攻关项目名称

基于多模态生成式技术的煤矿安全大模型研究项目

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

利用AI大模型提升集团公司煤矿安全管理水平，需要破解的技术难题是解决煤矿 生产过程中大量的非结构化资料的数字化解析、内容提取， 同时从运维及安全业务操 作上，根据业务逻辑进行不同大模型能力的编排，需要考虑大语言、时序、 VL等多种 技术的结合，构建对应的关联逻辑，符合实际巡检维护的要求。需要研究攻关的内容 是建立智能化的生产、运营服务能力，提升煤炭生产的运维效率，提升安全预警能力； 建立体系化的集团知识管理能力：需要针对煤矿安全体系进行知识归集，把分散的知 识进行统一管理，同时进行知识萃取，非结构性的文件提取结构信息；建立统一的GPU 智算资源供给能力，需要进行算力池化，提升算力的使用效率。

基于多模态生成式技术的煤矿安全大模型研究项目主要研究三项技术：

一是研究运维大脑：着眼于提升冀中能源5个矿区，20个矿井，2000+运维/巡检 人员的工作效率，提升设备可用率。聚焦功能为：研判 - 综合多源数据，对设备状 态进行综合研判；派工 - 主动生成运维和巡检工作任务；参谋 - 巡检过程随时问答， 检查提醒；报告 – 生成巡检报告，记录处置细节。

二是研究安全天眼：着眼于提升各矿井上千个井下各类传感器和视频的实时综合 态势研判。聚焦功能为：视频 – 对井下、井口视频中的状况进行实时描述并进行异 常预警；传感 – 结合瓦斯、结构、通风、水位、人员定位等系统数据，对安全态势 综合研判；预案 – 发生突发情况时，快速启动预案。

三是研究指标参数，运维大脑从设备数据研判、运维派工、现场指导、报告生成 进行功能与指标参数的设定，初步试点为皮带、通风及动力系统。安全天眼从传感器 数据研判，视频数据研判，安全预案生成、激活等进行设定，覆盖现有集团试点数据 源。

通过实施煤矿安全AI大模型项目，集团公司可以提升自身的安全生产管理水平， 形成独特的竞争优势。安全生产是企业可持续发展的基础， AI大模型的应用有助于创 建更加安全的工作环境，同时也有利于节能减排，推动企业绿色转型。该项目不仅有 助于提升单个企业的管理水平，还将带动整个行业的技术进步，加速煤炭产业的智能 化改造升级。

攻关项目名称

基于chatBI多维数据分析技术的财务大模型研究项目

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

本项目需要破解的技术难题是需要深入理解财务合规中大量的分析及洞察逻辑，将相关业务指标与大模型进行能力结合，根据不同数据的情况进行财务及合规的风险预测及决策辅助，同时对于问数及问答过程中需要考虑大量的问答测评对，规范化prompt提示词，保证结果反馈的合理性和准确性。需要攻关的内容是建立智能化的生产、运营服务能力，需要考虑如何提升集团对业务的穿透式管理能力，提升业务洞察能力；建立体系化的集团知识管理能力：需要针对财务合规体系进行知识归集，把分散的知识进行统一管理，同时进行知识萃取，非结构性的文件提取结构信息；建立统一的GPU智算资源供给能力，需要进行算力池化，提升算力的使用效率。

基于chatBI多维数据分析技术的财务大模型研究项目主要研究三项技术：

一是研究合规助手：着眼于提供20万份合同的合规性检查能力，标准化合同的生成，和复杂交易的风险预判能力。包括条款检查：对合同条款进行标准化合规检查；合同生成：对常见交易进行标准化合同生成；风险预判：对合同的风险（责任，赔偿，回款，合规等）进行综合判定、提示。

二是研究财务分析：着眼于冀中能源数据中台的财务数据，提供一站式的查询、分析、指标预警平台。包括数据查询：利用ChatBI功能，自动化生成分析报表，提升研判效率；经营分析：利用指标结构关联，对经营分析结果提供根因分析；指标预警：对各个指标进行自动化预警和重要性研判。

三是研究指标参数：包括合规助手从合同条款检查、制式合同生成、合同风险评估进行功能与指标参数的设定和财务分析从智能问数、根因分析、指标预警等进行设定，覆盖现有集团试点数据源如营销、生产、运营。

