为了解决断层带散体煤复合顶煤巷支护技术难题，以枣园煤业有限公司断层带散体煤复合顶巷道为研究对象，通过分析巷道围岩变形失稳机理，以散体煤复合顶巷道内外承载结构控制原理及“一优化三强化”支护原理为指导，提出了“四高”锚杆强化支护技术、预应力长锚索加固破碎顶板技术和高帮锚索梁加固技术为主的巷道围岩控制技术。矿压观测数据表明，断层带散体煤复合顶煤巷支护原理科学，支护技术先进，巷道围岩变形量得到了有效控制。

为了解决目前堵塞器封堵质量难以控制，炮眼利用率低，易出现“打枪”或者炸药拒爆等问题，采用了理论分析和实验研究相结合的方法，分析了堵塞器堵塞机理，对堵塞器的结构和长度进行优化设计，通过摆锤冲击实验验证了堵塞器的堵塞效果，并分别对粘土堵塞器和楔形体堵塞器进行工业试验，结果表明：采用了楔形体堵塞器，单循环进尺提高了10%，炮眼的利用率提高了10%，装药量降低了16.3%。

针对当前机械设备的复杂化，且煤矿井下设备工作环境的多样性的特点，研究了一种基于专家系统和人工神经网络的机械设备故障诊断系统，该系统首先能够较精确的定位机械设备的故障，其次通过专家系统能够为故障提出解决方案，为维护人员提供参考，并且该系统具有能够对设备工作状态的实时监控的功能，为保障煤矿井下机械设备的安全正常运转提供保障，经实际测试，发现该系统具有较好的收敛性，经过6000次迭代，误差小于0.005，达到了实际工作的要求。

针对现阶段避难硐室内使用蓄电池作为备用电源，有成本高、对环境要求高、安全可靠性低等缺点，提出使用气动发电的方式来节约成本，增加供电安全可靠性，同时清洁环保。通过对避难硐室的用电设备分析，计算了硐室实际用电量，来确定气动发电系统的具体设备和工作流程，即从井下避难硐室供风管道连接储气罐，经过气动三联件输出稳压气体，带动气动马达转动，通过胶带传送使发电机同步运转发电，然后经过综保输出稳定电流。通过现场试验，该系统可以在硐室正常工作提供127V的稳定电压并供应最高达800W的电量，使硐室的供电、监测等用电设备可以正常有效运作，保证了避难硐室的安全可靠。

在介绍海拉尔煤矿采空区现状的基础上，对采空区诱发的系列危害进行分析，并针对采空区及周边环境的实际情况，进行调查研究，采用工程措施与生物措施相结合，进行采空区再利用和植被恢复。实践结果表明，通过采空区治理，恢复了采空区及周边的地质环境，实现了矿业开发与矿山地质环境保护的协调发展。

呼和乌素煤矿露天采坑因与小煤窑采空区贯通导致突水被淹，进而波及呼和乌素井工矿和临近补连塔煤矿采空区，基于此，研究采取了封堵突水点、注浆封堵突水巷道、积极排水、可控疏水降压等措施，并提出了永久解决乌兰木伦河对相关矿井影响的应对方案，保证了矿井的安全。

通过对近年来我国煤炭行业经济效益下滑的分析，得出的结论为：首先，宏观经济不景气是造成煤炭需求下降的主要因素。其次，前期煤炭投资产能释放以及企业追求短期效益造成煤炭市场的供给量不断增加，而进口煤炭也在一定程度上加剧的市场供给。需求下降、供给增加必然造成煤炭价格下跌。在销量下滑和价格下跌的背景下，煤炭企业总收入必然下降。此外，煤炭生产投入的不断加大以及企业不合理费用的存在都影响着企业的经济效益。

投资控制是建设单位管理的主要任务之一，一旦管控不当，很容易出现投资超预算的现象。为了实现对千万吨矿井建设投资控制的评价，以同忻煤矿为研究对象，建立评价指标集，采用层次分析法确定指标权重，引入相对二元比较法确定指标隶属度，最后结合模糊综合评价方法对投资控制效果进行评价，并找出对投资影响较大的关键因素。该研究有助于煤炭企业总结经验教训，实现重点控制。实践证明，F-AHP模型极大地克服了主观性影响，具有综合性、科学性、可操作性的优点。

