学科专业评审组:机械组
项目名称:煤矿掘进装备视觉定位与智能截割控制关键技术及应用
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 煤炭是我国能源安全“压舱石”。2024年国家能源局明确“重点推进开采系统智能决策自主运行、掘进系统工艺设备高效协同”,并部署十五五期间“推动煤矿智能化迭代升级”,要求2030年智能化煤矿产能比例提升至75%。智能掘进技术及装备是实现煤矿井下无人开采的关键堵点。掘进设备位姿精确测量与智能控制是巷道掘进的瓶颈问题,唯有破解方可推进定向导航、定形截割和装备协同,是支撑掘-锚-支-运设备高效、安全协同作业的核心技术。 该提名项目依托国家绿色制造系统集成项目、国家自然科学基金及10余项企业攻关课题,攻克长距离精确定位和智能截割系列化技术,研发煤矿井下恶劣环境智能掘进系统并工业化应用。最新科技查新评价,国内外未见防爆相机成像校正、单目视觉定位、智能定形截割和孪生远程管控方面的课题组以外公开报道,具有良好新颖性。经权威机构鉴定,研究成果达到国际领先水平。项目已获授权发明专利16项,发表高水平论文145篇(SCI/EI 112篇),出版专著2部,参与制定《煤矿巷道掘进机器人系统》《智能矿井掘进工作面建设标准》等标准规范,成果在西煤机、天河等掘进厂家配套,并在多个国家级智能化示范煤矿应用,经济和社会效益显著,为破解采掘失衡并助力煤矿智能化建设提供了典型范式。 成果材料齐全、规范,无知识产权纠纷,人员排序无争议,符合陕西省科技进步奖提名条件。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:张旭辉
    排名:1
    行政职务:创新创业学院
    技术职称:教授
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:主要完成人之一。负责设计煤矿井下视觉测量技术架构,在全国率先提出并推动“视觉+”在煤矿恶劣环境下定位技术与系统,推动“视觉”定位系统在全国近20个煤矿推广应用。对创新点1,2,3,4均有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:[1]陕西高等学校科学技术研究优秀成果,一等奖,矿用相机防爆玻璃折射校正与井下长距离单目视觉定位技术创新与应用,1/9,2025 [2]陕西省科学技术奖励,二等奖,煤矿虚拟工作面构建与综采设备操控技术研究与应用,1/11,2019 [3]陕西省科学技术奖励,三等奖,EBZ320悬臂式掘进机研制,5/8,2019
  2. 姓名:杨文娟
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,负责矿用相机防爆玻璃折射校正、基于激光点线特征的掘进设备单目视觉位姿测量技术攻关。对创新点1,2,3,4均有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:[1]陕西高等学校科学技术研究优秀成果,一等奖,矿用相机防爆玻璃折射校正与井下长距离单目视觉定位技术创新与应用,2/9,2025 [2]中国煤炭工业协会科学技术奖励,二等奖,煤矿虚拟工作面构建与综采设备操控技术研究与应用11/17,2018
  3. 姓名:寇旗旗
    排名:3
    行政职务:副主任
    技术职称:副教授
    工作单位:中国矿业大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,负责视觉图像处理与特征提取,保证视觉定位图像基础。对创新点2有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:[1]中国煤炭工业协会科学技术一等奖,基于AI视频的矿井安全风险感知与智能防控关键技术研究及应用,中国煤炭工业协会,4/16,2024 [2]中国煤炭工业协会科学技术一等奖,煤矿安全风险隐患综合一体化智能防控关键技术与装备,中国煤炭工业协会,16/17,2023
  4. 姓名:王亮
    排名:4
    行政职务:科技管理部部长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:西安煤矿机械有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一。完成“视觉+”定位技术验证和工业测试,共同研发基于视觉定位数据的掘进机智能管控系统。对创新点4具有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:无
  5. 姓名:毛清华
    排名:5
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,负责掘进工作面视觉+定位系统研发,对创新点3、4有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:[1]陕西省科学技术奖励,二等奖,煤矿虚拟工作面构建与综采设备操控技术研究与应用,3/11,2019
  6. 姓名:李智飞
    排名:6
    行政职务:执行董事
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西能源赵石畔矿业运营有限责任公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,负责掘进工作面视觉+定位系统搭建以及精度验证测试。对创新点4有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:杜昱阳
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,负责掘进工作面视觉+定位系统研发搭建以及精度验证测试,对创新点3、4有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:[1]陕西高等学校科学技术研究优秀成果,一等奖,矿用相机防爆玻璃折射校正与井下长距离单目视觉定位技术创新与应用,4/9,2025 [2]陕西省科学技术奖励,二等奖,煤矿虚拟工作面构建与综采设备操控技术研究与应用,9/11,2019
  8. 姓名:同娟
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一。负责掘进工作面导航定位系统研发搭建以及相关测试,对创新点3有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:张超
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,负责掘进工作面视觉+定位系统研发搭建以及精度验证测试,对创新点3、4有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:【1】陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖一等奖,矿用相机防爆玻璃折射校正与井下长距离单目视觉定位技术创新与应用,陕西省教育厅,7/9,2025
  10. 姓名:万继成
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目主要完成人之一,揭示了基于梯度比估计的失焦图像不同区域梯度信息表征,解决了井下非焦平面的图像多尺度失焦模糊量估计。对创新点2、3、4均有重要贡献。
    曾获国家科技奖励情况:[1]陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,一等奖,矿用相机防爆玻璃折射校正与井下长距离单目视觉定位技术创新与应用,陕西省教育厅,8/9,2025
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西安科技大学
    单位贡献:西安科技大学全面负责项目的的制定与组织实施。作为本项目的依托单位,为项目的顺利完成并取得优异成绩做出了重要贡献,组织并完成了项目策划和实施工作,为项目的顺利实施提供了人力资源与优质的工作环境与场所,提供了本项目所需的设备、能源、图书资料和数据库等资源,为本项目提供配套经费支持。