通过实施基于chatBI多维数据分析技术的财务大模型研究项目，集团公司可以实现业财深度融合，提高企业运营效率和智能化决策分析能力，包括目标预测、成本分析和投资计划管理等，利用大模型和高级分析技术，实现更精准的预算定额预测和成本控制；同时有助于更新财务管理理念，认识成本财务管理的重要性，并加强内部控制和风险管理，通过智能化技术减少财务管理工作中的重复性任务，提高财务数据的准确性和处理速度，从而提升整个财务管理的效率和效果，以提高企业的盈利能力和竞争力。

攻关项目名称

废钢加工基地AI验质技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

一、主要解决问题：

１、废钢品类的精准识别：废钢来源广泛且复杂多样，如何利用AI技术准确识别废钢的品类是提高验质准确性的关键。

２、废钢质量等级的智能划分：由于人工验质主观性太强而且效率低下，AI验质需要解决如何智能划分质量等级，为废钢的合理定价和高效利用提供有力依据。

３、验质数据的融合与模型优化：废钢AI验质涉及图像数据、重量数据等多种数据来源，如何将这些数据进行有效融合并通过优化AI模型提高验质的准确性和稳定性也有待解决。

二、研究内容：

1、图像采集与数据整理：安装图像采集设备、收集废钢样本数据、数据标注与整理；

２、模型训练与优化：选择合适的算法和模型、模型训练与优化；

３、系统集成与测试：废钢AI验质系统整体架构设计、将训练好的模型集成到验质系统中，对系统进行全面测试。

４、部署与应用：根据实际环境选择合适的部署方式比如云部署，对相关人员进行系统培训并且不断优化与改进系统。

三、关键技术指标：

1、图像识别精度：能够准确识别出各种废钢类型，如重废、中废、轻废等，对不同形状、尺寸的废钢进行区分；精确测量废钢的长度、宽度、高度等尺寸参数。

2、杂质识别能力：能够有效地识别废钢中夹杂的泥土、塑料、橡胶、放射源等杂质，杂质识别准确率应尽可能高，以确保废钢的质量符合要求。

3、数据处理速度：需具备数据实时处理能力和数据存储与管理能力，能够对大量的废钢图像和数据进行实时处理，确保验质过程的高效性。能够对大量的废钢验质数据进行存储、查询和分析以建立完善的数据管理系统，确保数据的安全性和可靠性，对数据进行深入分析也可以为企业的生产决策提供有力支持，帮助企业优化废钢采购和加工策略。

4、系统稳定性和可靠性：废钢验质所在环境比较复杂，我们必须保证我们的设备和系统具备良好的抗干扰能力，能够及时检测和诊断系统故障并做到及时修复。

5、可视化技术：我们的系统必须方便用户使用而且能够将验质结果以图像、图表、报表这些可视化的方式展示给用户。

攻关项目名称

基于调浆闭环控制逻辑的煤泥水系统智能化技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况： （1000字内）  主要解决问题：

（1） 目前东庞矿洗煤厂浮选加药采用的是人工加药， 依靠工人观察浮选 机泡沫情况，结合浮选精煤灰分化验结果，手动调节浮选药剂加药阀门   开度，浮选药剂消耗居高不下，浮选效果也尚未达到最佳。

（2） 东庞选煤厂目前浮选入料中-0.045mm粒级含量高， 属于极微细型煤 泥，药剂消耗居高不下，另一方面， +0.045mm粒级含有少量合格精煤产 品。

（3） 东庞选煤厂煤泥中含有大量30微米以下粘土类细泥， 此类细泥极难 沉降，浓缩沉降药剂消耗居高不下。

研究内容：

（1） 煤泥工业性质与水质分析

（2） 浮选药剂制度与操作参数优化

（3） 煤泥浮选系统工艺优化

（4） 复杂因素作用下煤泥沉降速度模型与浓缩沉降系统优化

（5） 煤泥调浆参数、调浆指标、浮选指标关系模型建立

（6） 煤泥浮选指标影响因素综合权重分析

（7） 浮选智能加药策略设计及系统研发

关键技术指标：

浮选精煤产率提高3%以上， 浮选药耗至少降低3%， 浓缩沉降药耗降 低1%。

攻关项目名称

智慧煤场管控系统研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

主要解决问题:1.磅房中车辆信息与现场位置信息无法实时共享的问题。2.拉运车 辆在多煤种的煤棚内错装混装问题。3.实现对进厂车辆位置、轨迹的有效管理， 以及 在混装煤棚中对装车行为进行实时监控及异常报警。4.人工验证客户装车单，并且无 法与门禁、磅房进行数据互通。5.销售、库存、车辆数量、结算等数据整合与共享程 度低，数据流转速度缓慢，产生数据孤岛，无法进行发运量的调整。