为了从瓦斯爆炸事故中汲取经验教训，并将其应用于煤矿现场工作中，构建了基于案例推理的矿井瓦斯爆炸事故案例分析系统，通过该系统可以实现事故案例隐性知识向显性知识的转换，充分挖掘事故的全部信息要素，可以进行矿井瓦斯爆炸事故的根源原因分析，并实现历史案例的相似检索。

文章针对频发的矿难，分析提出员工素质是主要的影响因素，通过采用文献研究法、对比研究法和应用研究法等分析了目前我国煤矿企业员工素质偏低的原因，最后提出了如何打造煤矿企业高素质员工队伍的一些措施。

介绍了20世纪80年代在陈四楼主副井冻结设计中，建立的冻结壁厚度、掘砌段高、冻结壁平均温度计算和计算参数优选四位一体的冻结设计计算体系，该体系有效解决了厚度小于等于400m冲积层冻结设计难题；进入21世纪后，随着冻结井筒所穿过的冲积层厚度的迅猛增长，对四位一体的冻结设计计算体系进行了新的探索与完善，并在几十个深冻结井中进行工程实践，较好地解决了400～600m深厚冲积层的冻结设计和防止冻结管断裂的技术难题。

由于矿权设置混乱、地质勘查报告质量低下、政府管理部门出台规定较多等主要原因，近十多年来，在编制矿井可行性研究报告中对地质资料的使用、分析评价、开采技术条件的分类等存在很多混乱，根据多年的设计评审经验，提出了地质勘探报告的合理摘录、正确确定矿井开采技术条件、矿产资源/储量的分类与计算、对地质勘查程度的评价与建议等观点和方法，以供设计参考。

通过资源优化配置、调整井田边界，实现了崔家寨矿、单侯矿的合理开采布局，将崔家寨四采区划归西细庄矿开采，单候矿F18断层以西资源划归资源枯竭的兴源矿开采，不仅解放了呆滞资源，充分利用了现有矿井生产设施，提高了生产能力，而且延长了矿井寿命。煤炭矿区根据实际变化情况，适时优化资源配置、调整井田边界，对矿区资源开发布局及合理开采具有重要意义。

介绍了薛庙滩煤矿资源整合设计的主要设计内容，在尽可能利用矿井原有井巷、运输系统、地面生产生活系统的前提下，主要对主提升、辅助提升、通风系统进行了改造，实现了整合项目利益的最大化。从该设计中归纳和总结了煤炭资源整合设计的主要原则、方法和经验，为类似整合项目的设计提供了一种方法和思路。

以亭南煤矿二盘区大采高工作面及区段煤柱为研究背景，采用理论计算、现场实测分析了煤柱中部核区宽度及破坏范围，并通过数值模拟分析了盘区已采工作面侧向应力的影响范围及四种不同尺寸煤柱塑性破坏情况。研究结果表明：煤柱破坏情况受采动影响较大；在距煤柱边缘0～3m范围内为破碎区，距煤柱边缘3～6m范围内发生不同程度的破坏，但仍具有一定的承载能力；采空区侧向低应力区为4～20m；当宽度为10～12m时煤柱中部破坏小，结构稳定，最终确定适合亭南矿区段窄煤柱合理尺寸为10～12m。

结合显德汪矿九采区东翼的实际情况，提出了以巷旁无充填沿空留巷为核心的无煤柱连续开采技术，研究设计了具有强力切顶、高阻让压和可缩协调等组合支架，并对单体液压支柱的支护密度进行了计算，通过工作面开采与留巷支护的时空演化关系分析，最终形成了“采—留—修—铺—搬”的时空衔接开采技术，实现了两相邻工作面的快速连续高效开采，创造了可观的经济效益。

