准能集团科学技术研究院、辽宁工程技术大学、东北大学、中国矿业大学以及辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院共同承担的鄂尔多斯市“揭榜挂帅”项目于2023年11月正式启动。项目紧密结合鄂尔多斯露天煤矿资源禀赋与安全高效发展需求,围绕露天矿边坡智能交互式管控决策一体化软件系统研发,重点突破地质信息智能无人采集识别、工程地质精准建模、多源信息融合监测、交互式分析评价及滑坡分级预警等关键技术瓶颈。项目实施以来,已取得多项原创性科研成果并在当地成功落地转化,为露天矿安全管理提供了智能化技术支撑,对鄂尔多斯域内大型矿山安全高效生产和智能化转型升级具有重
项目背景
在推进绿色智能安全高效矿山建设的背景下,提升露天矿边坡安全管理水平是保障煤炭稳定供应的关键。滑坡作为露天矿山最大安全隐患,传统管理手段与现代化矿山建设目标差距显著,尤其在我国煤炭主产地鄂尔多斯,数百座露天矿频发大规模滑坡,损失严重。因此,开发露天矿边坡智能交互式管控决策一体化软件系统对实现矿山安全与高效生产至关重要。
团队提出基于人工智能的露天矿边坡地质信息智能无人化采集识别与多源异构监测信息协同分析方法,创新发展了复杂形态结构边坡三维稳定性分析算法体系,系统研究了多源监测数据非线性变化规律与分类分级预警判据,并形成了空-天-地-内一体化边坡智能监测预警与精准防控技术体系。
本项目的研究成果是建立了基于遥感技术与钻机作业参数相结合的边坡工程地质信息智能远程识别方法;分类揭示了鄂尔多斯辖区内代表性露天煤矿滑坡演化规律与机理,提出了非规则形态与特殊结构边坡三维稳定性分析方法体系;建立了鄂尔多斯域内露天煤矿滑坡地质灾害分类分级预测预警方法,实现了露天矿边坡智能、快速、精准化分析、评价、设计、治理与滑坡灾害精准化预警。

边坡岩体结构面高精度自动识别技术

基于无人机摄影测量的露天矿坡表大范围精细化快速建模

钻孔岩心岩石质量指标(RQD)智能识别技术

岩体力学性质空间分布模型
边坡工程地质信息智能远程识别方法




项目意义及应用情况
在推进绿色智能矿山建设目标下,露天矿边坡安全精准防控与滑坡灾害智能预警是实现矿山边坡安全管理水平提升的目标。项目团队系统研究边坡地质信息智能采集识别、多源监测融合协同分析与滑坡演化预警机制,突破性构建空-天-地-内一体化智能监测预警技术体系,并与准能集团科学技术研究院、东北大学、中国矿业大学以及辽宁工程技术大学鄂尔多斯研究院合作推进全国首个露天矿边坡智能监测预警与精准防控技术体系在鄂尔多斯大型露天煤矿的示范应用,是探索矿山本质安全提升的一次重要实践,对于实现矿山安全高效生产和推动绿色智能矿山建设具有重要示范意义,为鄂尔多斯开辟了矿山安全智能服务新产业增长点,优化了矿区安全治理结构,带动了智能矿山技术产业链发展,推动其从传统开采向智能安全开采转型,为全国乃至全球的矿山安全技术发展提供了示范和借鉴。

