非煤露天矿山安全智能开采重点实验室2024年度重点专项申报指南
作者： 2024/5/10 14:56:06
为了加快攻克非煤露天矿山安全智能开采和露天矿山智能开采全生产链场景建设面临的技术难题，非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室（以下简称“实验室”）拟征求重点专项课题的研发攻关团队。现发布2024年实验室重点专项申报指南。
一、课题指南
实验室开展“非煤露天矿山透明地质关键技术”、“非煤露天矿山智能爆破理论及关键技术”、“非煤露天矿山铲装运排多工序智能协同技术”、“非煤露天矿山安全智能开采综合预警体系”四个方向的研究。本次实验室重点专项课题围绕实验室建设任务中重大难点和紧迫问题。2024年实验室重点专项设置以下研究课题：
（一）基于车载平台的透明地质探测系统研发
1.项目编号： 2024-ZD01
2.研究内容：针对当前矿山爆破作业中岩石的可爆性及透明地质结构的应用需求，研究适用于露天矿山地质结构探测及数据快速采集的精准爆破超深地质雷达探测系统，实现该深度条件下地质结构的快速精准探测。
基于车载平台，集成精准爆破超深地质雷达探测系统，测距及定位系统、机械臂及同步采集系统，设备控制系统等，实现低频超深地质雷达的有效安全挂载以及矿山工作环境的智能化无人探测作业，远程仪器操作和辅助操作人员数量不超过2人；研发探测数据实时传输模块，实现地质雷达探测数据、全球卫星定位/北斗定位数据及视频数据远程实时传输。
基于透明地质探测数据构建矿区地质三维模型平台，并与爆破设计软件互联互通。
3.考核指标：
（1）雷达探测深度不低于25m；有效作业速度不低于20km/h；可探测岩性变化和五类地质构造（包括断层、节理、软硬岩分界面、夹层、溶洞），可智能识别处理探测数据，快速构建三维地质模型，实现岩石可爆性评价及展示，基于该平台，与爆破设计软件互联互通，指导和优化爆破方案。
（2）交付搭载透明地质探测系统的探测车一套。
（3）项目授权发明专利不少于1项；申请软件著作权不少于1项，发表高水平论文不少于1篇。（4）选择不少于3个示范点成功开展示范应用。
4.关键词：车载平台、透明地质、雷达探测、三维模型
5.有关说明：拟支持项目数1项，执行年限1年，计划资助不超过700万元。
（二）露天矿山开采全工序数字孪生集控平台
1.项目编号： 2024-ZD02
2.研究内容：建立露天矿山智能开采全工序管控系统（包括但不限于：建立信息基础设施、开采全要素实时定位与运行状态监控系统，涵盖智能穿爆作业、无人化智能采运排作业，实现智能辅助生产与开采安全隐患预警），实现数据高效传输和共享，具备大数据自动分析能力；实现所有智能装备实时在线监控和远程故障诊断，具备同一平台下的远程人工接管和遥控作业；依托AI模型辅助与云计算等技术，使开采全工序具备初步的自学习和自决策能力；集成以上技术，构建露天矿山开采全工序数字孪生体，搭建综合管控平台，最终实现矿山作业现场少人和无人的本质安全矿山。
3.考核指标：
（1）实现管控平台作为“智能矿山中控大脑”的开采全工序信息融合和高效共享功能，具备数据自动统计功能，装备虚拟在线，使开采全工序具备初步的自学习和自决策能力。实现所有智能装备实时监控、在线故障自检和同一平台下的远程接管、遥控作业。
（2）项目申请发明专利2项（进入实际受理阶段）；申请软件著作权2项，发表科技论文2篇。（3）在广东肇庆大排矿示范点进行正常应用。
4.关键词：开采全工序数字孪生体、自学习和自决策、管控平台
5.有关说明：拟支持项目数1项，执行年限1年，计划资助不超过100万元。
（三）潜孔钻机自适应岩性穿孔研究及岩石能量体模型建立
1.项目编号： 2024-ZD03
2.研究内容：实时精确采集钻机的随钻参数，建立随钻参数和岩石强度和构造信息的对应关系，使潜孔钻机能够自适应岩性调整工作参数进行智能穿孔。深入挖掘随钻参数，结合透明地质探测车成果，建立随深度不断变化的岩石能量体模型，完成能量体模型与智能爆破设计软件的互联互通；基于炮孔钻进过程数据，判定矿种与品位，指导采矿和配矿工作的技术研究。
3.考核指标：