对立井防爆门工况进行了研究，针对传统防爆门存在的问题，介绍了一种在传统立井防爆门基础上的改进型防爆门设计。该防爆门通过钢丝绳、导向轮将防爆盖上均布的4个提升点与1个配重块连接，实现了防爆盖4个受力点同步受力、同步升降的功能，解决了传统防爆门平衡块不能同步升降、容易损坏的问题以及漏风、油槽积水等问题。

针对现有液压支架电液控制系统控制距离短、通信实时性差、协议不公开等问题，结合煤矿开采环境以及无人化开采的需要，提出了一种基于RS485总线和实时数据库的液压支架远程控制系统，介绍了系统的结构组成，设计了井下远程控制通信系统以及地面网络化控制通信系统，给出了通信方案、通信原理以及通信协议，并且通过模拟实验和分析，实现了液压支架的本地控制、远程控制以及井上主机的网络化控制。

为了将在建煤矿建设成为新型低碳矿井，通过对煤矿地热、可再生废热和各种余热资源的分析，寻求适合煤矿特点且安全可靠的新型冷热源。根据矿井井下回风和排水的特点，设计利用水源热泵与矿井回风换热技术相结合提取井下回风的能量，提供煤矿冷热源，取代常规的燃煤供热锅炉，并通过对淮北信湖煤矿回风热能利用系统设计参数、设备选型及存在问题等方面进行分析总结，为新建煤矿冷热源系统设计提供借鉴。

基于新疆淮东煤炭资源开采过程中顶底板和夹矸的混入导致煤质不稳定的情况，以大井南矿井配套选煤厂工艺设计为例，介绍了原煤灰分预测，资料调整以及分选工艺的确定方法，指出在设计过程中，应重视煤质资料分析和校正；对于动力煤选煤厂，在满足产品的要求下，应尽量降低末煤的入选量；要充分考虑系统的灵活性，适应煤质和产品结构的变化。

建立了极限状态方程，结合大量试验数据，采用一次二阶矩法(FOSM)对无机胶植筋进行了可靠度分析，提出了基于可靠度理论的无机胶植筋的锚固长度计算方法，算例分析结果表明，实际工程中常采用的植入深度为15d基本满足设计要求，但并不合理，无机胶植筋的锚固长度应综合考虑不同锚固条件的影响。

针对王家岭煤矿大断面回风大巷(6.5m×5.25m)的特点，采用理论分析和数值计算的方法确定了巷道顶板锚杆、锚索间排距分别为900mm×900mm和1600mm×1800mm 的支护参数；对巷道围岩变形的监测结果表明：距掘进工作面0～55m范围内顶底板移近量最大为117mm，两帮移近量最大为105mm；55～100m范围内顶底板移近量不超过5mm，两帮移近量不超过4mm；100m以外，巷道变形量基本不再增加；较好地控制了巷道围岩变形。

针对淮北青东矿7261工作面回采巷道的复杂地质条件，通过实测获得了回采巷道的矿压显现规律，并且利用FLAC3D数值模拟软件分析了回采巷道应力分布特征，综合矿压显现规律和回采巷道的数值模拟应力分布特征，得出了巷道受工作面回采超前支承压力影响范围和侧向支承压力影响范围，根据其影响范围和巷道围岩的情况，制定回采巷道在开采期间的超前分区加固措施，确保巷道在回采期间的稳定性。结果表明：回采巷道的矿压显现规律、工作面超前支承压力分布和巷道两侧支承压力分布指导了回采巷道围岩分区动态加固支护技术，保证了7261工作面的回采巷道在开采期间的安全稳定。

针对急倾斜走向长壁工作面综采设备安装因煤层倾角大，钢梁起吊工艺复杂、适应条件苛刻，平板车装运易引发平板车下道或设备倾倒等问题，通过在切眼内安设滑道，上口浇筑转运平台，采用绞车控速、滑靴导向、设备横向自溜下放的安装技术，保证了综采设备平稳运输提高安全系数的同时减少了起吊装卸工序所需人员和工时，加快了安装速度，降低了劳动强度和安装成本。