研究内容:1.硬件设施建设：精煤棚建设精准定位系统，棚内作业的铲车安装定位 标识装置；厂区内煤棚及运装区加装车牌识别门禁道闸系统，用来进行区域权限管理； 为棚内作业铲车加装声光报警器，实现越界提醒、超限报警等功能；在地磅房加装自 动发卡机，为进厂货运车辆发放定位卡，进行厂区煤棚外精准定位，轨迹记录；安装 AI摄像头。用于识别车辆是否空车。与道闸联动允许厂内进满载盘煤车辆进入， 允许 盘煤车空车出棚。2.软件系统建设：软件系统建设包括实时显示功能、实时定位/追 踪、历史轨迹查询、电子围栏、风险预警、车辆聚集风险检测系统、统计分析功能、 视频监控联动、最终位置查询、对接电子地磅系统、对接定量给煤系统、对接无人值 守系统。

关键技术指标：1.实现室外区域定位精度5米以内，在精煤棚的装载作业车辆定位 精度亚米级，从而对其进行精准管理，使其在规定时间内只能在指定煤堆进行作业。2.实现与门禁道闸、无人值守磅房、煤场、定量给煤、智能采制化等系统联动， 实现 数据共享、道闸远控，形成智能管控网络。

攻关项目名称

急倾斜近距离厚煤层群组水平分段放顶煤安全高 效开采及防灭火技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：（1000字内）

主要解决：急倾斜煤层群开采实际操作难题、水平分段段高和矸石放出 难题、工作面顶板冒落后导通地面发生抽冒难题、工作面顶板冒落后导通浅 部遗煤自燃难题。

研究内容：1、摸索急倾斜近距离厚煤层群组水平分段联合开采方法，确 定巷道布置方式、开采工艺（包括落煤、间隔岩层及顶煤预裂和阶段高度等）， 优化急倾斜煤层群组联合回采工艺；2、基于急倾斜近距离煤层群组联合开采 方法，研究间隔岩层破断冒落与顶煤放 出规律的时空特征，探索煤层群间隔 岩层弱化关键技术，确定顶煤放煤-控岩协同开采技术；3、分析急倾斜近距 离煤层群组水平分段综放联合开采围岩破坏、裂隙扩展延伸 及抽冒规律，确 定矿井裂隙贯通位置，准确预测抽冒，基本确定采空区漏风范围；4、基于工 作面开采条件及采空区漏风规律，确定煤自燃发火预判的温度和气体 临界指 标，提出急倾斜近距离煤层群组联合开采工作面防灭火技术。

关键技术指标：1、提出急倾斜近距离煤层群组联合开采创新方法，优化 设计工作面巷道系统布置与回采工艺参数，提出顶煤放煤-控岩协同开采技 术，实现提高顶煤冒放性，煤层间夹矸垮落得到有效控制；2、确定联合开采 工作面围岩运动规律与裂隙发育扩展特征，准确预测抽冒，划分出急倾斜近 距离煤层群综放工作面开采波及的自燃危险区域，提出水平分段综放工作面 遗煤自燃综合防控技术，杜绝采空区自燃发火；3、形成急倾斜近距离煤层群 组水平分段安全高效开采技术体系，实现工作面原煤单产每月5万吨以上，合 理确定段高，采出率达到83%以上。

攻关项目名称

陶瓷颗粒增强铸造槽帮耐磨技术的研究与应用

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

主要解决问题：铸造槽帮作为刮板输送机主体构件中部槽的重要组成部分，在煤矿井下恶 劣的工况条件下，会受到煤块、矸石、刮板链等滑行导致的磨损失效，在减少刮板输送机使用 寿命的同时，还会发生跳链、断链等事故。为提高铸造槽帮的耐磨性能，煤机生产企业尝试了 局部堆焊耐磨、添加合金元素、喷涂等多种方法，也未能得到理想的耐磨铸造槽帮。如何在保 证良好加工性和韧性前提下，大幅改善铸造槽帮的耐磨性，成为煤机行业亟待解决的技术难题。

目前，陶瓷颗粒增强钢铁基复合材料已经应用于矿山、冶金等行业，如锤头、衬板、磨球、 磨辊等，它们通过将高硬度的陶瓷颗粒局部复合在零件的工作表面，既能提高零件的耐磨性能， 又能保证其整体韧性。为此，我们提出将陶瓷颗粒增强铸造槽帮耐磨技术应用到铸造槽帮上。 该项目不仅能大幅提高中部槽的耐磨性能和使用寿命，还能减少煤矿井下事故的发生，为建设 高产高效矿井具有重要意义。

