为深化“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，推动深部煤炭安全高效绿色开采和煤矿区生态环境保护相关领域的基础科学研究和技术创新，鼓励新思想、新理论、新技术、新方法及交叉学科发展，促进学术交流、合作与科技成果产出，发现和培养科技人才，深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室（以下简称“实验室”）特设立开放基金课题，资助科技工作者依托本实验室开展相关研究工作。

一、全国重点实验室简介

本实验室2023年3月获科技部批准，由淮南矿业（集团）有限责任公司作为第一依托单位，与安徽理工大学联合共建。实验室定位于应用基础研究，重点围绕深部煤炭安全开采与环境保护共性关键科学问题及重大技术难题开展研究攻关，旨在为保障我国能源供应自主安全可控、淮河流域煤矿生态环境保护提供理论和技术支撑。

二、开放基金课题指导原则

1. 开放基金课题分为重点课题和一般课题，其中：重点课题按给定选题，采取“揭榜挂帅”方式确定研究团队，鼓励采用新技术、新材料、新工艺和新装备解决深部煤炭安全开采与环境保护面临的实际难题；一般课题围绕研究方向和任务，给定选题，采取“申请+评审”方式立项，围绕深部煤炭安全开采与环境保护共性理论与关键技术难题开展研究攻关。

2. 鼓励申请人同本实验室科研团队开展合作研究，鼓励海内外优秀博士到实验室开展基金指南中的科学研究。

3. 实验室开放基金资助的课题，需完成符合要求的论文、发明专利等知识产权目标。课题验收合格的最低标准为：重点课题需完成指南研究内容、技术指标和成果指标等；一般课题需完成指南研究内容，发表课题相关高水平论文（指中国科协高质量科技期刊分级目录中的T1期刊论文且被SCI/EI收录，或中科院1区/2区论文，下同）3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

论文标注要求：以深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室为第一署名单位。中文署名全称：深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室，安徽 淮南 232000。英文署名全称：State Key Laboratory of Safe Mining of Deep Coal and Environmental Protection, Huainan 232000, China。同时，在论文中标注“深部煤炭安全开采与环境保护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 State Key Laboratory of Safe Mining of Deep Coal and Environmental Protection（Grant No.×××）”。

发明专利要求：第一专利权人为“淮南矿业（集团）有限责任公司”。

4. 重点课题“揭榜挂帅”揭榜人年龄原则上不超过50周岁（1976年1月1日后出生）；一般课题男性申请者年龄原则上不超过45周岁（1981年1月1日后出生），女性申请者年龄原则上不超过48周岁（1978年1月1日后出生）。

三、开放基金重点课题“揭榜挂帅”榜单任务

本年度重点课题从淮南矿业集团年度科研计划项目中遴选产生，面向深部煤炭安全开采与环境保护中的实际工程难题，鼓励揭榜人针对现场痛点开展攻关。申请人可根据以下“揭榜挂帅”榜单任务申请，如有疑问可与各课题联系人直接沟通对接。

3.1 淮南矿区深井高应力强扰动巷道流变失稳机理与维稳控制关键技术研究

需求单位：淮南矿业（集团）有限责任公司生产技术部

研究内容：（1）复杂地质条件下巷道围岩地质力学特性与赋存环境评估。（2）多因素耦合深井高应力强扰动巷道流变失稳机理研究。基于工作面围岩赋存及稳定情况，建立能反映邻采邻掘应力路径、构造影响及流变特性的巷道围岩结构力学分析和三维数值计算模型，研究巷道在高应力、多源扰动（采动、邻掘）及地质异常带作用下围岩变形破坏规律，深入分析流变效应在变形过程中的作用，揭示巷道围岩系统（顶板-两帮协同）的失稳机理。（3）深井高应力强扰动巷道“避压-强支-卸压-改性”维稳控制关键技术研究。建立三维采区大巷模型，研究围岩应力场和巷道布置时空耦合关系对围岩稳定性的影响规律。基于深井高应力强扰动巷道主动支护现状，探究不同支护强度、卸压参数、围岩改性对巷道变形的控制效果，开展分区分级、动态调整的精准支护设计策略与配套关键技术研究。结合淮南矿区高应力强扰动巷道实际条件，选取2-3条典型巷道，开展工业性试验，建立“一次强力主动支护、二次有控卸压、三次承载层再造”的协同控制技术体系，形成“避压-强支-卸压-改性”维稳控制关键技术。

研究目标：揭示基于流变效应、邻采扰动及地质异常带影响的深井高应力强扰动巷道围岩失稳机理，提出巷道围岩系统的稳定性量化判据；建立“一次强力主动支护、二次有控卸压、三次承载层再造”的协同控制技术体系，形成“避压-强支-卸压-改性”维稳控制关键技术；通过工业性试验，试验巷道围岩稳定性显著增强，返修率大幅降低，围岩变形量≤30%，形成可在淮南矿区类似条件推广的示范工程。

成果指标：申请并受理发明专利1项、实用新型专利1项；录用论文3篇，其中：中文核心及以上论文2篇；项目成果达到国际先进水平，部分达到国际领先水平；申报省部级科技奖项1项。

时限要求：预计2026.06—2028.06

研发经费：不超过180万元

联系人：郑磊  18655438161

3.2 深井巷道特殊地段围岩变形智能动态三维监测系统研发及应用

需求单位：淮南矿业（集团）有限责任公司生产技术部

研究内容：（1）煤矿巷道监测数据的采集与智能增强技术。针对煤矿井下光照不均、粉尘干扰、设备振动等复杂环境，研究基于深度学习的雷达点云数据去噪与补偿技术，构建高可靠性、高可用性的原始数据采集与预处理流程，为后续智能分析奠定坚实基础。（2）顶板位移数据融合与动态风险评估模型构建。攻克雷达（面状微小形变）监测数据的时空配准与融合难题。研究基于注意力机制的人工智能算法，建立多参数协同的动态风险评估模型，实现对顶板稳定性状态的综合诊断与精准刻画。（3）基于深度学习的顶板位移趋势预测与智能预警算法研发。（4）巷道顶板安全监测大模型构建与轻量化云端协同系统设计。

研究目标：研发并应用“深井巷道特殊地段围岩变形智能动态三维监测系统”一套，实现对50米巷道段顶板亚毫米级微小形变的持续在线监测。系统需具备顶板位移趋势智能预测、风险动态评估、分钟级异常自动预警的能力。达到顶板位移监测精度≤0.5mm，形变趋势预测准确率≥85%，系统从数据采集到预警信息生成的全流程响应时间＜3分钟。