  2. 单位名称:中国矿业大学
    单位贡献:中国矿业大学是教育部直属的全国重点高校,先后进入国家“211工程”“985优势学科创新平台项目”和国家“双一流”建设高校行列。学校为全国首批具有博士和硕士授予权的高校之一,设有国家批准的研究生院。学校现有2个国家“双一流”建设学科、1个一级学科国家重点学科,8个二级学科国家重点学科,21个一级学科博士点,9个国家级科研平台,55个省部级科研平台。 作为本项目的参与单位,为项目的顺利完成并取得优异成绩做出了重要贡献,负责视觉图像处理与特征提取,保证视觉定位图像基础技术研究。

  3. 单位名称:西安煤矿机械有限公司
    单位贡献:西安煤矿机械有限公司主要负责项目的推广及应用。应用西安科技大学研发的“矿用井下长距离单目视觉定位技术”到公司的掘进装备上,提高了公司掘进装备智能化水平,相关技术通过了中国煤炭工业协会鉴定,鉴定结果为“国际先进”。完成“视觉+”定位技术验证和工业测试,共同研发基于视觉定位数据的掘进机智能管控系统。

  4. 单位名称:中国重型机械研究院股份公司
    单位贡献:中国重型机械研究院股份公司负责掘进工作面导航定位系统研发搭建以及相关测试。

  5. 单位名称:MARCO(北京)自动控制系统开发有限公司
    单位贡献:MARCO(北京)自动控制系统开发有限公司负责矿用相机视觉测量性能测试,包括畸变校正、视觉定位等方面的工程应用。

  6. 单位名称:陕西能源赵石畔矿业运营有限责任公司
    单位贡献:陕西能源赵石畔矿业运营有限责任公司作为陕投集团旗下陕西能源投资股份有限公司的全资子公司,承担着赵石畔煤矿的建设与运营管理职责。作为本项目的重要参与和实施单位,公司在科技创新与应用推广方面做出了实质性贡献。在智能控制技术方面,公司积极参与研发了悬臂式掘进机视觉/惯导组合定位系统,实现了井下长距离、高精度、实时的位姿测量与控制,为掘进机定向导航、定形截割和防碰撞提供了坚实的技术支撑。在应用推广方面,赵石畔煤矿作为关键技术落地的重要试验基地,全程配合完成了系统的现场应用测试、优化完善与工程实施工作,有效保障了项目安全高效推进,显著提升了技术方案的实用性与可靠性,为项目成果的工业化应用和推广提供了关键支撑。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处