主要研究内容：该项目提出了一种煤矿运输设备刮板输送机用耐磨损铸造槽帮的工艺制备 方法。所运用的陶瓷颗粒增强铸造槽帮耐磨技术是将陶瓷颗粒与粘结剂混合，使粘结剂均匀地 包裹在陶瓷颗粒表面；将混合物填充到模具中，待粘结剂凝固后获得陶瓷预制体；将预制体固 定于槽帮模型内指定位置，合模后浇注金属液，金属液铸渗预制体，得到耐磨性能优良的金属 陶瓷复合槽帮。

由于陶瓷颗粒与槽帮铸钢基体的润湿性很差，导致界面结合力差，陶瓷颗粒容易脱落；且 由于铸钢熔点高，制作的陶瓷颗粒合金钢基复合槽帮会存在陶瓷颗粒分布均匀性差，复合材料 性能不稳定等难题。为此，该项目主要研究以下内容：

（1）金属陶瓷复合槽帮熔铸工艺的制定；

（2）使陶瓷材料均匀分布在槽帮钢指定位置，满足复合材料性能要求；

（3）能使复合材料界面效应或复合效果充分发挥；

（4）能够充分发挥陶瓷材料对槽帮基体金属的增强、增韧效果；

（5）设备投资少，可操作性强，便于实现批量生产；

（6）能制造出接近最终形状、尺寸和结构的产品，减少或避免多余的加工工序。

关键技术指标：通过系统深入地研究金属陶瓷复合材料槽帮，不仅能有效提升刮板输送机 的耐磨性能，还能降低了国内煤炭生产企业的制造成本。该项目能推动刮板输送机类产品向高 端化、高可靠性方向发展，在保证企业经济效益的同时，确保煤矿工作面能安全高效的工作。 产品推广应用后过煤量能提升1.5倍以上，每年销售收入增加500万元以上，具有广阔的发展前 景。

攻关项目名称

极坚硬半煤岩巷道快速掘进技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

大淑村矿4 #煤层工作面作为保护层，巷道摸煤层顶板掘进，顶、底板岩石坚硬 （顶板为石灰岩，底板为细粒砂岩）。制约快速掘进的原因主要两个方面：一是打炮 眼时间过长，4 #煤层掘进断面规格一般为4m×2.5m矩形巷道，除煤眼外，岩石上布 置的炮眼个数基本在30个左右，目前使用的钻眼设备为传统气腿式凿岩机，平均每施 工一个炮眼在8分钟左右，共计需耗时4小时，时间过长。二是爆破后对顶板支护时需 先破顶板石灰岩，然后使用锚杆钻机钻眼，支护时间过长。另外目前用于煤矿的钻装 机体积大，要求巷道规格大，不适应于小断面坚硬围岩半煤巷掘进。传统掘进机不能 有效的对该层位岩石截割破碎，达不到快速机掘的目的，目前仍是采用爆破方式进行 掘进，挖掘式装载机出煤、岩， 顶板支护使用风动锚杆钻机钻眼打设锚杆、锚索。以 目前为例，4 #煤层掘进工作面，单炮进尺1.5至1.7米，平均日进在4米左右，按90% 生产完成率单月进尺在105米左右,单进水平较低，制约保护层工作面掘进。

期待实现快速机械化破岩及支护的新设备，引进一种能够轻松破岩硬度8.5以上 的小型机械化风动锚杆钻机设备进行顶板支护、能够轻松破岩硬度13.5以上的快速机 械化施工炮眼设备或能破硬岩的掘锚一体机。设备不宜太大，操作简单，以减少职工 搬运强度，提高坚硬半煤巷巷道的爆破打眼、支护速度，从而提高掘进速度。

以大淑村矿本年度174400掘进工作面掘进情况来看，平均单炮进尺1.5米，每天 三个循环，日进4.5米，如果能实现单炮进尺2.0米以上，全月总进尺能多出45米，以 一个掘进工作面平均1000米掘进任务来说，能够提前一至两个月贯通，加快了掘进速 度，保证了矿井工作面的正常衔接，同时减少掘进工作中带来的风险。