成果指标：（1）毫米波雷达数据融合AI技术：融合近场微形变监测雷达监测数据，通过深度神经网络实现数据的高效整合，达到亚毫米级顶板形变监测精度，分钟级更新。（2）巷道围岩变形智能动态三维监测系统：基于毫米波雷达，依托AI驱动的软件平台实现全段非接触监测及自动告警，系统支持分钟级数据更新与可视化报表生成，预警准确率达90%以上；（3）申请并受理发明专利1项；（4）发表（录用）SCI/EI论文1-2篇；（5）申请软件著作权2项。

时限要求：预计2026.06—2028.06

研发经费：不超过98万元

联系人：郑磊  18655438161

3.3 采场瓦斯涌出规律与煤层瓦斯含量预测技术研究

需求单位：淮南矿业（集团）有限责任公司通防地质部

研究内容：（1）研究构建标准测试条件界定、指标细化及实测值关联模型。（2）提出采场耦合的瓦斯含量与实际涌出量关联模型及量化公式。（3）建立分场景预测与误差溯源及修正模型。针对不同采场的预测瓦斯涌出量与实际瓦斯涌出量的偏差数据，开展系统误差溯源分析。通过数值模拟与现场实测相结合的方式量化开采高度对瓦斯积聚状态的影响，结合瓦斯运移规律明确不同高度区间内误差的分布特征；分析现场环境参数对测试过程的干扰程度，明确各环境因素的误差影响权重，按环境条件划分典型应用场景并建立分场景误差修正系数库，结合原预测瓦斯涌出量的计算模型进行参数优化，构建分场景修正关系模型。

研究目标：（1）系统厘清煤体物化参数、地质构造、开采深度及采场工况等因素对瓦斯含量实测值的影响规律，界定适配采场不同工艺与动态工况的标准测试条件，细化对应场景下的瓦斯含量测试指标，形成可跨采场推广的标准化测试参数体系；建立现场实测值与标准条件下瓦斯含量的精准转换模型，解决传统测试结果不可比、重复性差的问题，形成可推广的标准化测试参数体系。（2）推导可直接工程应用的瓦斯涌出量量化预测公式，确保预测误差控制在工程允许范围，提升涌出量预测的科学性与实用性。（3）基于精准量化的瓦斯涌出量模型，与实测煤层瓦斯含量进行比对校准，优化煤层瓦斯含量修正关系模型，显著提升煤层瓦斯含量测试精度。

成果指标：构建多因素影响下采场标准化瓦斯含量测试体系；提出高精度瓦斯涌出量预测与误差修正模型；申请国家发明专利1项，发表中文核心期刊论文1篇。

时限要求：预计2026.06—2028.06

研发经费：不超过75万元

联系人：曾庆辉  15695546466

3.4 淮南矿区深部掘进面钻屑量指标与突出关系研究

需求单位：淮南矿业（集团）有限责任公司通防地质部

研究内容：（1）调研、收集淮南矿区深部采掘工作面局部预测指标钻屑量变化规律，分析钻屑量指标与瓦斯解吸指标的关联性。（2）研究煤体容重、弹性模量、泊松比、内摩擦角、煤层所受有效应力、瓦斯压力等影响钻屑量的主要因素。（3）研究淮南矿区深部采掘面钻屑量与煤体所受的有效应力、煤体瓦斯压力关系。（4）试验验证不同巷道条件下（沿空巷道、实体煤巷道）掘进面防突预测指标钻屑量与突出危险性的关联性，确定防突预测钻屑量敏感指标及临界值，提高防突预测的准确性。

研究目标：得到影响钻屑量的主要因素以及淮南矿区深部掘进面钻屑量与煤体所受的有效应力、煤体瓦斯压力关系；提出防突预测指标钻屑量与突出危险性的关联性，确定防突预测钻屑量敏感指标及临界值。

成果指标：确定防突预测钻屑量敏感指标及临界值，申请发明专利2项。

时限要求：预计2026.06—2028.06

研发经费：不超过80万元

联系人：曾庆辉  15695546466

3.5 深部开采覆岩移动破坏与地表沉陷特征及机理研究

需求单位：淮南矿业（集团）有限责任公司工程院公司

研究内容：（1）深部煤矿开采井上下多源数据融合方法研究。深部煤矿开采引起的覆岩破坏、地表移动变形等多灾害的发生具有链生性的特征。采用无人机/InSAR融合监测地表移动变形，开展覆岩内部移动变形及破坏监测，收集井下矿压、围岩应力及变形实测数据，建立多源数据的融合方法。（2）深部开采采场-覆岩-地表移动变形动态演化机制研究。基于井上下实测数据，厘清覆岩破坏与支撑压力之间的关系，分析覆岩破坏到地表的应力应变传递过程，阐明巷道围岩变形-覆岩破坏-地表移动变形之间的全链条关联关系，揭示顶板-覆岩-地表移动变形动态演化机制。（3）地表沉陷-覆岩破断-离层裂隙井上下关联模型研究。综合采用数值模拟/物理实验，分析深部开采覆岩移动破坏特征及规律，揭示深部开采扰动应力场→覆岩裂隙场→地表移动场等时空发生过程及联动机理，建立深部开采覆岩破坏高度预测方法。通过对地表沉陷及覆岩离层裂隙等井上下实测数据分析，基于空隙扩散理论，构建覆岩离层分布及裂隙量的反演模型及方法。（4）深部煤炭地表沉陷规律及预测模型研究。基于实测数据，研究深部开采地表移动变形规律，分析深部开采地表移动主要影响因素，地表移动变形的动-静态的几何和时间特征。建立深部开采岩层及地表沉陷预测理论、预测模型和预测参数体系，开发地表沉陷预测分析软件系统，为深部开采沉陷预测提供理论支持和实用工具。

研究目标：（1）融合井上下多源数据，分析采掘导致的井下应力场-覆岩裂隙场-地表位移场多场联动作用；（2）揭示深部开采覆岩破坏、离层裂隙分布及地表沉陷动态响应机制；（3）构建覆岩破坏、离层裂隙分布与地表沉陷三者之间的关联模型；（4）建立覆岩离层裂隙反演模型及方法，为淮南乃至全国煤炭深部安全开采提供技术支撑。

成果指标：（1）发表课题相关高水平论文（中国科协高质量科技期刊分级目录被SCI/EI收录的T1期刊论文或中科院1区/2区论文）1篇；（2）申请国家发明专利2项；（3）授权软件著作权2项。

