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,为营造良好的科研条件和学术氛围,吸引、凝聚国内外优秀学者和科研团队,共同开展科学研究与联合攻关,促进高水平科研成果产出,推动煤炭无人化开采数智技术领域科技创新与人才培养,充分发挥全国重点实验室的开放合作与学术交流平台作用。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2026年度开放基金项目申请指南,此批次由中国煤炭科工集团有限公司(简称“中国煤科”)提供经费支持。
一、指南方向
1.基于数字孪生的液压支架群-围岩耦合状态矢量形态表达方法研究(重点课题)
研究内容:面向智能化综采工作面液压支架群空间构型、机电液状态、结构受力与矿压演化难以统一表达,以及支架群-围岩耦合状态动态感知与量化评价能力不足等问题,融合立柱压力、支架高度、姿态角度、推移行程等多源实测数据,研究液压支架群空间位姿、内部状态、支护状态与围岩载荷的统一矢量形态表达方法,揭示支架位姿、液压压力、结构受力、执行动作与围岩载荷之间的耦合机理,构建物理工作面与虚拟矢量孪生体动态映射机制,形成液压支架群-围岩虚实融合数字孪生模型,建立基于多状态矢量融合的支护状态健康度评价与支架群-围岩耦合工况识别方法,实现复杂矿压条件下支架群-围岩耦合状态的动态感知与量化评价。完成(1)液压支架群多源状态融合与空间构型矢量表征方法研究;(2)支架位姿-机电液状态-结构受力-围岩载荷耦合机理研究;(3)支架群-围岩耦合状态矢量形态表达及虚实动态映射方法研究;(4)局部高压、围岩扰动及周期来压条件下多状态矢量叠加、支护状态健康度评价与支架群-围岩耦合工况识别方法研究。
考核指标:(1)构建液压支架群-围岩虚实融合数字孪生矢量模型1套,实现支架群空间构型、内部机电液状态、支护状态、围岩载荷和矿压演化的矢量形态表达,将支架所受围岩载荷沿统一坐标系进行矢量分解和围岩压力矢量表达,实现液压支架姿态实时分析解算与虚实精准映射,虚拟支架与实测支架的俯仰角、横滚角及偏航角绝对偏差均不大于1°,孪生模型状态更新周期不高于5s,姿态解算与映射结果同步更新;;(2)液压支架应力分布及载荷模型计算结果与试验或实测结果对比误差≤5%;(3)形成支护状态健康度评价方法1套,评价结果与试验或现场综合判定结果一致率≥90%;(4)实现正常支护、局部高压、偏载受力、周期来压等典型支架群-围岩耦合工况识别,识别准确率≥90%。(5)发表高质量SCI、EI论文3篇,其中至少包含中科院一区或二区论文1篇,其他论文满足中国科协高质量科技期刊分级目录T1期刊及SCI/EI收录要求;(6)申请受理发明专利3项。
2.基于多单目相机的采煤设备位姿估计方法和应用(重点课题)
研究内容:针对井下粉尘、水雾、非均匀照明及设备弱纹理导致图像退化和位姿感知困难的问题,研究矿用防爆相机成像与畸变校正方法;研究基于设备几何先验的摄像机自动标定方法;开发融合深度学习目标分割、三维模型先验和主动轮廓搜索的6DoF位姿估计算法,实现对采煤机、刮板运输机、护帮板及液压支架等关键设备的位姿监测;研究多台单目相机的位姿联合优化算法,建立统一全局坐标系;面向设备位姿超限、支护状态异常等典型场景,研究基于设备位姿与运动状态的异常识别与预警方法;开发标准化REST API,形成设备位姿、统一空间坐标及异常状态数据服务,实现与上位机控制、数字孪生等系统的接口集成。
考核指标:(1)完成防爆相机成像校正、图像增强、摄像机自动标定、弱纹理目标6DoF位姿估计、多摄像机位姿联合优化及异常状态识别算法,形成视觉监测与位姿感知软件1套。(2)支持单摄像机坐标系和多摄像机统一全局坐标系下的目标位姿输出;在双方确认的测试条件下,静态三维定位误差小于5 cm,动态综合定位误差小于10 cm。(3)交付算法说明书、原型权重文件、核心算法完整代码、多摄像机位姿联合优化技术方案、测试报告、部署说明、REST API接口文档及项目结题报告。(4)发表或取得录用证明的论文2篇,其中至少1篇为JCR一区或二区SCI论文;申请并获得受理的中国发明专利2项。(5)在双方确认的典型井下测试场景中完成现场连续运行与稳定性验证,累计运行时长不少于600小时。