攻关项目名称

高水压极薄隔水层下组煤安全开采技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

一、需要解决问题：

1、井田地质构造复杂，如何准确探查地质构造？

井田内地质构造复杂， 目前下组煤首采区对应上覆1#煤层区域大于5m的断层16 条，断层最大落差26米，陷落柱1个。准确探查大于5米断层和20米范围的陷落 柱。

2、下组煤顶板有三层太灰含水层，如何治理？

下组煤顶板充水含水层主要有太原组K4、K3、K2三层灰岩含水层。含水层静储 量大，帷幕注浆后，疏放水量大，工期长，对采掘影响大。

3、下组煤隔水层平均厚度23m，地质构造复杂，区域治理效果可靠评价手 段。

二、研究内容：

1、下组煤带压开采可行性评价；

2、下组煤顶板含水层的改造方案技术研究；

3、下组煤含水层注浆改造方案技术研究。

三、关键技术：地面定向钻进并注浆治理技术路线进行底板区域治理，增 大下组煤煤层与奥灰含水层之间隔水层厚度，重点是构造复杂带的底板注浆加 固。

攻关项目名称

智能化充填防控底板突水技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

邢东矿开采二叠系山西组2#煤，煤层平均厚度4.29m，最大采深1200m，奥灰 水压13MPa。通过充填开采抑制工作面推采过程中的底板扰动，从而降低突水几 率。其今后几年将逐步回收断层煤柱和深部煤炭资源，急需通过研究智能化充填 防控底板突水技术，保障安全开采。

主要解决问题：

1.针对充填工作面突水危险性评价没有定量的技术分析理论支撑。2.对井下充填工艺进一步优化。

研究内容：

1.研究工作面宽度、煤层产状、回采速度、充填率、充填材料、地质构造、 奥灰水压这些影响因子权重及程度。

2.复杂条件下，顶板离层注浆充填与工作面充填开采的可行性研究。

3.实测充填工作面与常规工作面底板破坏深度，对比研究不同开采方式下底 板采动裂隙发育规律与扰动范围，进而通过智能化充填开采试验，为后续矿井安 全开采提出基于充填开采的防治水方案。

关键技术指标：

根据实际试验数据，形成基于矸石充填开采针对不同地质条件下水害防治技 术标准。完成项目鉴定，申报省部级科技奖1项。

项目时间节点：2024年——2026年3月

攻关项目名称

空-地机器人探地数据采算中心

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

解决问题

解决传统物探方法在深部场景下解释精度不高、设备分辨率不足、探测深度  不够，因此，研发适合于深部煤层开采的探查技术，具有十分重大的现实意义。 地-空电磁技术适用于地形环境复杂区域,具有探测范围广、深度大、效率高等特  点。攻克地-空电磁技术在探测深度及智能化数据采算等方面的适应局限性问题。

研究内容

1.  开发适用于深部探测的空-地设备

改进设备发射系统及接收单元， 增加发射频率， 增大发射功率， 增强接收线 圈灵敏度， 提高地空电磁设备在深部探测场景下的分辨率。研制高分辨率无人机 航空瞬变电磁系统及空-地机器人时频电磁探地系统。

2.建立空-地机器人多场景智能化数据采算中心

地质建模，构建多地层、多构造地质模型，为数据分析提供地质依据；

对探测海量数据系统分析， 类比不同数据变化趋势、不同曲线特征，快速准 确进行异常判定；

数据即时自动化处理，三维立体展示成果，准确判定水害空间位置和形态；

采算中心-施工现场实时互动， 及时对问题数据进行复测， 指导下一步施工， 对重点区域进行二次验证。

关键技术

1.针对时频域信号同步检测时， 传感器带宽与灵敏度无法兼顾问题， 提出基 于磁芯-空心弱耦合技术的传感系统，实现宽频高灵敏信号的检测；

2.针对地空电磁时频域发射时序分立、联合发射时能量减弱问题，   设计基于 频率调制技术的双极性伪随机复合编码序列，最终实现时频同步激励；

3.改进无人机控制系统， 实现自适应巡航， 自动避开障碍物， 随地形起伏智 能航行；

4.增加深部发射频段及多频段数据采集；

技术指标

AD采样速率：156kHz

发射功率：100kW

频率范围：1Hz-20480Hz

动态范围：130dB

发射序列：双极性伪随机波 探测深度达1000m以上

攻关项目名称

矿井水害微震多属性全时空智能预警技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

 主要解决问题：

针对目前在带压开采底板突水预测中，微震监测信息处理智能化不高、导水通道 监测三维可视化信息不全和突水风险预警难等亟待解决的问题，采用微震监测、深度 学习等技术，建立矿井微震信息自动一体化处理及水害智能预警技术体系与系统。