首山煤矿己15、己16-17煤层为煤与瓦斯突出煤层，为了防止己15-12070工作面机巷揭煤过程中发生煤与瓦斯突出，根据己15、己16-17近距离煤层赋存特征，提出了低位巷穿层钻孔预抽己16-17煤层及己15煤层揭煤区域煤层瓦斯，并进行区域措施效果检验及区域验证，较好地解决机巷揭近距离近水平煤层的防突技术问题。

国投新集一矿210606工作面掘进期间受上方210806工作面采空区积水的威胁，通过分析研究，打破常规探放水模式，提出在-550m轨道石门施工俯角钻孔超前探放210806面采空区积水的方案。实践证明：利用俯角钻孔负压状态下超前探放老空区积水是完全可行的，具有操作安全简单、可控性好、放水流量稳定、维护运行费用低、疏放水工期超前等优点，为类似条件下超前疏放老空区积水提供了宝贵的经验。

矿井2052工作面靠近五煤风氧化带，巷道掘进过程中出现不同程度的煤层冲刷变薄甚至消失，为了解工程地质情况，在胶带巷掘进迎头和侧帮采用井下三分量多测线联合观测，将现场采集的数据处理后，绘制出相应的地震剖面和三维数据体视图，据此推算出迎头前方约90～120m存在异常反射带，侧帮异常界面深度介于24～36m之间。经现场钻探验证分析，风氧化带边界位于胶带巷靠工作面一侧30m范围内，而迎头未能探测到煤层，建议在原探点掘进约50m后再进行探测。

为了解决大倾角厚煤层大采高工作面煤壁片帮难题，采用现场实测与理论分析的方法，分析了大倾角大采高煤壁片帮特征与机理。结果表明，大倾角大采高工作面煤壁片帮除具有一般倾角煤层频次高、范围大、分区域等特征外，还具有蔓延性与滑冒特点；从可控与不可控角度对影响片帮因素进行了分类，认为顶板压力、煤体自重及其物理力学性质等是导致片帮主要影响因素，并提出了“严控支架阻力、全方位弱化顶板、超前加固煤壁、降低伪斜角度、全时矿压监测”的煤壁片帮综合防控技术，有效地解决了大倾角大采高条件下工作面煤壁片帮问题。

为了解决低透气性松软单一煤层开采的瓦斯积聚和超限问题，以余吾煤业低透气性松软单一的3#煤层为研究对象，通过研究典型工作面瓦斯涌出特征，掌握了来压与瓦斯涌出的相关性，并确定了工作面瓦斯涌出的主要来源，提出并完成了羽状水平分支抽采井的搭建，考察和评价了“羽状水平分支抽采井”的抽采效果。

为实现煤与瓦斯突出煤层的安全高效开采，运用现场实测、力学分析与数值模拟的方法，研究了保护层与被保护层间有完整厚“屏障”岩层时，该完整厚岩层对瓦斯释放作用的影响。分析了上保护层开采过程中，完整厚“屏障”岩层的应力变化规律和破坏规律。研究结果表明：保护层开采后，该岩层中应力减小到原岩应力的43%，岩层通透性增大；底板塑性区穿过完整厚“屏障”岩层，深度超过20m，岩层出现的新裂隙与旧裂隙贯通形成“瓦斯通道”，一般破坏发生在煤壁后方5m左右的底板中；说明了保护层作用不受该完整厚岩层控制，被保护层在开采过程中，采空区残留的解析瓦斯可能造成工作面上隅角瓦斯积聚，生产过程中要加强瓦斯监控。

为提高资源回收率，在豫西“三软”煤层矿区，进行煤层复采，回收残留煤炭。通过矿压观测与分析，获得了复采区工作面支柱工作阻力大于原始煤层区；工作面来压较明显；复采区工作面来压步距较短；复采工作面压力分布不均匀等矿压显现的重要特征，为复采采场支护和工艺技术研究提供了基础资料。