3.考虑综放支架构型异变的综放采场放煤状态智能感知与控制技术研究(重点课题)
研究内容:针对综放工作面煤矸放落过程不可视、放煤状态依赖人工判断,易造成欠放、过放,以及传统液压支架构型与放煤工艺适配性不足等问题,开展煤矸多模态智能感知、综放支架构型优化与放煤机构自适应精准控制研究,构建面向复杂煤层条件的“智能感知-构型适配-自主控制”智能放煤技术体系。主要完成:(1)放煤过程多源动态响应信息关联表征与融合方法研究,构建煤矸混放状态、顶煤运移状态及异常放煤状态智能识别模型与架构;(2)综放支架-顶煤-放煤系统耦合机理与构型优化研究,揭示支架构型边界对顶煤流放行为及残煤形成的影响机制,形成支架构型与放煤工艺协同适配方法;(3)放煤机构姿态、摆振轨迹与顶煤放出效率关联规律研究,构建考虑非线性动力学、间隙参数不确定性及外部扰动的自适应控制策略,提出基于GPI的控制增益在线解算方法,完善液压支架放煤精准控制的理论阐释并验证可行方法。
考核指标:(1)提出1套基于连续流信息模式识别的复杂生产环境煤矸渐混信息识别方法,实现复杂生产噪声扰动下煤矸综合识别准确率≥93%;(2)形成1套液压支架构型与放煤工艺协同理论模型,在不显著改变综放支架力链传递机制的前提下,明晰放煤动作规律与边界,具备自动放煤逻辑动作理论仿真能力,使综放采场残煤体积降低10%以上;(3)研制1套综放液压支架煤矸多模态感知试验系统,形成融合扰动在线估计与主动补偿的摆振轨迹最优跟踪调控策略,与现有支架动作控制架构进行优化适配;(4)论文2篇,至少包含中科院一区或二区论文1篇,其余论文原则上应为中国科协高质量科技期刊分级目录中被SCI或EI收录的T1期刊论文;(5)申请受理发明专利2项。
4.基于随钻电磁探测的复杂煤层三维地质模型精确构建及截割优化技术研究(重点课题)
研究内容:基于随钻电磁波高精度动态探测技术,开展井下随钻电磁精准探测、三维地质模型动态构建、截割参数优化与控制的一体化研究,实现复杂地质条件下截割参数优化与精准控制。完成(1)复杂井下钻孔环境下随钻电磁非线性散射响应精准建模研究;(2)数据驱动的井下多类型地质异常体高精度识别算法开发;(3)多源探测数据协同融合的三维地质模型动态迭代构建技术研究;(4)三维地质模型驱动的截割优化与智能控制技术研究。
考核指标:(1)构建动态迭代的煤层三维地质模型1套;(2)开发煤层智能截割参数优化系统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2项。
5.矿井水处理系统膜污堵预测与智能清洗控制研究(重点课题)
研究内容:针对矿井水处理系统膜组件污堵严重、系统无法自适应清洗、制洗工艺冲突等问题,开展膜污染精准预测与分级智能清洗决策研究。包括:(1)挖掘多维运行参数,建立超滤膜与反渗透膜污堵演化预测模型,实现污染状态提前预警;(2)识别膜系统主要污染因子,明确污染形成机制与类型(3)结合预测结果与运行工况,构建分类智能清洗决策机制,实现超滤与反渗透清洗模式精准匹配;(4)研究在线持续自学习优化策略,实现系统全自主无人化运行。
考核指标:(1)构建超滤膜、反渗透膜短期污染预测模型,实现1~24小时膜污染状态精准预判,满足现场前置预警需求;(2)建立“水质—因子—污染”因果辨识机制,复杂工况下污染类型辨识准确率≥90%;(3)实现清洗模式智能匹配与自动执行,执行机构联动控制准确率≥90%;(4)建成污染预测、智能清洗与制水协同系统,实现全流程无人化运行与工程示范应用;(5)提交研究报告1份,受理发明专利1件,登记软件著作权1项。
6.高抗污染特种超滤膜及应用技术研究(重点课题)