研究内容：

1.微震数据实时监测与自动处理技术。基于人工智能领域技术手段，搭建深度学 习模型，完成微震数据高精度处理与自动识别，实现微震事件实时、快速定位。

2.微震事件物理参数与特征属性分析。研究矿井水害微震震源参数特征规律，确 定属性参数与突水风险因素之间的关系。

3.基于微震监测的地应力反演与裂隙解释。根据微震信号反演地下应力场分布与 动态变化，实现裂隙三维成像。

4.矿井水害微震多属性智能预警方法。综合利用微震信号波形、微震事件时空特 征、微震事件物理属性等信息，构建基于深度学习的微震多属性底板突水全时空预测 体系，实现矿井突水风险的自动预警。

交付形式：

1.一套微震智能预警系统软件及源代码；

2.一套切实可行的矿井水害微震多属性动态监测预警参数（组）及预警体系；3.申请发明专利2-3件、软件著作权2-3项、发表核心论文2-3篇。

关键技术指标：

1.空间定位精度：震源反演定位算法不少于3种，空间定位误差小于10m。

2.监测单元GIS详细展示：事件展示误差率不超过5%，各功能加载时间不超过5秒。3.微震阵列布置与优化：阵列布置误差不超过1°, 优化算法效率提升30%。

4.实时监测与策略选择：实时数据延迟不超过1秒，策略切换响应时间不超过2秒。5.微震属性预警：融合微震属性预警算法不少于3种，确保预警准确率不低于90%。 

技术攻关时限：2024年8月至2026年12月

攻关项目名称

震-电-压多场耦合监测水害预警技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况： 

 主要解决问题：

微震电法耦合方法可对采动破坏过程中形成的突水通道、水源位置及运移过程等水害要素 进行精准捕捉。在实施过程中存在微震、电法、矿压耦合水害分析技术缺乏及软硬件设备不成 熟，尤其需要考虑其集成性、稳定性；采空区后方及工作面底板电法监测、电法算法研究等问 题。尚未形成震-电-压多参数耦合作用下的矿井水害预警体系，多要素水害监测预警精度有待 提高。

研究内容：

1.利用采掘工作面、系统巷道部署的高灵敏度微震监测系统，对全矿井震动信号进行分类 识别与分析，形成“全矿井-全时空”突水风险微震监测预警技术。

2.依据现场微震、电法、矿压实测数据，厘清矿井水害孕育发生过程震波场、地电场与应 力场、渗流场等多场耦合机理，构建微震信号、地电参量与矿压观测数据的数学耦合模型，形 成震-电-压多场耦合监测水害预警技术。

3.建立微震-电法-矿压耦合监测水害预警系统，构建微震-电法-矿压监测数据库，确定矿   井水害发生多场耦合响应规律及预警阈值，融合目标矿区地质构造条件，运用人工智能大数据、 深度学习等算法，实现多场耦合作用下的矿井水害动态智能监测预警。

关键技术指标：

1.系统对现场反应预报准确率不低于90%；

2.构建微震与电法耦合监测系统，包括数据采集系统硬件集成与解释软件；3.研究成果可纳入“河北省煤矿水害风险监测预警系统”。

攻关项目名称

基于井中分布式声传感光纤的DAS精细成像技术研究

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

解决问题

深部开采存在高地应力、高地温、高渗透压等特殊地质环境， 煤系地层隐伏构造 的探测和研究成为地质工程领域研究的重点。深部隐伏构造探查不足之处有两个方 面，一是相较于浅部，构造探查理论存在一定局限性，二是物探仪器精度达不到需求， 不能准确反映构造在微弱活动情况下的规律。基于分布式光纤声传感（DAS）技术搭 建煤矿“注浆分支孔+巷道”观测系统，对目标区域地质构造进行精细成像，高精度 解释地质异常。

研究内容

1.煤矿“注浆分支孔+巷道”DAS光纤监测系统布置。研究复杂地质条件下的光 缆布置技术。研发适应煤矿钻孔内光缆的下放工艺和布置方法，确保光缆的稳定与耦 合效果，实现数据的高质量采集。优化观测网络。优化DAS观测网络布局，减少探测 盲区，提升成像质量。