为研究淮北煤田地温场特征及形成机理，分析了临涣矿区不同构造单元井田的地温场特征。结果表明，研究区的地温梯度介于1.36～3.77℃/hm之间，各井田的平均地温梯度介于2.05～2.89℃/hm之间。研究区内以正常地温为背景，高地温梯度值主要出现在背斜和断裂密集发育区域，高温异常也主要出现在褶曲隆起和深大断裂密集发育区。分析表明构造形态特征和断裂发育情况是研究区地温场特征的控制因素。

基于煤体自燃的一般理论，结合鑫安煤矿1307刀把工作面的特殊情况，设计了具体的“三带”监测方案，根据前期部分实测数据并结合数值拟合的方法预测了工作面采空区“三带”的分布规律。后期回采过程中进一步现场实测了“三带”的分布范围，选取D1测点对数据进行Spss分析，分析结果与预测范围相似度极高，最终确定“三带”的分布范围：散热带0～12m，自燃带12～27m，窒息带大于27m。

露天和井工开采导致边坡岩体应力场发生改变，进而节理扩展，损伤增加，强度降低。根据Kawarnoto损伤张量概念、等效应变原理及断裂力学理论，对安太堡煤矿露井联采条件下的节理岩体损伤演化进行了模拟，得到了边坡岩体在露采与井采时的损伤张量分布。露天开采后损伤度峰值达到0.590，采动影响范围约30m；井工开采对边坡面附近岩体影响较小，损伤几乎没有增加，采空区上部岩体损伤度峰值达0.5～0.8。

针对矿用液压支护设备检测技术发展需求，提出了基于现场总线的多节点同步通用型矿用液压设备测控仪器平台设计方案。研究了现场总线测控技术，将监测目标进行多节点单元划分，采用任务索引及传感器动态重组机制实现测量目标的可重组。平台采用模块化设计完成特定仪器的动态设计和多参量测量数据的在线分析，测量仪器系统采用多个测量目标在测量平台上进行统一配置并调度。生产应用表明系统满足预定要求且验证了系统的可靠性和高效性。

针对煤矿风机系统振动故障的复杂性，提出了一种基于遗传算法优化BP神经网络〖DK〗(GA-BP〖DK〗)的故障诊断方法。依据归一化的故障特征量样本和目标期望输出，对诊断网络进行了达标训练。通过验证数据进行网络诊断测试，证明该方法可以满足风机故障诊断的快速性和准确性。

针对半圆拱形巷道中电磁波的衰减率无法通过经典波导模型理论得到精确解。采用等效分析方法，利用矩形巷道最低衰减模式等效半圆拱形巷道中的最低衰减模式，可以近似分析半圆拱形巷道中电磁波衰减率的情况。等效结果表明，对于较大尺寸的半圆拱形巷道，使用等面积等形状因子的矩形巷道等效效果最好，在900～1000MHz频段与计算衰减率的误差率很小，频率越大，效果越明显；对于较小尺寸的半圆拱形巷道，使用等面积等形状因子和等面积定形状因子k=1.7的矩形巷道等效效果较好，在900～1000MHz频段与计算衰减率的误差率很小。研究证明这种等效方法是可行的。

首选论述了采用环状静电传感器监测矿山机械设备液压系统吸油管路故障是可行的，然后通过采用有限元电磁场分析软件ANSOFT对静电传感器灵敏度进行仿真研究，得到了静电传感器的灵敏度分布状况的三维解释。进行了静电传感器灵敏度仿真实验，验证了电极灵敏度分布。仿真结果表明，选取电极宽度为5mm可获取较好的电极灵敏度，最后结合自建实验装置进行验证，进而得到了电极宽度和信号带宽的关系。

为保证深厚冲积层冻结深井井壁高强混凝土设计及施工的安全，在现行的中国国家标准规定的基础上，采用两种不同的方案计算得出了大于C80混凝土轴心抗压强度设计值，并与按欧洲混凝土结构设计标准计算得出的取值进行了比较，给出了保证工程安全的建议值。采用与C80混凝土相同的αc1，按线性外推法确定高强混凝土脆性折减系数αc2得出的混凝土轴心抗压强度设计值，安全性优于欧盟最保守算法(αcc取系数0.8)的取值，为我国开发深部煤炭资源、解决深厚冲积层井壁结构设计提供了依据。