研究内容:针对矿井水高悬浮物、高硬度、含有机物及胶体的复杂水质条件,以有机聚合物为基材、卷式超滤膜片为研究对象,围绕“亲水性—抗污染性—截留精度”协同提升目标,研究含添加剂的PES/溶剂/非溶剂三元体系热力学相图及成膜机理,建立“热力学参数—相分离路径—膜结构”关联模型。研究聚合物浓度、添加剂含量、反应时间、凝固浴温度及凝固浴组成等关键工艺参数对膜断面结构形态、平均孔径(目标20-100 nm)和孔径分布宽度(分散系数目标≤0.15)的影响规律,探明窄孔径分布、高孔隙率(≥70%)膜结构的制膜条件窗口。研究腐殖酸(矿井水特征有机物)及模拟矿井水(根据实际矿井水水质分析数据配制的复配模拟液)的动态过滤实验对膜片通量衰减率和清洗恢复率等的影响,建立“制膜参数—膜结构参数—污染行为(通量衰减率、清洗恢复率)”的定量关联模型,明确面向矿井水的最佳膜结构形态。研究由实验室平板膜片到工业级幅宽膜片(幅宽≥500 mm)过程中传热传质差异对膜结构一致性的影响,将优化膜片卷制成小型卷式膜组件,验证制膜工艺的工业化可行性。
考核指标:(1)建立面向矿井水的卷式超滤膜片制膜工艺-结构-性能关联调控模型,形成优化的非溶剂致相分离法NIPS制膜工艺包(含铸膜液配方、关键工艺参数窗口及放大控制要点),研制出超亲水超滤膜片,完成试验验证。 (2)平均孔径20-100nm可控,膜片的水接触角小于25°,纯水通量≥200 L/(m²·h)(0.1 MPa, 25℃),腐殖酸截留率≥90%,最大耐受油浓度≥500 mg/L,最高运行温度≥80℃,pH耐受范围1~13。 (3)48小时运行通量衰减率≤10%,物理清洗(正向冲洗+气水冲刷60分钟)通量恢复率≥85%,化学清洗(碱洗+酸洗3小时)通量恢复率≥90%,进水浊度适应范围≤1000 NTU,进水悬浮物浓度适应范围≤1000 mg/L。 (4)卷制成小型卷式膜组件,产水浊度≤1 NTU,悬浮物≤1 mg/L。 (5)提交样品1套,制备工艺及研究报告1份,受理发明专利2件。
7.矿用惯导多源融合通用位姿感知关键技术研究(重要课题)
研究内容:针对煤矿井下小型化、低成本位姿感知需求,针对低成本MEMS惯导陀螺漂移大、无法独立实现全场景高精度测量的技术短板,开展以MEMS惯导为核心、融合多种外部辅助观测信息的通用位姿感知技术研究。厘清低成本MEMS惯导在煤矿工况下性能边界,建立多源融合解算模型,实现漂移抑制与分级位姿输出;不追求覆盖采煤机等高等级轨迹航向测量场景。主要开展:(1)矿用低成本MEMS惯导多源融合感知总体框架研究;(2)复杂工况MEMS误差建模与多源融合位姿解算模型研究;(3)多源观测异常识别与工况自适应融合处理技术研究;(4)小型化融合感知原理样机研制;(5)模拟工况仿真、地面试验与技术适用边界评估。
考核指标:(1)形成矿用低成本MEMS惯导多源融合通用感知技术框架1套;(2)具备有效辅助观测条件下,样机静态俯仰、横滚角测量误差≤0.3°,动态工况俯仰、横滚角测量误差≤0.6°,构件相对转角误差≤0.4°;输出位姿数据附带置信度标识;硬件基于低成本MEMS器件实现小型化,满足矿用本安防爆约束;(3)完成地面模拟工况综合试验,形成误差数据集、试验报告,明确本技术方案适用边界;(4)SCI论文2-3篇;(5)申请受理发明专利1-2项。
8.煤矿辅助作业机器人末端精准控制与挠度补偿技术研究(重点课题)
研究内容:针对煤矿辅助作业机器人长行程多自由度机械臂末端控制精度不足的问题,开展机械臂末端精准控制与挠度补偿技术研究,从而实现多变负载、长行程工况下辅助作业机器人的高精度作业。包括:(1)机电液混合驱动的多自由度机械臂高精度末端控制技术研究,形成核心关节电机驱动、承载关节油缸驱动的高可靠精准驱动方案,解决负载多变、关节间隙与传动误差耦合导致的末端控制精度不足的问题;(2)长行程机械臂结构挠度补偿技术研究,解决长臂金属结构挠曲形变导致的末端精度衰减问题。
考核指标:(1)形成1套机电液混合驱动的八自由度机械臂高精度末端控制方法和1套长臂挠度主动补偿控制策略,额定负载全行程工况下末端定位精度±5mm; (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.时变负载下远距离供液系统供需匹配解耦控制关键技术研究(一般课题)