时限要求：预计2026.06—2028.03

研发经费：不超过85万元

联系人：李兵  13955469216

四、开放基金一般课题指南任务

本年度一般课题共发布指南任务39项。实验室将根据申请质量择优资助25项（每项资助经费20万元，研究期限2年）。

方向1：多场耦合致灾机理

任务4.1：采动多场耦合及灾变基础理论

指南1：多应变率采掘扰动下煤岩损伤演化机制研究

研究内容：针对割煤、爆破、周期来压等多应变率采掘扰动诱发煤岩失稳的难题，研究低频振动、冲击扰动及多应变率叠加作用下煤岩力学特性与变形破坏特征，揭示应变率效应与破坏模式的定量关系；分析不同应变率条件下煤体孔裂隙结构演化规律，阐明细观结构损伤与宏观力学-渗流响应的关联机制；构建考虑应变率效应的煤岩损伤力学模型，建立基于宏细观损伤演化的失稳判据，为采掘面灾害防控提供理论依据。

考核指标：（1）揭示多应变率扰动下煤岩宏细观损伤演化规律，明确应变率与破坏模式、损伤阈值的定量关系；（2）建立考虑应变率效应的煤岩损伤力学模型，模型预测与室内试验结果相对误差≤20%；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：深部采掘-冲击叠加扰动下含瓦斯煤损伤演化与致灾机理

研究内容：针对深部开采中动力扰动诱发煤岩瓦斯动力灾害频发、现有研究对扰动条件及尺寸效应考虑不足的问题，研究采掘-冲击（循环荷载与冲击荷载）叠加扰动下含瓦斯煤宏观力学-渗流特性及细观孔裂隙演化规律，揭示叠加扰动下含瓦斯煤宏-细观损伤破坏机制；构建含瓦斯煤气-固耦合损伤动力学模型；基于所建模型模拟工程尺度煤与瓦斯突出过程，厘清双扰动叠加与瓦斯耦合作用规律，揭示工程尺度动力致灾机理。

考核指标：（1）揭示采掘-冲击叠加扰动下含瓦斯煤宏-细观损伤演化规律，明确宏观力学响应与细观结构损伤的关联关系；（2）建立含瓦斯煤气-固耦合损伤动力学模型；（3）揭示采掘-冲击叠加扰动及瓦斯吸附耦合作用的动力致灾机理；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南3：深部高承压动水环境粉煤灰基注浆材料性能调控与扩散封堵机制研究

研究内容：聚焦淮南矿区高地压、高承压水的深地环境特征，针对传统注浆材料早强性与抗分散性失衡、多组分水化协同机制不明、复杂裂隙动水扩散封堵规律不清的核心难题，研发高流态、超早强高聚物-粉煤灰复合注浆材料，揭示材料多组分水化协同作用机制；研究动水条件下浆液在裂隙岩体中的扩散封堵规律，建立浆液扩散-封堵-加固演化模型；阐明裂隙岩体结构修复机理，形成适配深部煤矿防治水的新型注浆材料关键技术体系。

考核指标：（1）新型复合注浆材料流动度≥260 mm，初凝时间15~60 min可调，28 d单轴抗压强度≥40 MPa；（2）模拟动水条件下实验浆液抗冲刷质量损失率≤5%；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南4：深部巷道围岩多源信息融合与失稳前兆智能识别方法研究

研究内容：针对巷道围岩失稳前兆信息微弱、单一监测难以有效捕捉的问题，研究微震事件时空演化与应力动态响应的耦合关系，揭示围岩破裂过程中的多参量协同前兆特征；提出基于深度学习的多源异构监测数据融合方法，挖掘应力-微震-变形等多参量的联合演化规律；构建基于时空图网络的围岩稳定性动态预测模型，实现深部巷道关键部位失稳风险的智能识别与分级预警。

考核指标：（1）建立微震-应力多源信息融合的围岩稳定性分析模型；（2）提出基于深度学习的围岩稳定性智能识别方法；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南5：淮南矿区A组煤采动底板突水动力学机理与稳定性判据研究

研究内容：针对深部高地应力与高承压水耦合作用下底板突水机理不清的问题，以淮南矿区A组煤底板水文地质条件为工程背景，研究采动应力扰动下煤层底板岩层起裂压力与最大主应力的演化规律，揭示采动矿压与高水压耦合作用下起裂压力阈值、破裂形态及其动态演化特征；基于深部采场底板应力演化规律与动力作用形成机制，构建深部高应力环境下煤层底板突水动力学模型，分析高地应力、高水压环境下底板岩体破坏形态与扩展效应；揭示深部煤层底板突水通道的动力学机制与含水层突水致灾机理，为底板突水灾害预测与防治提供理论依据。

考核指标：（1）建立深部煤层底板突水动力学模型，明确起裂压力阈值与主控因素；（2）揭示高地应力-高水压耦合作用下底板岩体破裂扩展规律，提出突水通道形成的关键判据参数；（3）提出基于应力-渗压指标的底板稳定性判别与突水危险性评价方法1套；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南6：深部围岩水-力耦合损伤演化机理与多源监测识别方法研究

研究内容：针对深部围岩在高地应力、强扰动及复杂水文地质条件下存在的力学响应机理不明、损伤演化过程不清、安全评价方法不准等问题，研究真实水环境下岩体矿物溶解、裂隙演化与力学性能退化的耦合规律，构建深部围岩多场耦合力学模型；揭示深部巷道围岩在循环扰动与高承压水协同作用下的渐进破坏模式，识别影响围岩稳定性的主控因素及关键参数；基于波速、应变及柔性传感等多源监测数据，建立适用于深部复杂水力-扰动环境的围岩状态快速识别数据库，形成围岩稳定性动态评价方法，为深部巷道围岩智能化控制提供理论依据与数据支撑。

考核指标：（1）构建深部真实水环境下岩体溶蚀–力学耦合模型，并通过室内试验与数值模拟完成验证；（2）揭示高承压水–扰动耦合作用下深部巷道围岩的渐进损伤演化规律，建立围岩稳定性评价指标体系；（3）研发基于波速、柔性传感与应变数据融合的深部巷道多源监测识别数据库，实现围岩关键状态参数的快速判识；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

任务4.2：火灾与热动力灾害防治理论及技术

指南1：矿用输送带火灾演化机理与超前预警技术研究

研究内容：针对矿用输送带因摩擦过热引发火灾的演化机制不明、传统预警技术滞后等难题，研究输送带受热分解的产气和产热特性，揭示其火灾动态演化规律与机制；开展输送带温敏功能化改性，分析改性后材料在摩擦热作用下的热响应行为与热解动力学，建立温度-特征气体释放对应关系；构建以多特征气体融合感知为核心的分级预警指标体系，优化特征气体检测仪在输送带沿线的布设工艺，探索形成输送带火灾早期精准感知与预警技术。

考核指标：（1）确定皮带火灾早期预警边界温度阈值；（2）实现预警响应温度较传统CO预警方式提前≥30%；（3）构建皮带火灾分级预警指标体系1套；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：高地温-应力耦合作用下煤体氧化升温特性及活性基团惰化机制研究