（1）钻机能够自适应岩性和构造调整工作状态，智能优化钻机效率、能量及钻具消耗等。随钻智能识别岩性、构造、矿种与品位，建立随深度不断变化的爆破岩石能量体模型和采矿地质模型，达到实际指导爆破和采矿的要求。
（2）项目授权发明专利2项；申请软件著作权2项，发表科技论文2篇。
（3）在广东肇庆、新疆等示范点进行应用，达到实际指导爆破和采矿工程的作用。
4.关键词：潜孔钻机、岩性自适应、随钻识别岩性、能量体模型、地质模型
5.有关说明：拟支持项目数1项，执行年限2年，计划资助不超过80万元。
（四）基于大模型的行为决策算法
1.项目编号： 2024-ZD04
2.研究内容：
针对当前矿山自动驾驶场景提升自动驾驶矿车在复杂环境中的行驶决策能力的需求，以当前积累的大量的矿车行驶数据为基础，研究基于大模型（包括但不限与语言大模型LLM、视觉语言动作大模型VLAM等）的自动驾驶行为决策算法，从而极大提升自动驾驶矿车的智能性以及应对复杂场景的能力。
基于大模型的行为决策算法主要包括：模型选择，数据预处理、特征提取以及模型优化等几个方面。在大模型的选择上，选择具有较强的学习能力和泛化能力的模型，以适应不同的驾驶场景和变化。基于当前积累的车辆行驶数据，通过大模型对行驶数据数据（车辆的各种传感器数据、地图数据、交通信号数据等）进行挖掘和学习，提取出有价值的驾驶模式和规律，为行为决策算法提供重要依据；另外需要对大模型的性能进行评估，包括其准确性、响应速度、可靠性等方面，并对其进行持续优化。
基于大模型的行为决策算法，从海量的行驶数据中提炼出有价值的信息，借助驾驶常识的导入，显著提升驾驶行为智能性，为矿山行业带来更高的生产效率和安全性。
3.考核指标：
（1）基于语言大模型等的行为决策代码、技术方案文档、以及相应的实车测试报告1篇；
（2）大模型的训练数据、测试数据、以及相应的测试报告1篇；
（3）项目申请发明专利不少于1项，发表高水平论文不少于1篇。
模型指标需要满足以下要求：
准确性：要求模型预测结果与真实数据之间的接近程度>90%；
泛化能力：能够高效应对当前90%以上矿山自动驾驶场景；
计算效率：计算耗时小于50ms；
可解释性：具备可解释性。
4.关键词：大模型、LLM、特征提取、数据挖掘。
5.有关说明：拟支持项目数1项，执行年限1年，计划资助80万元左右。
（五）弱网环境超大规模高效混编调度系统研究及应用
1.项目编号： 2024-ZD05
2.研究内容：
针对矿山生产中不可避免的网络覆盖死角以及局部网络中断的作业场景，研究适用于弱网或局部无网环境的有人无人驾驶混编调度系统，实现弱网局部无网情况下的高效不间断生产作业。
基于分布式调度架构，通过降低大规模场景下的调度计算复杂度，实现支持单矿1000+台车的实时均衡调度。
基于对有人驾驶与无人驾驶行为的对比分析，研究有人驾驶与无人驾驶混行、混编状态下的局调度算法，用一套算法和系统支撑全矿维度的混编最优调度。
基于生产效益最优的生产调度、运力调度、交通调度多层次调度体系，实现生产工艺最优、运力匹配最优、交通流量最优的全局效益最优调度系统。
3.考核指标：
（1）在上下行带宽不超过100Kb/s，时延5s以内；或存在500m以内网络盲区的弱网局部无网环境下调度系统能够正常运行，作业不中断；
（2）以不超过4个计算节点支撑单矿1000+台车的实时均衡调度；
（3）混编调度的矿卡作业效率不低于人工卡调的110%；
（4）项目申请发明专利不少于1项，发表高水平论文不少于1篇；
（5）选择不少于2个示范点成功开展示范应用。
4.关键词：混编调度、弱网环境、超大规模车队调度、生产效益最优调度。
5.有关说明：拟支持项目数1项，执行年限1年，计划资助80万元左右。
二、研发要求
在规定期限内按照研究内容和相关指标完成项目研发任务，最终产品具备研发项目要求的功能，达到研发考核指标和研发合同要求。
三、申报人要求
（一）申报人应为中华人民共和国境内公民，自然人，具有完全的民事行为能力，身体健康，具有足够完成项目研究开发等工作所需的时间和精力。
（二）申报人应具有良好诚信，无法律和债务纠纷。
（三）申报人应具有本项目的研发及实现本项目产业化的能力和经验。
（四）申报人应具有承担相关技术攻关项目的经验。
