针对星村矿3207轨道巷复合顶板松散破碎、顶板下沉量大、锚索破断等变形特征，分析了巷道变形破坏的原因、复合顶板巷道变形规律和控制技术要点，提出了采用“预应力中空注浆锚索+锚网索”联合支护方案，加强顶板支护强度，充分发挥围岩自承能力。现场工业性试验表明，该支护方案能有效控制巷道围岩变形。

以开滦集团唐山矿软岩条件下T1493风道绕道和T1493溜子道绕道的支护作为研究对象，通过现场地质详查对软岩巷道的工程地质力学性质进行评价分析，并采用理论分析、数值模拟相结合的研究方法，研究了深部开采软岩巷道高应力环境下巷道的失稳机理，确定了巷道的支护参数，保障了巷道在开采过程中的安全性，为其他矿井在相似地质条件下的软岩巷道支护提供一定技术借鉴。

针对煤矿支护设备与岩层控制技术标准体系建设中存在的问题，系统介绍了其发展现状及建设过程，详细分析了煤矿支护设备与岩层控制技术的标准化要求。建立了煤矿支护设备与岩层控制技术标准体系框架，研究了煤矿支护设备技术标准的制修订过程与实施方法。煤矿支护设备与岩层控制技术标准体系的建立为我国煤矿工程设计、施工、设备制造、生产服务等提供了标准支撑，推动了我国煤矿支护设备与岩层控制技术的发展。

针对大宁煤矿3^#煤层赋存条件及工作面原有巷道布置特点，分析了回采巷道顶板大面积下沉原因，结合错层位巷道布置的特点，提出调整巷道布置位置解决巷道维护困难的思路，并对工作面巷道布置方案进行了优化，最后对确定的优化方案进行了工作面设计，经计算验证该方案具有较好的社会效益和经济价值，为错层位采煤法的进一步推广提供了依据。

针对孤岛工作面大煤柱留设造成的资源浪费和巷道变形量大的问题，采用了理论计算和数值模拟相结合的手段，确定了郭庄煤业2306孤岛工作面留设窄煤柱的可行性，并对比分析了常规工作面开采与孤岛工作面开采条件下以及大煤柱与不同宽度煤柱情况下的巷道变形量和应力值的分布情况，确定了窄煤柱的合理留设宽度为8m，经现场应用结果表明窄煤柱在对孤岛工作面底鼓的治理有明显的作用。

根据吉宁矿矿井设计巷道的布置特点，以节省投资、缩短工期、减少建设工程量为原则，优化布置了采区水泵房与水仓系统。在充分发挥泵房作用的同时，潜水泵房合并了水泵房硐室的配水巷、吸水井、配水井等硐室，简化设置泵房硐室，减少了泵房硐室的密集布置，并避免了巷道间工程应力的相互干扰，实现了水泵房硐室稳定性整体提高，减少了水泵房施工工程量，节约了矿建投资。

通过分析开采引起的各种移动变形，对水体拦水坝的破坏机理进行了分析，结合各水体拦水坝的结构特点和所承受的开采变形情况，提出了针对性的井上下治理措施。其中，西佛店、大淑村、南旺和香山圆水体需在开采过程中对拦水坝裂缝进行治理|矸石山水体和香山水体需要在开采前对拦水坝进行工程治理，在开采过程中对坝体裂缝进行治理。

在分析常用障碍物检测方法基础上，提出了一种基于数字图像处理的行人监测预警系统。介绍了该系统的整体结构及软件设计，指出该系统首先利用霍夫直线检测在图像上确定铁轨的位置，然后运用支持向量机(SVM)在前方铁轨上检测行人，当出现行人时以声光报警的形式提醒司机注意前方的行人。最后进行实验，结果表明，该算法能很好的识别轨道上的行人并提前报警。

我国煤矿中普遍存在越界开采的现象，为了实时地监测煤矿井下是否存在越界开采，设计了一套基于ARM与FPGA的高精度煤矿防盗采监测系统。该系统采用传感器和前端采集控制模块采集矿井下的爆破震动信号，并将其传送到ARM主控芯片，对数据做相应处理后通过无线传输到监控中心，对其进行分析和处理。系统通过使用GPS实现不同采集终端之间的同步采样。此外，系统采用无线传感网传输数据，增加了安装的灵活性和降低建设成本。实验结果表明：该系统可以精确地判断煤矿越界开采的位置和时间，实现井下开采信息的实时监测，方便国家对矿山开采实施监督和管理。