研究内容：针对深部高地温-高应力环境煤氧化升温加剧、精准防治机制不明的问题，研究高地温-应力耦合作用下煤体理化特性与氧化升温行为，揭示不同条件下分子结构演化及自燃倾向性变化规律；研究煤低温氧化过程中关键活性基团的生成、转化与反应机制，阐明30~60 ℃阶段关键活性基团的反应路径及其在氧化升温中的作用；筛选针对关键活性基团的靶向惰化材料，探明多组分材料协同惰化机理，提出适用于高地温-高应力环境的煤自燃精准防治方法。

考核指标：（1）建立高地温-应力耦合作用下煤体氧化升温演化模型；（2）揭示30~60 ℃阶段煤氧化过程中关键活性基团的动态演化规律，明确1~2类可靶向惰化的特征活性基团；（3）研发针对关键活性基团的靶向惰化材料，实验验证其对煤体氧化放热强度或耗氧速率的抑制效果；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

方向2：煤与瓦斯共采理论

任务4.3：深部煤与瓦斯精准共采理论

指南1：抽采条件下基于碳氢稳定同位素的煤层瓦斯精准分源方法研究

研究内容：针对深部煤层群开采条件下瓦斯来源不清、传统分源方法精度不足的问题，研究不同抽采工况（负压、流量、时长等）下碳氢同位素（δ¹³C、δD）的分馏响应规律，揭示抽采动力学过程中瓦斯解吸-运移路径对同位素特征的动态影响机制；建立考虑抽采条件影响的同位素分馏校正模型，构建适用于多层煤复杂条件的瓦斯来源定量解析方法体系；研发配套的计算软件，形成一套可适应不同抽采工况的瓦斯涌出精准分源技术，为煤层瓦斯靶向抽采与灾害预警提供方法支撑。

考核指标：（1）建立适用于抽采条件的煤层瓦斯碳氢同位素分源方法与技术流程1套；（2）开发瓦斯多源混合比例计算软件1套，主要瓦斯来源的反演准确率≥85%；（3）获软件著作权1项；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：淮南矿区深部煤层可控冲击波协同增透与精准预裂机理研究

研究内容：针对淮南矿区深部煤层高应力、高瓦斯、低渗特性及安全开发需求，构建反映淮南矿区地质特征的煤体模型，开展真三轴加载下冲击波物理实验与多尺度数值模拟，研究裂隙起裂、扩展及网络形成动态演化过程，揭示能量在煤体中的传播耗散规律及冲击波参数与煤体力学特性的耦合关系。系统分析冲击波作用前后煤岩渗透特性变化，揭示冲击荷载对渗透性的影响规律，明确不同冲击强度与作用时长下的作用效果。建立基于煤体结构的冲击波能量适配方法与增透效果预测模型，为淮南矿区深部煤层瓦斯高效抽采与冲击波增透技术的工程应用提供理论依据。

考核指标：（1）形成深部煤层冲击波致裂增透效果预测模型1套，量化给出典型地质条件致裂后煤层渗透率提升幅度≥50%的工艺参数窗口；（2）建立面向淮南矿区典型煤体结构的冲击波能量适配方法1套，明确高效增透优选冲击波参数范围，关键致裂判据的数值模拟与物理实验结果的相对误差≤20%；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南3：考虑原生裂隙的深部煤层水力分支钻孔变形损伤机理与孔群参数优化研究

研究内容：针对深部低透气煤层分支钻孔支孔易塌、卸压增透与钻孔稳定难以协同的工程难题，构建考虑原生裂隙与多孔应力扰动耦合作用的煤岩损伤力学模型，揭示地应力、裂隙产状及孔群空间方位等多因素影响下树状分支钻孔的变形损伤响应规律；识别影响钻孔稳定与卸压效果的关键控制参数，明确卸压增透范围与钻孔自稳协同的参数阈值；提出分支孔群参数优化策略，形成适用于深部难抽煤层的树状钻孔高效增透工艺优化方法。

考核指标：（1）建立考虑原生裂隙系统的钻孔变形损伤离散元数值模型，实现分支钻孔开挖卸荷与损伤演化的动态模拟；（2）定量揭示地应力水平、裂隙密度、孔群空间方位等因素对钻孔破裂深度及损伤率的影响规律，明确各因素敏感性权重，模型预测与理论解或数值试验对比误差≤15%；（3）提出分支孔群卸压增透与孔壁稳定协同的参数优选范围，实现损伤区与卸压区协同控制；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

任务4.4：深部岩体力学与围岩控制技术

指南1：含软弱夹层深部围岩失稳生成式AI建模与预测研究

研究内容：针对深部含软弱夹层围岩破碎化、各向异性强导致的力学参数获取难、失稳机理不清的问题，开展微纳米级力学试验与宏观物理力学试验，定量表征矿物组成与微观结构演化，构建“微观-介观-宏观”多尺度力学参数数据库；提出基于生成式AI的数字岩心智能重构方法，突破小样本限制，建立融合微观结构特征的跨尺度数值模拟方法；利用跨尺度模拟揭示软弱夹层对围岩变形破坏的控制机理，研发数据-机理双驱动的稳定性动态预测模型，实现围岩失稳风险分级预警。

考核指标：（1）建立含软弱夹层深部岩体多尺度力学参数数据库1个，包含不少于50组微观-宏观关联数据，提出智能表征方法1套；（2）研发基于生成式AI的数字岩心建模与跨尺度模拟系统1套，数字岩心重构精度≥90%，模拟效率较传统方法提升50%以上；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：深部巷道仿生拓扑锚杆托盘设计理论与承载性能研究

研究内容：针对深部巷道高应力围岩控制需求，开展高承载效率仿生模本筛选与拓扑几何特征提取，提出适用于锚杆托盘的仿生构型设计方案；结合室内试验与数值模拟，解析仿生拓扑结构的应力场分布、应变演化及变形模式，阐明拓扑特征对承载性能的提升机理；揭示载荷在复杂拓扑网络中的传递路径与力流分布规律，量化拓扑参数对刚度、强度及稳定性的贡献；建立仿生拓扑锚杆托盘承载能力预测与评估理论，为深部巷道高性能支护部件设计提供理论依据与优化准则。

考核指标：（1）提出基于仿生拓扑构型的锚杆托盘设计方案1套，形成典型拓扑参数与承载性能的对应关系；（2）设计出基于仿生拓扑构型的锚杆托盘；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南3：深井回采工作面两巷超前主动式加强支护机理与方法