研究内容:面向盘区供液场景下多工作面并行开采存在的非线性时变负载、多源压力耦合扰动引发的供液能效与支护可靠性协同性不足的核心问题,揭示多负载压力-流量耦合扰动传播机制与支路间压力干涉关联规律,构建涵盖非线性动力学、参数不确定行为下供液系统解耦调控模型与策略,提出自适应智能调控与控制增益在线解算方法,实现多负载供液压力按需独立匹配与解耦控制。
考核指标:(1)形成多工作面压力、流量解耦与自适应智能调控策略,支路≥2条,各支路供液压力稳态控制精度≤±1.5MPa。(2)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;(3)申请受理发明专利2项。
10.面向煤矿高端设备健康监测的时空异构多模态数据对齐与融合研究(一般课题)
研究内容:构建基于传感器信号的往复柱塞泵曲轴箱油液磨粒形态反演与统计重构体系,突破传感器聚合信号到磨粒统计特征映射、跨模态隐式对齐、统计重构与鲁棒性验证等核心技术,形成可复制可推广的往复柱塞泵曲轴箱磨损状态智能监测解决方案,显著提升磨损状态评估准确率与早期故障预警能力。完成(1)往复柱塞泵曲轴箱油液中磨粒尺寸分布、形状类别与介电常数、磨粒传感器响应之间的物理关联建模与可观测边界分析研究;(2)面向配对样本稀缺与采样频率差异的跨模态隐式映射网络研究;(3)基于隐空间约束的磨粒统计重构方法构建与曲轴箱磨损状态早期预警验证研究。
考核指标:(1)研究一套面向往复柱塞泵曲轴箱磨损监测的传感器-磨粒统计特征反演算法,实现从介电常数、磨粒传感器等聚合信号中反演磨粒尺寸分布、形状类别与浓度等图像级信息;(2)磨粒尺寸分布反演误差不高于15%,浓度估计误差不高于10%,磨损状态评估准确率较单传感器方法提升不低于15%;(3)在配对样本稀缺条件下,隐式映射网络特征对齐精度优于传统插值方法15%以上,早期磨损预警召回率≥90%,误报率≤5%;(4)论文3篇,至少包含中科院一区或二区1篇;(5)申请受理发明专利3项。
11.综采工作面采煤机自主导航截割与虚实融合规划控制技术研究(一般课题)
研究内容:围绕复杂地质条件下采煤机截割路径规划精度不足、记忆截割自适应能力弱、滚筒高度调整滞后以及截割过程与支护、推移工艺协同不足等问题,开展综采工作面采煤机自主导航截割与虚实融合规划控制技术研究。基于采煤机位姿、滚筒高度、截割电流、牵引速度、煤岩识别、液压支架姿态等多源数据,建立采煤机截割状态与煤层顶底板形态之间的映射模型,研究利用多刀截割轨迹反演煤层形态及动态更新方法;面向中厚煤层及复杂煤岩变化场景,构建采煤机截割路径、采高控制和卧底量调整模型,实现新一刀采高及截割模板预测;结合虚拟工作面预演与历史截割数据,研究“粗规划-半精修正-精确控制”的分层截割规划方法,优化滚筒高度调整量、截割轨迹平顺性和工艺连续性;在满足采煤机连续推进、液压支架支护空间、刮板输送机推移节拍等约束条件下,形成采煤机截割模板在线生成、动态修正与安全下发方法,提高复杂地质条件下采煤机自主截割精度和工作面协同开采水平。
考核标准:(1)形成采煤机自主导航截割与虚实融合规划控制方法1套,可实现采煤机截割轨迹、滚筒高度、煤岩识别和工作面装备状态的融合分析;(2)实现地质信息约束下采煤机位置与滚筒截割高度的虚实映射,在统一空间坐标系和高程基准下,虚拟采煤机位置与实测位置的偏差不大于100 mm,虚拟滚筒截割高度与实测截割高度的偏差不大于50 mm,两项误差同时满足上述要求的采样点占比不低于90%,地质信息在虚拟场景中的映射一致率不低于90%。(3)完成不少于1套仿真或半实物验证平台,支持多刀截割数据回放、虚拟预演和截割模板动态修正验证;(4)发表SCI/EI论文2篇,其中至少包含中科院一区或二区论文1篇,另外论文认定范围为中国科协高质量科技期刊分级目录中被SCI/EI收录的T1期刊论文;(5)申请受理发明专利1项。
12.远距离供液系统超前补偿稳压控制方法研究(一般课题)