四、申报文件的递交
（一）申报人根据重点专项课题申报指南，自行选择研究课题，根据课题研究内容等填写《非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室课题申请书》，原件1式2份。课题申请书经所在单位签署意见并加盖公章后，提交申请书电子版和邮寄纸质版申请书，电子版发送至实验室邮箱（FMLTZNKC_lab@163.com），纸质版邮寄至：湖南省长沙市芙蓉区八一路壹号座品A座20楼，重点实验室，刘文汇收，电话13973288505，邮编：410000。申请书文件命名格式：项目编号+申请人+申报题目。《科研计划任务书》电子版应与课题申请书同时提交做为评选依据，经审核确认后再打印签章。相关附件可在宏大爆破官网（http://www.hdgcjt.com）下载或联系刘文汇获取。
（二）2024年的课题正式发布时间为2024年5月15日，申请受理的时间为2024年5月15日至2024年5月30日（以实验室邮箱收到的签字盖章后的课题申请书扫描件电子版的时间为准，逾期不予受理）。6月10日前组织专家评审，6月15日前完成课题任务书和合同书的签定。
（三）联系人：
刘文汇，手机：13973288505，邮箱：574434324@qq.com。
（四）通信地址：通信地址：湖南省长沙市芙蓉区八一路壹号座品A座20楼，重点实验室，邮编：410000。
五、评选时间和地点
（一）评选时间：2024年6月5日9时30分（北京时间）。
（二）评选地点：湖南省长沙市芙蓉区八一路壹号座品A座20楼宏大爆破。
（三）按照“公平公正、择优支持”的原则，实验室组织专家（优先选择学术委员会专家）对上报的科研任务申请书和科研计划任务书进行评审，多人申请同一研究课题的择优选取。
（四）应邀请所有申报人届时参加项目的评选会。
六、其它事项
（一）获得资助的申请者应根据评审意见及时填写合同书，由实验室主任复核后正式列为实验室重点专项课题。
（二）研究计划一经确定，必须认真执行，须按要求按期向实验室提交年度进展、结题报告和研究成果。如需变更，需提前3个月提交书面申请，经实验室学术委员会同意和实验室主任批准后方可执行。本实验室根据进展情况有权终止资助进展不佳的研究课题。
（三）项目取得成果的第一完成人原则上由本实验室提名，有关科研项目的详细事项在科研合同中约定。
（四）课题研究所获得的成果由实验室和申请者及其所在单位共享，论文署名须以实验室（Key Laboratory of Safety Intelligent Mining in Non-coal Open-pit Mines, National Mine safety Administration）为第一单位。无标注实验室单位名称的成果不计入课题成果数量。具体中文署名为：非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室，广东广州，510000；英文署名为：Key Laboratory of Safety Intelligent Mining in Non-coal Open-pit Mines, National Mine safety Administration , Guangdong Guangzhou, 510000。
受实验室基金资助的其它成果均要标明非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室重点专项课题（编号：2024-ZD**）资助，具体英文标注为：Supported by State Key Laboratory of Safety Intelligent Mining in Non-coal Open-pit Mines, National Mine Safety Administration (Grant No. 2024-ZD**) 。
（五）本指南由非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室负责解释
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