研究内容：针对深井回采工作面两巷被动超前支护工艺复杂、作业空间狭小及顶板反复扰动下支护效果差等难题，采用综合研究手段，构建深井回采巷道两巷在掘进和回采动压期间围岩受力模型，揭示两巷围岩结构稳定性全生命周期动态演化机理，获得两巷全生命周期围岩应力分布和变形规律，提出两巷围岩结构稳定性判据；基于以上研究，根据两巷不同围岩条件分类提出主动式超前协同加强支护方法，科学设计支护参数并进行工程实践应用，实现超前支架的替代，形成一套可复制可推广的深井回采工作面两巷超前主动式加强支护方法。

考核指标：（1）揭示深井回采巷道全生命周期围岩应力演化与变形规律，提出两巷围岩结构稳定性判据；（2）形成针对不同围岩条件的主动式超前协同加强支护技术方案1套，明确关键支护参数；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南4：深部裂隙岩体采动损伤演化机理与失稳风险判识方法研究

研究内容：针对深部高应力、强扰动环境下裂隙岩体损伤演化机理不清、失稳风险难以预判的问题，研究采动应力路径驱动下裂隙网络启裂、扩展与连通的演化规律，揭示应力-损伤-渗流耦合作用下岩体渐进破坏的协同机制；构建考虑裂隙演化与应力路径效应的岩体损伤力学模型，模拟采动扰动下围岩应力重分布与损伤累积过程；提取应力-微震-位移等多源信息中的灾变前兆特征，建立基于损伤演化规律的失稳风险判识方法，为深部围岩稳定性控制与灾害预警提供理论依据。

考核指标：（1）建立考虑裂隙演化与应力路径效应的深部岩体损伤力学模型1套，模型预测与室内试验结果的相对误差≤20%；（2）提出基于多源信息的失稳风险判识方法，明确关键判识指标；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南5：深部遗留煤柱开采覆岩非线性运移与破裂演化机理及调控方法研究

研究内容：针对深部遗留煤柱密集区安全高效开采的工程需求，聚焦遗留煤柱群采动活化诱发的覆岩运移破裂机制，研究深部高应力环境下遗留煤柱群岩体结构特征及其失稳模式，揭示多煤柱协同扰动下覆岩非线性运移与破裂演化规律；建立基于煤柱回收的地表沉陷动态预测模型，阐明采动应力与建筑荷载在覆岩中的叠加传递效应；设计控制覆岩沉降破裂的充填结构构型及关键参数，提出深部遗留煤柱开采覆岩运移破裂分级调控技术，为建（构）筑物下遗留煤柱资源安全回收提供理论支撑。

考核指标：（1）揭示深部遗留煤柱开采覆岩非连续变形与失稳机理，明确多煤柱协同扰动下覆岩破裂时空演化规律；（2）建立考虑时变特征的覆岩运移破裂动态预测模型；（3）提出控制覆岩沉降的充填结构设计方法，形成遗留煤柱开采覆岩运移分级调控技术方案；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南6：深部强动载扰动诱发巷道围岩锚固结构劣化及失稳致灾机理

研究内容：针对深部高应力巷道在强回采动载扰动下，锚固结构界面劣化、承载能力突变及围岩链式失稳机制不清问题，开展多尺度动力响应与损伤演化研究。揭示强动载作用下锚固单元拉-扭-剪耦合动力破坏特征，构建考虑扰动效应的锚固界面动态损伤本构模型，阐明界面微裂纹起裂、能量耗散与承载能力退化的关联规律；构建围岩-锚固结构非均匀承载物理模型，揭示强动载诱发锚固结构内部应力重分布、荷载转移路径及释能劣化机制；建立高应力围岩-锚固复合结构力学平衡与变形协调控制方程，阐明深部强动载扰动诱发巷道失稳致灾机理；基于分布式光纤、声发射等监测技术，识别锚固结构失稳的关键前兆信息，构建强动载扰动下锚固围岩损伤评估指标体系，提出高应力巷道支护参数优化与稳定性协同控制技术。

考核指标：（1）构建强动载作用下锚固单元界面动态损伤本构模型，揭示锚固结构“能量积聚-界面劣化-释能失稳”的演化机制，明确锚固结构承载能力劣化临界阈值；（2）建立强动载扰动下高应力巷道围岩失稳致灾判据及损伤评估方法，提出一套适用于深部强扰动环境的巷道锚固支护控制技术；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南7：深部多煤层开采扰动下巷道围岩叠加损伤演化机理与稳定性补偿控制方法研究

研究内容：针对深部多煤层开采扰动下准备巷道围岩稳定性控制难、“三高一扰动”赋存环境中围岩非线性强流变特性突出的问题，研究不同空间关系与扰动工况下围岩损伤演化与地层运移规律，建立岩体叠加损伤量化评价方法；揭示围岩叠加损伤机理，分析顶板、底板、两帮的失稳次序与主控因素；提出主被动协同的补偿控制策略，为采掘接续优化与巷道围岩针对性治理提供理论依据。

考核指标：（1）建立多因素耦合影响下围岩叠加损伤量化指标体系1套；（2）提出巷道围岩主被动协调补偿控制关键技术方案；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南8：深部高地温-地下水环境下树脂锚固结构长期劣化机理与健康诊断研究

研究内容：针对深部高地温、高地压及地下水环境耦合作用下树脂锚固结构长期稳定性不明的难题，研究温度-水化学耦合条件下树脂锚固材料的老化降解规律，揭示锚固剂-围岩界面粘结性能的时变劣化机理；构建考虑多场耦合效应的锚固结构力学性能劣化分析模型，模拟锚固段应力分布与界面损伤演化过程；提出基于多源监测信息的锚固结构长期服役健康状态评估方法，为深部巷道树脂锚固支护体系的安全维护提供理论依据。

考核指标：（1）揭示高地温-地下水耦合作用下树脂锚固材料老化与界面粘结性能劣化规律，明确主控因素及影响权重；（2）建立考虑多场耦合效应的锚固结构长期力学性能劣化模型，模型预测与试验结果的相对误差≤20%；（3）提出锚固结构长期服役健康状态评估方法，形成涵盖材料劣化、界面损伤的综合性诊断指标体系；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南9：动-静扰动下深部煤岩体裂隙拓扑演化机理与物理智能反演研究

研究内容：针对深部煤矿采掘扰动诱发冲击地压及突透水等灾害的隐蔽性难题，研究深部煤岩体在地应力（静载）与开采扰动（动载）协同作用下的破裂演化规律；利用高精度CT扫描与纳米压痕等数字岩石物理手段，实时捕捉微裂隙萌生、扩展至贯通的三维空间形态，构建表征裂隙群连通性矩阵与分形维数的拓扑演化模型；研发融合微观拓扑特征的物理信息神经网络反演算法，将微观尺度揭示的破裂准则与宏观波动方程嵌入深度学习损失函数，实现从多源异构监测数据到宏观裂隙场与应力场动态迁移的反演重构；探索“微观破裂-拓扑贯通-宏观失稳”的非线性映射机制，推动对深部煤岩体灾变过程的透明化表征与定量化预警。