2.研发一套小型化便携震源，适用于煤矿井下DSA系统成像。

3.构建适用于煤矿DAS高分辨率成像技术体系。对原始数据进行预处理，提高数 据质量。开发适用于煤矿地质构造探测的高精度成像算法，实现地质异常精细成像和 解释。

关键技术指标

1.构建适合煤矿的DAS高分辨率构造探测成像技术体系。

2.解释落差大于5m的断层、直径大于10m的陷落柱，准确率达80%以上。3.有效探测距离大于100m。

攻关项目名称

裂隙岩体声波传播机制及小构造智能精细反演方法

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况： 

主要解决问题：

本项目针对波在地层中传播及衰减规律不明， 小构造探查定位的难题， 提出小构 造智能精细反演方法， 实现对断层、破碎带、褶曲、陷落柱、采空区、裂隙等导水构 造的高精度识别， 提前查明深部隐伏构造及导（含） 水性， 完善导水构造精细立体探 查技术体系。

研究内容：

1.裂隙岩体声波传播规律及衰减机制

研究不同工况下的波传播和衰减规律，揭示裂隙岩体的声波传播机制。2.多源异构数据融合的小构造智能精细反演

构建小构造智能精细多源数据库，实现多源异构数据融合的小构造智能精细反演。3.小构造智能精细反演现场应用

进行工程试验，验证技术可行性，完成 2-3 个工作面精细解释工程示范。

交付形式：

1.提供一套反演方法程序，培养 2-3 名人员熟练掌握；2.申请发明专利 2-3 件、软件著作权 1-2 项；

3.发表核心论文 2-3 篇，其中 SCI、 EI 收录的期刊论文 1-2 篇；4.申报省部级及以上科技奖项一项。

技术参数：

对落差≥1/2 煤厚的地质异常范围实现良好探测；对 1/3 煤厚＜落差<1/2 煤厚的 地质异常范围实现可探测；对落差≤1/3煤厚的地质异常进行探测。

技术攻关时限：

2024 年 8 月至 2026 年 12 月

攻关项目名称

深部采动应力-承压水耦合作用下底板突水模式研究及控制实践

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

 主要解决问题

本项目主要针对深部开采地质条件与煤层赋存条件复杂底板突水模式不清晰问题、防治水 难度增大等问题。

主要研究内容

1.试验研究底板不同深度隔水层裂隙场时空演变规律，现场调研邯邢矿区资料，分析评估 底板高承压水对煤炭开采影响的危险性，揭示采动底板隔水层垂向裂隙带的形成过程及机理。

2.研发采动复杂应力环境下和不同岩层组合条件下声发射监测精准智能定位算法，科学指 导底板导水通道位置确定。

3.结合现场地震探测数据和钻孔数据，分析不同采空区处理方式工作面底板突水的模式。

4.深部高承压水上开采底板突水案例分析及控制工程实践，对比分析多种防控技术对底板 隔水层应力场和裂隙场的影响规律，得出适用于邯邢矿区抑制深部高承压水上开采底板破坏的 最优应力场调控方法组合，并工程验证其有效性。

项目预期指标

提交声发射监测精准智能定位算法及程序一套，核心论文或录用通知2~3篇，提交发明专利 申请/授权证书2~3项，申报省部级科技奖1项。

攻关项目名称

深部构造井-地联合精细探测技术

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：（1000字内） 解决问题

在深部矿井工作面开采前，查明煤层顶底板含水层的赋水性和矿井深部岩 溶裂隙含水层的水文地质情况，是防止煤矿开采过程中发生突水事故的有效手 段。而瞬变电磁探测技术是探测矿井水害方法中应用效果最好的方法之一。现 有的瞬变电磁探测技术对超千米深度的导水构造无法实现精细探测，也缺乏井 -地瞬变电磁探测系统和探测模式，不能满足煤矿深部水害探测的需要。急需 解决深部开采前的底板区域性防探水是该课题的重点研究内容。

研究内容

1.井-地瞬变电磁探测采集系统，在现有基础上对地面发射单元、井下多 轴向接收单元进行升级改进，研发适用于矿井深部水害探测的井-地瞬变电磁 探测采集系统。

2.井-地瞬变电磁探测处理系统，对处于不同介质条件下，不同形态异常 体的三分量响应特征进行分析，以物理模型、数值模型等为基础，编制井-地 瞬变电磁数据反演算法，研发适用于矿井深部水害探测的井-地瞬变电磁探测 处理系统。

3.导水构造辨识及瞬变电磁探测精细解释。

关键技术

1. 研发井-地瞬变电磁探测技术装备，包括地面发射系统和井下接收系 统、时钟同步单元、数据传输单元；

2.井-地瞬变电磁正反演计算方法及数据处理解释软件研发；3.微震、瞬变电磁精细解释及导含水构造辨识技术研究。

技术参数：

发射机功率：100kW

发射电压：0-1500V；

接收机采样率：最高至156Kps

本底噪声：10nV/Hz

发射频率范围：0.1-10kHz

发射电流：0-70A；

模拟通道带宽：30kHz

动态范围：150dB

攻关项目名称

快掘巷道随掘地震超前探测关键技术与装备研制

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

 解决问题

随着掘进机械化水平的提高和煤炭开采向深部发展，快速智能掘进模式会对 超前探测技术提出更高的要求。面临的越来越复杂化的地质问题， 现有的技术方 法还难以形成有效的安全保障。

