选出率大于90%、矸石带煤率小于3%、处理粒径范100-500mm;
(3)射线辐射剂量低于国标要求80%;
(4)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。
24. 数据驱动的井下回采工作面多任务风险预警方法研究(一般课题)
研究内容:针对井下回采工作面、主运输巷道等环境具有低光照、高粉尘等特点,引起视觉感知退化问题,研究自适应去粉尘、低光照增强等图像增强算法,实现标准化增强视频流;融合图像数据、设备运行数据等数据,建立工作面多源异构数据模型,构建人-机-环多维度风险的多模态智能预警模型;为满足井下边缘设备实时性需求,针对预警模型在异构多任务下的知识表征与迁移机制开展研究,将复杂的多任务异构预警模型知识高效迁移至轻量化模型,实现边缘侧模型高性能与高泛化能力的统一,为煤矿无人化安全开采提供安全技术支撑。
考核指标:
(1)设计井下人-机-环预警检测网络模型,预警检测任务≥5种,检测准确率达到SOTA;
(2)压缩后的预警模型能在低功耗边缘端部署稳定流畅运行,模型准确率达到SOTA的95%、FPS≥30;
(3)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。
25. 数智双擎驱动的煤矿带式输送机智能运维方法研究(一般课题)
研究内容:研究海量传感器数据(如振动、温度、张力等)实时、高效传输机制,提出传感器节点分组数据传输延时评估方法,提高海量数据传输的实时性;研究基于OPC UA的异构设备统一的信息模型,提出多源异构数据集中式的管理调度方法;构建数智双擎平台,优化带式输送机虚实融合方法,实现带式输送机故障数据增强扩展,构建数智双擎带式输送机智能运维系统,增强煤矿带式输送机预测性维护效果,切实提升煤矿运输智能化水平。
考核指标:
(1)构建煤矿带式输送机全场景下的数智双擎模型;
(2)实现煤矿带式输送机海量传感器数据统一无拥塞传输;
(3)实现基于数智双擎的煤矿带式输送机故障预测系统,其中,模型综合预测准确率不低90%;
(4)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。
26. 受限巷道内机车集群运行系统韧性理论及自优化调控方法研究(一般课题)
研究内容:研究聚焦于多模态传感序列(振动、温度、电流、视频等)的时空耦合机理与状态演化动力学行为,构建基于深度时空图网络的机车状态统一表征理论,从系统层面揭示多模态故障特征的生成与传播机制;研究基于生成对抗理论与注意力机制的流式数据增强模型,探索在噪声与丢包条件下高鲁棒性特征提取与数据分布重构的基本原理;研究受限巷道空间中多机车协同调度与路径冲突消解的系统性理论方法,建立面向故障传播与生产调度的耦合动力学模型,形成可支撑故障自愈与系统韧性优化的机车集群动态重调度理论框架。
考核指标:
(1)提出煤矿机车多模态故障监测方法,故障识别综合准确率≥88%,监测延迟≤200ms;
(2)提出机车动态调度优化策略,调度响应时间≤1s;
(3)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。
27. 立井罐道缺陷识别与定位方法研究(一般课题)
研究内容:利用立井罐道巡检机器人采集罐道数据,通过多源数据融合探索罐道间隙、磨损、螺栓松动等缺陷检测算法,实现罐道缺陷轻量级快速检测及缺陷位置的精准定位;结合振型、阻尼比等特性参数,构建罐道健康状态特征向量模型,同时建立罐道缺陷严重程度分级标准,实现对罐道系统的预测性维护决策。
考核指标:
(1)搭建井筒环境下自补偿定位算法,将位置误差控制在分米级;
(2)开发轻量级罐道缺陷识别系统,提升典型缺陷的识别准确率与量化精度,整体典型缺陷的识别准确率≥96%;
(3)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。
28. 单轨吊机车环境感知方法及控制策略研究(一般课题)
研究内容:研究多传感器数据驱动的机车运行环境实时感知方法,并根据感知结果设计不同风险等级下的差异化制动响应策略,实现机车自主运行控制;研究多源信息融合驱动的控制策略动态切换机制,实现关键子系统失效后的快速响应与功能重构。
考核指标:
(1)实现5-30米范围内环境状态的感知,保证机车在±2cm定位精度下完成自动启停;
(2)关键部件故障后200ms内控制策略重构;
(3)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。
29. 截齿破岩热力耦合磨损退化与激光熔覆强化机理研究(一般课题)
研究内容:围绕截齿破岩界面磨损问题,基于试验、理论和数值模拟等手段研究截齿的全周期磨损退化过程和损伤演变规律,建立完备的截齿磨损退化分析方法,阐明截割参数—响应信号—磨损特征—损伤机理之间的内在联系;分析截齿磨损分布特征,量化应力和温度对截齿磨损程度的作用规律,揭示热力耦合作用下截齿的磨损退化机理;厘清激光熔覆各特征参量对截齿磨损性能的影响规律,探究激光熔覆成形及耐磨强化机制,为高性能耐磨截齿的工程化应用提供理论依据和技术支撑。
考核指标:
(1)截齿表面硬度较未处理截齿试样提高不小于1倍;
(2)截齿表面耐磨性较未处理截齿试样提高不小于50%;
(3)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。
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、学术委员会或组织专家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,同年只能牵头申请1项开放课题,已承担本实验室开放课题且没有结题的申请人不能再次申请。
三、开放基金管理
1. 每项课题必须与实验室固定研究人员进行合作,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 (Grant No.****)”;
国家发明专利:以安徽理工大学为第一法人单位。
2. 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,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密切相关,发明人应包括课题申请人、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研究人员排名第一。
3. 基于开放课题完成的成果,鉴定成果应署:“煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室”为该项成果的主要完成单位之一。
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30~60万元;拟立项一般课题28项,申请金额15~20万元。开放基金执行期两年。
四、受理时间及方式
1. 自本指南公布之日起开始接收项目申请,申请书提交截止日期:2025年10月27日。
2. 申请书电子版(word和PDF签章版格式)发至E-Mail:yuyq1996@163.com;纸质版一式两份邮寄至:安徽省淮南市泰丰大街168号 安徽理工大学煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室(原采动国家重点实验室);邮编:232001。