考核指标：（1）建立一套考虑动-静载扰动的煤岩体裂隙拓扑演化描述方法，明确裂隙连通性从散落点状到网格贯通的相变临界特征；（2）研发融合数字岩石物理参数的PINN反演软件，实现对围岩内部裂隙场的三维透明化重建，反演结果与室内/现场验证误差≤10%；（3）支持千万级网格规模下的多物理场协同反演，满足监测数据驱动下的模型实时更新（延迟≤15分钟），并产出裂隙连通性动态评估报告；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

方向3：瓦斯动力灾害防治

任务4.5：煤矿灾害风险判识与防控技术

指南1：深井盾构掘进震电超前探测参数-不平衡力演化的地质异常耦联机制与识别方法研究

研究内容：针对深部高地应力与复杂地质条件下断层、富水带等地质异常体精准探测难题，研究地震波主频、衰减系数及电阻率等震电参数与采掘过程中岩体内部不平衡力的协同响应规律，揭示不同岩性、断层及富水带等地质异常中震电信号时频域特征与不平衡力动态演化机制；基于机器学习算法挖掘震电参数-不平衡力与地质异常的关联规则，建立断层识别、岩性划分及富水性评价的定量判别准则，形成地质异常多参数识别方法。

考核指标：（1）构建震电-力学参数融合的地质异常分类模型1套；（2）形成断层、岩性、富水性3类地质异常判别方法；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：深部矿井巷道盾构随掘随探覆叠数据处理与成像研究

研究内容：针对深部煤矿巷道盾构掘进过程中随掘随探全时段多叠加震波数据的精细处理问题，研究盾构机掘振震源波场传播特征和异常响应规律，揭示巷道前方典型地质条件震波场响应机制；研究震波复采数据叠加处理方法，探索多源异构数据融合成像技术，构建掘进过程典型异常精准识别模型；提出掘进前方100 m段内“异常体-距离-准确率”适配判识方法，提高对前方近距离地质异常探测准确率，为巷道掘进透明安全提供支撑。

考核指标：（1）采掘面前方30~50 m范围内的地质条件精准探测判识，准确率达80%以上；（2）形成一套震波场覆叠超前探测数据处理与成像方法；（3）岩巷盾构随掘随探现场数据检验300 m以上；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南3：深部低渗煤层瓦斯动力灾害特征及发生机理研究

研究内容：针对深部低渗煤层瓦斯动力灾害机理复杂、主控因素不清的问题，以淮南矿区典型地质构造单元为背景，研究深部高地温、高地应力、高瓦斯和低渗煤层条件瓦斯赋存与运移规律，分析深部煤层瓦斯动力灾害的典型特征及主控因素；构建考虑应力场、温度场、渗流场多场耦合的煤体损伤-渗流演化模型，揭示采动扰动下煤层瓦斯压力积聚与煤体渐进破坏的耦合触发机制；构建深部低渗煤层瓦斯动力灾害关键指标体系，提出适用于淮南矿区的深部低渗煤层瓦斯动力灾害监测预警与防控方法。

考核指标：（1）建立深部低渗煤层瓦斯动力灾害多场耦合演化模型1个；（2）提出2~3类典型地质条件下灾害发生的临界瓦斯压力或临界能量判据，构建多因素的灾害关键指标体系1套；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南4：深部开采扰动下断层滑移失稳孕育机制与危险性动态评估方法研究

研究内容：针对深部开采扰动下断层滑移失稳孕育机制不清、危险性动态判识不足问题，研究采动应力与断层失稳响应的时空特征，揭示断层滑移启动、扩展与失稳机制；阐明断层摩擦弱化对滑移及能量释放的控制作用，建立震源参数定量表征方法，明确采动条件、断层几何及力学参数对震源参数的影响规律；结合微震监测数据，发展基于震源参数反演的断层滑移危险性动态评估方法，为采掘扰动诱发断层滑移失稳的能量集聚释放风险判识提供理论与方法支撑。

考核指标：（1）构建深部开采扰动下断层滑移失稳孕育演化模型1套；（2）建立震源参数定量表征方法与危险性动态评估方法各1套；（3）依托典型矿区或工作面的微震监测数据开展模型验证与危险性评估应用；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南5：淮南深部松软低渗煤储层水平井造穴卸压驱动流场跃变机制研究

研究内容：针对淮南矿区深部松软低渗煤层构造复杂、应力集中等导致水平井卸压效果受限、裂隙贯通性差及流场非线性突变机制不清的问题，研究水平井造穴扰动下应力释放与多尺度孔裂隙重构规律，揭示卸压路径下甲烷解吸扩散行为及流场跃变机制；解析造穴诱导裂隙扩展贯通演化特征，构建松软煤层损伤渗透率模型；提出水平井造穴工艺参数的多场协同调控优化策略，强化深部低渗煤储层增透增产效果，为深部煤层气高效开发提供理论与方法支撑。

考核指标：（1）构建适用于松软煤体的损伤渗透率动态演化模型并完成实验或模拟验证；（2）提出水平井造穴工艺参数优化策略；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

方向4：绿色低损害开采

任务4.6：低损伤开采理论与关键技术

指南1：煤炭开采生态环境损伤大型物理模拟试验研究

研究内容：针对淮南深部多煤层重复采动导致的矿区生态环境损伤的问题，开展大型物理模拟试验，研究深部多煤层重复采动岩层移动及破坏特征，揭示深部特殊地质环境下多煤层开采地表沉陷规律；分析多煤层开采“岩体内部损伤-裂隙发育-地裂缝形成-地表生态环境响应”动态演化规律，阐明开采扰动下地表裂缝、土体及建筑物损伤的动态演化特征；厘清深部多煤层开采地表及岩体内部移动-生态环境损伤的相互作用关系，建立适用于深部多煤层开采的生态环境损伤预测模型，为矿区生态环境保护与修复提供理论依据。

考核指标：（1）揭示深部多煤层重复采动下“岩层移动-地表沉陷-生态损伤”的全过程演化规律；（2）构建深部多煤层开采生态环境损伤定量预测模型，实现地表沉陷、地表裂缝发育宽度及极限深度定量预测；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：淮南煤矿塌陷区水环境对鱼类健康风险评估方法的研究

研究内容：针对淮南煤矿塌陷区典型污染物通过食物链富集对鱼类产生生物毒性、传统生态风险评估难以反映实际生物可利用性及对鱼类种群健康影响的问题，研究不同季节和污染梯度下塌陷区典型污染物的赋存形态、时空分布及迁移转化规律，揭示其在鱼体内的累积动力学特征与生物转化机制；研究基于鱼类不同组织的污染物生物有效性评价方法，探索典型污染物对鱼类生理代谢及种群健康的影响机理；构建“环境赋存-生物累积-健康效应”梯级关联模型，形成塌陷区水环境鱼类健康风险评价方法，为塌陷区水环境污染防控与生态风险预警提供科学依据。