附:项目核心团队介绍
1.项目总体负责人
王桂林,男,1977年12月生,硕士研究生,教授级高工。完成发明专利将近10项,结合现场工作需求,发表了数篇科技论文,获得了自治区“草原英才”、准能明星员工、百名杰出员工等称号、国能集团科技创新先进个人,完成的项目也获得了集团科技进步一等奖、爆破协会科技进步一等奖等称号。
2.项目技术负责人/课题三及课题四负责人
王东,男,1978年2月生,二级教授,博士生导师,现任辽宁工程技术大学露天开采与边坡工程方向学术带头人。入选自然资源部高层次科技创新人才工程科技领军人才、辽宁省学术头雁、“兴辽英才计划”领军人才、辽宁省“百千万人才工程”百层次人选、内蒙古自治区“草原英才”工程人选(柔性引进)、辽宁省高等学校创新人才支持计划人选,等兼任中国矿山安全学会常务理事、中国煤炭教育协会理事、中国煤炭学会露天开采专业委员会副秘书长、煤炭工业技术委员会(露天开采与装备专家委员会)委员、矿山安全行业标准化技术委员会露天与特殊开采分技术委员会委员、《矿业研究与开发》理事会副理事长、中国科协科技人才奖项评审专家、辽宁省煤矿安全生产专家、山西省煤炭学会千人智库高级专家、中国绿色智能矿业网智库专家、露天煤矿灾害防治与生态保护全国重点实验室第一届学术委员会委员、新疆露天矿智能生产与管控重点实验室学术委员会副主任、《煤矿安全》《露天采矿技术》期刊青年专家委员会专家、《中国安全科学学报》《煤矿安全》《露天采矿技术》等期刊编委,曾获辽宁最美科技工作者、辽宁省优秀科技工作者、“中国煤炭工业协会先进个人”等荣誉称号。
主持国家自然科学基金项目3项、教育部援外项目1项、省级纵向项目5项、企事业委托项目35项。作为负责人获中国职业安全健康协会科技进步一等奖2项,辽宁省科学技术进步一等奖1项、二等奖1项,中国煤炭工业协会科技进步一等奖1项、三等奖1项;作为参与人获省部级科技进步一等奖4项、二等奖3项、三等奖9项。作为第一作者在《煤炭学报》《岩石力学与工程学报》等学术期刊发表学术论文60余篇,其中SCI、EI收录15篇;出版《露井联采逆倾边坡岩移规律与稳态分析研究》等专著3部;授权发明专利15项,转化3项;参与修订国家标准2项。培养博士研究生15人、硕士研究生70人。
主持省部级教改项目2项,参与省部级教改项目7项;作为负责人获辽宁省研究生教学成果二等奖1项,作为参与人获省部级教学成果一等奖2项、二等奖4项、三等奖1项;出版《露天开采工艺》等教材5部,发表教改论文4篇。
3.课题一负责人
杨天鸿,男,1968年11月生,博士,东北大学教授、博士生导师。国务院政府特殊津贴获得者,教育部第二批新世纪优秀人才支持计划获得者,新世纪百千万人才工程国家级人选,辽宁省青年科技奖和岩石力学与工程学会青年科技奖获得者,国际岩石力学学会中国国家小组成员,中国岩石力学与工程学会理事,岩石力学与工程学会东北分会副理事长,岩石力学与工程学会地下工程分会常务理事。曾经到香港大学、西澳大学访问交流,主要研究领域为矿山采动岩体突冒突涌防治及边坡工程稳定性研究。主持国家自然科学基金5项,参与国家自然科学基金重大、重点项目、973项目等科研项目30余项;作为主要完成人获得国家科技进步奖二等奖1项,教育部高校科学研究成果奖二等奖1项,国家级教学成果奖二等奖1项,辽宁省教学成果奖一等奖1项,辽宁省科学技术二等奖4项,辽宁省青年科技奖1项,中国岩石力学与工程学会科学技术一等奖1项,中国岩石力学与工程学会自然科学奖二等奖2项,中国黄金协会科学技术特等奖1项,中国黄金协会科学技术一等奖1项,中国钢铁协会中国金属协会冶金科学技术奖一等奖和二等奖各1项,中国黄金协会特等奖和一等奖各1项,冶金矿山协会科学技术一等奖1项和三等奖3项,河北钢铁集团科学技术一等奖2项。
4.课题二负责人
陈彦龙,男,1982年4月生,博士,研究员,博士生导师。江苏省“333人才培养工程”中青年科学技术带头人,中国矿业大学青年学术带头人、优秀青年骨干教师。长期从事采动岩体力学、边坡稳定、矿山智能开采等方面的研究工作。近年来主持国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、企业重大科技攻关项目20余项。获江苏省科学技术奖三等奖1项,煤炭工业协会一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项,中国职业安全健康协会科学技术奖一等奖1项、二等奖1项。授权国际、国内发明专利12项。第一作者、通讯作者发表高水平SCI、EI论文40余篇,出版英文专著1部,参与制定国家能源行业标准2项。中国岩石力学与工程学会软岩工程与深部灾害控制分会理事,中国岩石力学与工程学会露天开采与边坡工程专业委员会委员,江苏省力学学会能源机构力学专业委员会委员,山西省煤炭学会千人智库技能专家,担任《煤炭学报》中英文期刊青年编委及International Journal of Mining Science and Technology期刊中青年编委。
5.课题五负责人
韩雪峰,男,1980年2月生,博士,研究员,硕士生导师。现任辽宁省辽宁工程技术大学副秘书长、鄂尔多斯研究院执行院长、辽宁省辽宁工程技术大学校友会秘书长、辽宁省辽宁工程技术大学教育基金会副理事长、教育部高等继续教育专家委员会委员、内蒙古煤炭学会副会长、鄂尔多斯市高新区科协副主席,入选辽宁省党建课题评审专家库、阜新市优秀人才评审专家库。鄂尔多斯市 2024 年产业科研创新团队带头人,主要从事智慧矿山建设的研究与应用。主持或参与完成省部级科研项目 16 项,担任鄂尔多斯市 2023 年揭榜挂帅重大项目《露天煤矿边坡智能交互式管控决策一体化平台研发与工程示范》、2024 年揭榜挂帅重大项目《煤基固废高值化循环利用协同沙化土地治理关键技术研究与工程应用》两个子项目的负责人,主持企业委托技术服务项目 10余项。发表论文 40 余篇,出版著作 5 部,授权国家发明专利 3 项,荣获中国煤炭工业协会一等奖 1项、二等奖 1 项,中国商业联合会三等奖 2 项,辽宁省教学成果一等奖 1 项,中国教育学会一等奖 2项。