研究内容:为支撑远距离集中供液技术发展,提高液压支架供液质量与供液系统可靠性,研究大功率长管路乳化液流体紊动特性,建立高压大流量长管路流体数值模拟计算方法,掌握供液系统动力衰减和响应迟滞的动态特性;研究液压支架与多泵顺序供液系统之间的机液动力学耦合关系,构建液压支架系统动力学模型,分析供液流量补偿响应特性及其对液压支架动作的影响;研究液压支架载荷特性与多执行机构分时用液潜在周期规律,构建基于多模态特征融合的用液需求预测模型,形成远距离供液自适应预测控制方法。
考核指标:(1)建立供液系统长管路紊流特性数值分析方法,形成供液系统长管路动力动态衰减特性表征计算方法1套;(2)形成远距离供液系统超前补偿稳压控制方法1套;(3)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;(4)申请受理发明专利2项。
13.综采工作面粉尘运移机理与喷雾抑尘参数优化研究(一般课题)
研究内容:针对综采工作面割煤、移架、推溜多工序耦合产尘、粉尘无序弥散滞留、传统喷雾抑尘适配性差、局部区域存在治理盲区等问题,开展综采工作面多源粉尘运移机理与喷雾装置参数优化研究。基于多场耦合数值模拟手段,系统探究定向风流约束条件下工作面粉尘运移、扩散、积聚的时空演化规律,阐明风流裹挟、水雾捕集、湿润团聚、重力沉降多机制协同抑尘作用机理。通过多工况仿真模拟,量化分析喷雾布置位置及其核心参数对不同采高、不同作业工序的抑尘响应特性,揭示喷雾参数与粉尘扩散场的匹配关联机制,形成适配复杂综采工况的精准抑尘调控理论与优化方法。
考核指标:(1)构建工作面多场耦合抑尘仿真优化体系;(2)量化广角喷雾装置关键参数对喷雾抑尘性能的作用规律,形成适配不同采高工况的喷雾参数协同优化方案;(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;(3)申请受理发明专利2项。
14.综采工作面全工况时空动态温度预测及风流调控研究(一般课题)
研究内容:针对超千米深井综采工作面作业过程中,受煤机位置与作业强度引发的围岩释热、设备产热、空气湿热耦合积聚的热害难题,开展生产与非生产作业全工作面温度场动态预测研究,构建考虑风流扰动、设备产热与围岩散热耦合的工作面温度场数值预测模型,揭示生产与非生产工况下全工作面温度场的时空演化规律,明确采煤机作业区、回风隅角等关键高温区域的动态热环境特征。在此基础上,进一步探究不同通风参数对工作面热环境的调控作用,阐明不同风流条件下工作面温度场的动态演化规律与热量迁移扩散机制,量化风流参数与关键区域降温效果的作用关系。
考核指标:(1)非生产与生产作业期间,整个工作面温度平均预测误差不大于1℃;(2)量化得到风流关键参数与高温区域降温幅度、热量扩散速率的定量映射关系,明确各调控措施的降温贡献权重;(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;(3)申请受理发明专利2项。
15.基于多智能体强化学习的液压动力系统智能控制(一般课题)
研究内容:揭示多泵并联乳化液泵站压力脉动的非线性动力学机理,构建能够刻画脉动生成、传播与耦合振荡的动力学模型,在此基础上研发面向脉动抑制的多泵协同智能调控方法,突破动态负载耦合下的压力脉动非线性建模、多泵协同策略学习、多时间尺度时序动态建模等核心技术,形成可复制可推广的乳化液泵站智能调控解决方案,将泵站出口压力波动控制在±1 MPa以内。完成(1)多泵并联乳化液泵站压力脉动的非线性动力学建模与关键控制变量辨识研究;(2)基于时序神经网络的压力波动与流量滞后动态特性建模方法研究;(3)以压力波动抑制为核心、兼顾响应速度与设备寿命的奖励函数设计与系统鲁棒性验证研究。
考核指标:(1)完成一套面向多泵并联乳化液泵站压力脉动抑制的智能调控算法代码库,包含仿真环境封装与完整训练流程;(2)泵站出口压力波动控制在±1 MPa以内,系统对负载变化的响应速度满足工作面推进要求;(3)单泵失效时系统压力波动不超过±1.5 MPa,负载突变场景下控制稳定性优于传统方法;(4)论文2篇,至少包含中科院一区或二区1篇;(5)申请受理发明专利2项。