为了有效回收有限的炼焦煤资源，提高炼焦煤资源的利用效率，以西曲选煤厂重介中煤为研究对象，对其进行了破碎、超细磨、分步释放及絮团-浮选的抑制剂优化试验。结果表明：对于嵌布粒度很细的西曲中煤，采用分步释放浮选试验很难得到高产率的低灰精煤；而通过絮团-浮选试验可得到产率为36.31%、灰分为17.64%的高产率低灰精煤，为了进一步降低精煤灰分，进行了抑制剂种类和用量的药剂制度优化试验，得到了灰分为12.83%的精煤。

通过热压成型试验，对煤与生物质成型理论进行了探讨。在此基础上，提出了假说：在生物质型煤压制过程中，由于外界做功、界面消失释放界面能而使颗粒温度发生“跃升”，煤颗粒和生物质颗粒在此过程产生大量焦油，其中分子量大的组分以液态和熔融状态充当粘结剂，以实现煤与生物质的成型。结合热重试验结果和能量守恒定律证实了假说的合理性。

针对无烟煤浮选精煤泡沫稳定性极强、粘度大、难以消除的问题，对其进行粒度、密度和物相分析，并采用四种物理消泡方法分别对浮选精煤进行了消泡试验。结果表明，静置消泡方法不能有效消除三相泡沫；升温法可快速有效消除三相泡沫，但能耗高；机械搅拌消泡可以消除大量的泡沫，但在输送过程中易二次起泡；喷水消泡法消泡效果较理想，但其耗水量大。

为了深入分析地表沉降，采用D-InSAR技术对矿区高速公路及附近开采区沉陷进行监测，通过GIS叠置分析，得到了监测区的下沉范围及高速公路变形量大小，分析了高速公路的安全性，与常规地面实测结果比较，证明了InSAR监测的精度及可靠性。

针对煤矿用特种防爆柴油机车辆全液压驱动车辆行走系统采用液控闭式系统所存在的弊端，在研究了非煤矿用车辆用全液压驱动闭式行走系统电液控制技术的基础上，设计出了适合于煤矿用特种防爆柴油机车辆用全液压驱动车辆防爆电控闭式行走控制系统并在矿用特种防爆全液压驱动车辆行走控制系统中得以应用。经过1年来的推广试验，结果表明该系统能实现防爆发动机与液压系统的自动匹配，能提高发动机的功率利用率，可获得比现有液控闭式行走系统更好的综合性能(爬坡能力提高10%以上，油耗降低5%以上)。

为了解决煤矿井下多功能铲运车工作机构的设计及其举升臂强度的问题，利用数字化产品设计软件Solid Works构建了该工作机构的三维模型，并根据其在静载工况下的受力状态，利用SolidWorks/COSMOS模块对其关键件举升臂做了有限元分析研究，通过分析完成了其结构设计，强度校核，最后得出结论，提出改进方案，为工作机构的设计提供了很好的理论依据。

针对目前矿用喷涂机械手操作不灵活、喷涂效果差、容易受干扰等问题，研究并设计了一种成本低、实用性强的喷涂机械手的控制系统。该系统采用S7-200PLC和2MA860H驱动器控制86BYG250A步进电机构成开环控制系统，实现了较精确的位置控制。并通过对X-Y轴矿用喷涂机械手的控制，验证了该系统操作简单、高效稳定、节能环保、抗干扰能力强，可以广泛地用于各种矿用设备的喷涂。

利用流体计算软件，对两级串联旋风分离器内部流场分布及不同操作参数下旋风分离器的分离性能进行了数值模拟，并将CFD仿真结果与经验模型结果进行了对比分析。结果表明，CFD预测值与经验模型计算结果分布趋势相同；在入口浓度一定时，随入口风速的增大，旋风分离器分离效率提高，压降增加；相同入口速度下，分离效率随入口浓度的增加而降低，压降升高。