考核指标：（1）阐明3种典型污染物在淮南煤矿塌陷区相关系统的迁移转化路径，揭示2种关键污染物在鱼类体内累积动力学参数及生物转化产物特征；（2）阐明3种典型污染物对鱼类影响阈值及机理，构建1个梯级关联模型，预测准确率不低于85%；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

任务4.7：煤矿区水土环境综合治理与利用

指南1：粉煤灰基充填复垦土壤结构优化与微量元素迁移转化机制及评价研究

研究内容：针对煤炭开采沉陷和粉煤灰积存占用土地问题，研发粉煤灰结构改良与有害微量元素固化技术，形成粉煤灰改性与有害微量元素减量技术工艺方法；研究不同改性工艺下粉煤灰基复垦土壤的微结构特征、微生物活性及典型微量元素迁移与富集等，构建粉煤灰基充填复垦土壤结构的优化技术方案；研究改性粉煤灰基复垦土壤结构演化和微量元素迁移转化趋势，揭示基于结构改良的粉煤灰基复垦土壤微环境演化机制。

考核指标：（1）形成粉煤灰改性及有害微量元素协同减量化技术工艺1套；（2）揭示改性粉煤灰基复垦土壤微环境演化机制；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：采煤沉陷水域氮迁移机理与控制关键技术

研究内容：针对淮南矿区采煤沉陷水域水生态环境不稳定、高氮磷比易引发富营养化等问题，开展老矿区-潘集片区-凤台颍上片区采煤沉陷水域氮污染源调查与溯源研究，查明氮在底质-上覆水迁移转化特征，揭示底质环境变量、功能基因、功能微生物在氮转化过程的相互作用机制，探究底质-水界面氮迁移的影响因素；以煤基固废、黏土矿物为原料研制高效除氮吸附剂，研发适用于底质的固定化微生物除氮菌剂。

考核指标：（1）构建淮南矿区采煤沉陷水域污染源特征清单，建立氮溯源模型；（2）建立沉陷水域底质-上覆水氮迁移模型；（3）研制高效除氮吸附剂2~3种，研制适用于底质的固定化微生物菌剂；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南3：高潜水位煤粮复合区耕地保护与生态价值提升型边采边复研究

研究内容：针对高潜水位煤粮复合区采煤沉陷积水引发的耕地功能永久损毁问题，研究考虑水土耦合的沉陷预计优化算法与基于多源遥感的生态损毁边界识别方法，揭示地表沉陷特征与耕地生态损毁的定量关联机理；研究边采边复多参量协同优化方法，探索复垦时机、标高、布局与土方调配的匹配机制，提出适用于淮南矿区的边采边复方法；设计以生态价值提升为导向的智能决策模型，自适应调整工程参数，实现矿区生态增值与资源保障的协同目标。

考核指标：（1）高潜水位矿区损毁耕地复垦率模拟研究相对提升30~40%；（2）选择典型煤矿采区研究设计边采边复实施方案；（3）提出适用于淮南矿区的边采边复技术体系；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南4：深部开采煤矿区水/陆生态系统演化及碳平衡模型

研究内容：针对深部开采煤矿区水陆生态系统演化机制不明与固碳潜力评估缺失的问题，构建覆盖全周期、多尺度的绿色低碳监测网络与碳源/汇动态核算模型，研究地表水陆生态系统空间格局转化特征及其驱动机制，揭示土地类型转换过程中碳代谢系统结构功能耦合关系与时空演变规律；通过陆生生态系统结构优化与过程调控，实现区域碳收支动态平衡与生态功能提升，为深部矿井绿色低碳转型与区域可持续发展提供理论依据与技术支撑。

考核指标：（1）构建深部开采煤矿区水陆生态系统转换过程的碳平衡动态模型；（2）建立矿区土地类型转化的碳源/汇效应数据库；（3）提出陆生生态系统定向调控与优化技术方案；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南5：淮南矿区粉煤灰-煤矸石协同CO₂矿化机制及效应研究

研究内容：针对淮南矿区粉煤灰、煤矸石等煤系固废协同处置与碳减排需求，研究煤系固废理化特性、矿物组成及污染物赋存规律；开展CO₂矿化实验，揭示矿化过程中钙镁溶出、碳酸盐沉淀与重金属固化的微观耦合机制；优化温度、压力、添加剂等关键工艺参数，建立矿化效率-转化率-固化效果的关联模型；提出适用于淮南矿区固废协同CO₂矿化的技术调控思路，为固废资源化与碳减排协同发展提供理论支撑。

考核指标：（1）揭示煤系固废CO₂矿化微观机制，建立矿化条件-转化率-污染物固化效果的关联模型；（2）构建粉煤灰、煤矸石协同CO₂矿化技术模式；（3）提出适用于淮南矿区煤系固废协同CO₂矿化的技术调控思路1套；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

任务4.8：粉尘运移机制与防控技术

指南1：煤矿掘进司机位置粉尘污染特征与主动送风防护机理研究

研究内容：针对井下掘进司机作业区域粉尘污染特征不明、现有被动式防护效果有限等问题，基于“主动隔离、分级防控”学术思想，研究煤矿掘进面粉尘时空分布规律，揭示掘进司机呼吸区域粉尘污染特征及其主控因素；探究多场耦合作用下高浓度粉尘多级渐进式分级净化机理，开发多级渐进式分级净化技术；分析立体隔尘气幕与新鲜风流耦合作用下的气固两相流行为，揭示主动送风条件下气幕隔尘机制，建立气幕参数与隔尘效果的定量关系；构建煤矿掘进环境的主动送风个体呼吸防护机理模型，提出司机位置立体隔尘气幕与新鲜风流全覆盖供风策略，为掘进司机作业区域个体防护系统优化设计提供理论依据。

考核指标：（1）构建掘进工作面粉尘时空分布特征与分级净化效率关联模型；（2）提出立体隔尘气幕参数优化方法，明确关键参数对隔尘效率的影响规律，形成司机位置气幕与供风策略设计方案；（3）研制掘进工作面超洁净主动送风个体呼吸防护原理及功能演示模型1套；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：多源数据融合驱动的煤矿呼吸性粉尘时空分布反演方法研究