16.考虑物料流动性的散料称量误差溯源及多参数修正模型研究(一般课题)
研究内容:针对煤炭快速定量装车作业中非稳态物料流动条件下散料称量精度不足、稳定性差、适配性弱的行业痛点,聚焦物料流动性核心要素,围绕散料称量的误差溯源、耦合关系、数学模型等开展研究,揭示物料动态流动特性对称量精度的影响机制,构建适配多工况的动态称量数学模型与技术体系。主要研究内容包括(1)大宗散料物料流动性动态量化表征研究,构建适配动态称量场景的散料流动性量化评价指标体系。(2)依托散料流动性量化结果,溯源动态称量系统的误差,重点研究非稳态流动状态下,物料冲击载荷波动、瞬时流量突变、物料堆积形态变化等引发的称量动态偏差。(3)深入揭示物料流动性与动态称量精度的非线性耦合作用机制。(4)基于耦合机理研究成果,优化传统动态称量理论公式,构建融入物料流动性修正因子的多参数耦合动态称量数学模型。。
考核指标:(1)建立1套考虑流动性修正的散料动态称量耦合数学模型;(2)支撑快速定量装车计量准确度由0.5级提升至0.2级;(3)发表论文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。
17.面向重载工况的装车溜槽系统高精度实时控制关键技术研究(一般课题)
研究内容:针对煤炭装车过程中溜槽在重载工况下因执行机构刚度不足、液压系统非线性与响应延迟、控制策略适应性差等因素导致的位置控制精度低、响应速度慢等问题,从溜槽结构优化、液压系统匹配与控制一体化三个层面开展系统研究。研究重载工况下溜槽机械结构的受力变形特性与刚度优化方法,提出适用于装车场景的溜槽执行机构改进方案;研究基于数字液压技术的溜槽驱动液压系统参数匹配与动态响应优化方法,解决传统液压绞车无法精确控制溜槽位置的瓶颈;研究面向重载时变扰动的溜槽位置伺服控制策略,建立前馈补偿与实时反馈校正相结合的复合控制算法;形成一套从执行机构到液压系统到控制算法的溜槽高精度实时控制整体方案,并完成现场应用验证。
考核指标:(1)提出溜槽执行机构刚度优化方案,重载工况下结构变形对定位精度的影响降低不低于30%;(2)提出溜槽驱动液压系统数字化改造与参数匹配方案,液压系统响应时间≤200ms;(3)提出溜槽位置复合控制算法,溜槽摆动角度控制精度达到行业先进水平,伸缩长度控制精度达到行业先进水平;(4)系统整体控制响应时间≤500ms(从指令发出到末端执行到位),满足动态装车实时性要求;(5)形成溜槽高精度实时控制整体技术方案1套,并在现场完成装车工况验证;(6)论文2篇,至少包含中科院二区及以上论文1篇,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;(7)申请受理发明专利2项。
18.多绳摩擦提升机滑绳早期辨识与主动防滑智能控制技术研究(一般课题)
研究内容:针对多绳摩擦提升机目前滑绳保护仅能对已经发生的打滑实现事后被动保护,难以解决滑绳趋势阶段易误触发紧急抱闸或者严重滑绳发生后抱闸制动失效存在坠罐重大隐患的问题,研究多绳摩擦提升机滑绳早期辨识与主动防滑智能控制技术。主要研究内容包括(1)研究提升机启停、加减速、制动全过程轮绳耦合运动特性,提取微弱滑绳先兆特征。(2)研究构建摩擦特性多源参数融合软测量模型,实时在线辨识摩擦系数与防滑安全裕度。(3)研究微滑趋势分级主动抑制控制策略,在滑绳萌芽阶段自适应优化速度曲线、制动油压与电机转矩,不停车消除滑移趋势以保障系统安全性与生产连续性。
考核指标:(1) 早期微滑先兆识别准确率≥95%。(2)实现衬垫摩擦系数在线辨识,辨识误差≤8%,可实时输出动态防滑安全裕度。(3)预判滑绳发展趋势,主动抑制成功率≥90%。(4)发表论文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,发明专利1项。
19.基于工业脑机接口技术的矿井人员身心状态智能预警技术研究(一般课题)