近年来，相关单位已经开始了“随掘地震监测”的研究试验，但存在着反射 信号弱、精度低和智能解析系统不够成熟等缺陷， 无法满足快速智能掘进所需要 的探测精度。

进一步完善和发展随掘地震超前探测理论体系和装备，构建基于透明地质模 型的随掘超前探测保障与云地质诊断平台是未来重要研究方向。

研究内容

随掘地震信号特征与不同震源机制研究，深入分析不同震源的产生机制和地 震波传播特征。

随掘地震干扰压制技术研究，通过去噪和压噪等技术，能够从不同类型的地 震波提取有效信号。

随掘地震弱反射信号增强与高精度高分辨率数据处理技术研究，增强井下收 集反射信号，提高探测精度。

随掘地震装备及数据智能化成像精细解释技术研究。

关键技术

1.分析矿区主采煤层掘进巷道地质条件、随掘地震信号特征与不同掘进机震 源机制；

2.适用于矿区随掘地震观测系统设计与优化问题；

3.随掘地震干扰压制技术，随掘地震超前探测数据中不同类型的地震波混叠 在一起，皮带机运转、机械噪声等干扰严重，需要采用一系列去噪和压噪技术， 提取有效信号；

4.随掘地震弱反射信号增强与高精度高分辨率数据处理技术，增强反射信 号，提高探测精度；

5.随掘地震复杂波场分离技术，通过互相关处理能够将随掘地震超前探测的 连续信号进行压缩，进行波场分离，从而将连续震源勘探问题转化为单炮震源勘 探问题；

6.随掘地震数据智能化成像处理解释及前方地质异常预警技术研究。

研发目标：随掘地震超前探测装备系统1套，巷道前方150m范围内地质构造 实时滚动精细探测，100m范围内准确率不低于80%。示范工程不少于2000m巷道超 前探测。

技术指标

24、36、48道可选，三分量数字检波器，响应频带0.4-2500Hz，硬件系统连 续工作不少于8小时，无线采集和无缆同步时钟采集双功能，动态范围大于130dB。

攻关项目名称

高承压水地面区域治理定向水平钻孔中综合物探及富水性 分析技术示范

项目发布内容

主要解决问题、研究内容、关键技术指标等情况：

主要解决问题：

本项目拟将微震和瞬变电磁仪器布置在地面区域治理长距离定向水平钻孔中，构建 矿井永久的微震监测系统和瞬变电磁探测系统。

孔中微震监测系统：旨在实现对工作面采掘全时空煤层底板新的导含水通道及构造 活化的实时监测，作出突水预警，解决目前工作面微震监测采线后方检波器及传输线缆 受采动影响破坏而无法监测的难题。

孔中瞬变电磁探测系统：旨在探测仪器远离巷道干扰，使探测结果更精准；实现对 工作面采掘全过程底板异常变化的连续探测，同时扩展地面区域治理钻孔控制范围，可 为大采深高承压水矿井探索出一条新的全时空底板导水通道、富水异常探测途径。

本项目可将地面区域治理定向水平钻孔拓展为物探探查和微震监测孔，实现地面区 域治理定向水平钻孔的最大化利用。

研究内容：

1. 研发放置于地面区域治理定向水平钻孔中的微震检波器、瞬变电磁仪器设备， 包括孔中输送及探测设备；

2. 研发地面区域治理定向水平钻孔中微震、瞬变电磁数据采集、传输系统；

3. 研发一套微震、瞬变电磁数据自动处理软件。

4. 完成工业性试验及效果分析，形成示范工程。

关键技术指标：

1. 首创地面区域治理水平定向孔中的瞬变电磁探测技术，且有效探测范围不小于 60m；

2. 首创地面区域治理定向水平钻孔中微震监测技术，有效监测半径不小于150m；

3. 申请发明专利2-3件；发表核心以上论文2-3篇；发布技术标准1-2项；申报省部 级科技奖2项；

4. 通过地面区域治理定向水平钻孔的瞬变电磁探测和微震监测，建立一套新的突 水预测方法和预警标准，并推广应用于类似矿井。