研究内容：针对深部多源因素耦合作用下煤矿呼吸性粉尘在线监测机制不明的问题，研究采掘作业空间呼吸性粉尘产生与运移规律，揭示通风、产尘源等因素影响下粉尘时空分布的动态演化机制；探索光散射视觉、作业文本、光电感应等多源传感原理对呼吸性粉尘的响应特征，建立粉尘浓度与多源监测信号的关联模型；构建基于有限监测点位的呼吸性粉尘时空分布反演方法，形成多源数据-视觉语言模型融合的煤矿呼吸性粉尘分布软测量技术，为井下呼吸性粉尘精准监测与预警提供理论依据。

考核指标：（1）建立呼吸性粉尘浓度与多源监测信号的关联模型；（2）构建基于有限监测点位的呼吸性粉尘时空分布反演方法；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

任务4.9：职业危害机理与防控技术

指南1：煤工尘肺早期诊断SERS检测方法与基因递送载体构效关系研究

研究内容：面向煤工尘肺早期诊断与干预重大需求，构建基于表面增强拉曼光谱精准快速无损识别方法，筛选煤工尘肺早期诊断生物标志物，开发超支化聚β氨基酯递送系统，解析载体结构与基因递送效率的构效关系，结合影像、病理与多组学数据，构建人工智能驱动的一体化早筛预警与治疗模型，探索SERS检测与基因递送协同应用的可行性，为煤工尘肺早期预警与干预提供方法学基础。

考核指标：（1）建立基于SERS的煤工尘肺相关生物标志物检测方法，实现对1~2种候选标志物的高灵敏识别；（2）开发基于AI驱动的超支化聚β氨基酯结构筛选与递送效率预测模型，构建包含≥500种结构的载体库，明确影响基因递送效率的关键分子结构特征；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：煤工尘肺表观修饰致病机理及早期生物标志物筛选研究

研究内容：针对煤矿粉尘暴露所致尘肺病表观遗传修饰机制不明、早期预警生物标志物缺乏的问题，建立煤矿粉尘暴露人群队列与人工环境“暴露仓”动物模型，构建粉尘暴露发病机制研究模型；运用表观遗传修饰分析技术，绘制cfDNA甲基化全景“指纹”图谱，探索表观遗传修饰-环境暴露交互作用对尘肺发病风险的影响；筛选煤工尘肺表观遗传修饰水平上的早期生物标志物，揭示煤矿粉尘暴露后cfDNA甲基化在尘肺发生发展中的作用；基于机器学习优化多因素风险预测算法，建立cfDNA甲基化早期识别模型，为煤工尘肺高危人群筛查与早期干预提供科学依据。

考核指标：（1）阐明煤矿粉尘暴露后表观遗传修饰相关分子通路或新机制不少于2个；（2）筛选基于cfDNA甲基化的煤工尘肺早期表观遗传预警生物标志物2~3个；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

方向5：全浓度瓦斯利用

任务4.10：全浓度瓦斯安全利用技术与装备

指南1：低浓度瓦斯热能协同乏风氧化技术研究

研究内容：面向煤矿低浓度瓦斯（甲烷体积浓度<8%）与乏风一体化氧化利用需求，针对传统蓄热氧化效率低、掺混难等问题，研究稀薄甲烷-空气预混燃烧火焰稳定机制，揭示乏风对燃烧过程的物理冷却与化学稀释作用，提出乏风热冲击下低浓度瓦斯安全稳燃调控方法；研究高温烟气对流条件下乏风自持氧化的热-质传递机理，建立低浓度瓦斯燃烧补热的乏风氧化过程模型；形成低浓度瓦斯与乏风协同氧化利用技术方案，并通过实验室规模实验验证关键性能指标。

考核指标：（1）形成低浓度瓦斯与乏风协同氧化利用技术方案1套，明确关键工艺参数；（2）实验验证乏风瓦斯处理量≥100 m³/h工况下，系统热回收效率≥90%，甲烷氧化销毁率≥95%；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南2：超低浓度瓦斯单向直流蓄热氧化技术研究

研究内容：针对传统超低浓度瓦斯蓄热氧化（RTO）运行过程中由于周期换向所导致的床温波动大、反应不稳定、效率低等问题，研究探索超低浓度瓦斯单向直流蓄热氧化的新原理、新方法，揭示新型氧化装置稳定运行的原理，明确蓄热体布置方式、运行参数调控对超低浓度瓦斯氧化效率及床温稳定性的影响机制，提出超低浓度瓦斯单向直流蓄热氧化的新方案。

考核指标：（1）揭示单向直流蓄热氧化稳定运行的新原理，明确多参数调控的耦合作用机制；（2）形成超低浓度瓦斯蓄热氧化的新方案，实现进气瓦斯浓度≤1.2%时，氧化转换率不低于95%；（3）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

指南3：低浓度瓦斯多孔介质燃烧冷态启动与动态负荷波动响应机理研究

研究内容：针对低浓度瓦斯利用中稳燃窗口窄、冷态启动过程热积累与燃烧模式演化规律不清、负荷波动下温度场重构与排放波动缺乏统一量化表征的问题，研究不同孔隙结构条件下冷态启动的燃烧模式转化与关键时间尺度规律，揭示首层及轴向孔隙分布对热反馈与稳燃边界的作用机理；分析当量比、流速及其耦合扰动下的瞬态热响应特征，探索扰动幅度与响应恢复过程的定量关联，构建可对比的瞬态响应指标体系；设计面向真实负荷波动的可复现输入与容限表征方法，建立幅度-时间尺度动态稳定性图谱，阐明结构敏感区与稳健运行窗口的形成机制。

考核指标：（1）建立冷态启动燃烧模式判据与关键时间尺度分析方法，获得不少于3种典型孔隙结构的稳燃边界；（2）构建涵盖当量比、流速扰动的动态负荷瞬态响应指标体系1套，明确关键响应参数；（3）形成真实波动条件下动态容限图谱不少于3幅，覆盖不同孔隙结构与工况条件；（4）发表课题相关高水平论文3篇，或发表课题相关高水平论文2篇、授权课题相关发明专利1项。

五、申请立项及注意事项

1. 实验室按照“公平、公正、择优”的支持原则，按《实验室开放基金课题管理办法（试行）》，通过课题申请、形式审查、专家评审的程序进行遴选，通过评审遴选后立项。

2. 请申请人认真阅读本指南和《实验室开放基金课题管理办法（试行）》（附件3），按要求填写开放基金课题申请书，经所在单位同意并签字盖章后，于2026年5月31日前将电子版申请材料发送至指定邮箱，并将纸质版申请材料（一式两份）寄至实验室。

3. 未尽事宜请与联系人沟通。

重点课题联系人已附指南后。

一般课题联系人：

任 帅  电话：0554-7620337  手机：13855467360

付大勇  电话：0554-7620338  手机：18256483412

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附件2 深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室开放基金课题申请书（2026年度）.docx

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