研究内容:面向矿用非侵入式脑机接口技术方向,突破井下防爆强干扰环境下脑血氧(fNIRS)与脑电(EEG)多模态同步采集、身心状态跨模态预测与不安全行为分级预警、小样本条件下多模态脑信号特征对齐与跨个体泛化等核心技术,为矿山安全生产提供理论方法与技术支撑。完成(1)井下典型岗位作业人员生理心理参量多模态感知与演变规律研究;(2)身心状态跨模态预测与不安全行为关联机制研究;(3)面向矿山场景的脑电混合大模型构建。
考核指标:(1)研发fNIRS-EEG多模态非侵入式同步采集系统1套,通过井下环境适应性验证;(2)建立覆盖3类以上典型岗位、不少于150名作业人员的身心状态多模态数据库1套;(3)构建身心状态跨模态预测与不安全行为预警模型,预警准确率≥90%,预警提前时间≥2分钟;(4)发表高水平学术论文2篇(其中中科院二区及以上或中国科协T1期刊论文不少于1篇);(5)申请发明专利1项。
20.气体激光光谱温度、压力畸变机理与光谱修正方法研究(一般课题)
研究内容:激光气体传感器的检测精度普遍受到工作环境温度、压力的显著影响。当前,用于描述温度、压力引发气体激光光谱畸变的物理模型仍有待进一步凝练;现有单独针对温度或压力的简化补偿方案普遍存在精度低、环境适应性差的痛点,尚且缺乏同时耦合温度与压力物理效应的融合补偿算法。针对上述问题,本研究拟构建可精确表征气体激光光谱温度、压力畸变规律的物理模型;研发激光光谱温度、压力同步补偿算法,实现较宽温度、压力范围内对气体特征吸收谱线的高精度补偿修正与气体浓度的精确检测;基于STM32系列单片机完成算法的可行性验证,将成果应用于工业现场运行的气体传感器中。
考核指标:(1)建立一种可以精确表征气体激光光谱温度、压力畸变的物理模型,提供算法研究报告1份;(2)温度补偿范围:-10℃~50℃;压力补偿范围:20KPa~130KPa;以甲烷气体为例,在(2)所述的温度、压力范围内,实现浓度(0~100%CH4)测量误差小于真值的±4%;(3)发表SCI/EI收录的期刊论文2篇,申请理发明专利1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。
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,同时标注“煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室开放基金课题资助(编号)”或英文标注“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:以资助单位为第一法人单位。
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,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,至少1项第一发明人为本实验室固定人员。
4.基于开放基金课题完成的成果,鉴定成果应署:资助单位为该项成果的主要完成单位之一。
5.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。
6.拟立项重点课题8项,申请金额20~100万元;拟立项一般课题10项,申请金额15~20万元。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,请将申报意愿(申报人、单位、题目、申报团队简介)等10月31日前发至下面邮箱,申报书提交截止日期:2026年10月31日。
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,以邮出时间为准)邮寄至:北京市朝阳区煤炭大厦806北京天玛智控科技股份有限公司,王老师,18811500317,邮编100013,并发送申请书电子文件(word和PDF签章版格式)至wangdd@tdmarco.com,邮件主题和电子版申请书请一定注明“申报基金所属方向编码+项目名称+申请人姓名”。