针对煤炭传统开采工艺存在的矸石无效运输、地面环境污染和地表沉陷等突出问题，以实现矿井清洁生产、建设绿色矿山为目标，在新巨龙公司大型矿井的煤源、煤质分析的基础上，创新性地将重介浅槽工艺应用于煤矿井下，设计了千万吨级煤矸分离系统，并针对性的进行了巷道布置，实现了矸石不升井，取得了良好的效益。

在能源需求与环境污染矛盾日益突出的经济发达地区，以水煤浆替代直接燃煤是降低排放总量、改善环境质量的有效途径。针对用户型水煤浆厂特点，设计采用高浓度磨矿制浆工艺，着重介绍了主要生产环节的设计思路及设备配置，以及生产调试情况。调试结果表明水煤浆产品的数量和质量均达到设计要求，完全能够满足水煤浆用户需求。

结合我国煤矿矿井生产规模提高，提升能力加大，提升设备增多的现实背景，介绍了内蒙古葫芦素煤矿主井井塔的方案设计，通过设计过程的描述，对此类超大直径深立井井塔的设备特点及要求做了总结，提出了相应的建筑结构方案中提升系统类型的选择以及平面布置、竖向布置的基本原则。

以整合后服务年限较短的堡子矿井为例，分析了矿井运煤道路线路位置确定后，直接采用梁桥方式横跨续鲁河可能出现的问题，从矿井运煤道路跨续鲁河现场实际条件出发，提出了过水路面、多孔涵洞方案，与原规划的桥梁方案进行比较。从安全性、经济性及合理性对三个方案进行对比，最终确定采用多孔涵洞方案更为经济合理。

设计了一种提高LonWorks控制网络安全性的安全鉴别系统。采用基于Time Server硬件的不重复数鉴别方法，可利用时间服务器的信息用于鉴别，克服了传统的控制网络鉴别“长报文”低效问题，可以应对“重放攻击”，适应工业控制网络带宽受限和实时性的特性。

结合卧龙湖煤矿8102工作面煤层开采的具体工程条件，运用理论计算、数值分析和工程实践相结合的研究方法，分析了8102工作面沿空留巷顶板覆岩运移规律、围岩位移变化及应力分布特征。理论与数值模拟结果表明：8102工作面巷旁充填体在顶板活动过渡期和后期受其影响较大，支护阻力应大于13.5MN|当充填体宽度为3m、强度为5.3MPa时，技术和经济效益最佳。工程应用结果表明，留巷顶板下沉量最大148mm，两帮移近量最大160mm，围岩变形较小，该充填技术在8102工作面风巷沿空留巷得到成功应用。

以四棵树煤炭有限公司八号井B51107综放工作面为工程背景，针对特厚煤层综采放顶煤工作面初次放顶容易造成大面积悬顶等一系列安全隐患，对特厚煤层综采放顶煤工作面采用两巷超前中深孔预爆破初次放顶方法及关键参数选择进行了初步探索。在工作面运输巷和轨道巷内向开切眼巷布置炮眼，实施中深孔预爆破。该技术在顶煤回收，消除顶板大面积来压安全隐患以及防止回风隅角瓦斯超限等方面取得预期效果，实现了B51107综放工作面初采期间的安全、高效生产。

以木城涧煤矿大台井-10m水平急倾斜分层巷道为研究对象，通过相似模拟实验、现场监测等方法，研究了急倾斜煤层水平分层开采矿压显现规律，在此基础上对大台井-10m水平第二分层顶板巷进行了重新设计，提出了急倾斜巷道支护设计优化方案。并通过工业性试验对巷道变形量进行了监测，结果表明，采用新的巷道支护方案后，巷道变形量明显减少，支护效果明显。

在21203综采面切眼上山探放采空区积水工程设计、施工过程中，从专用探水巷设计、钻场防护、钻孔孔口控水装置、钻孔设计施工管理等方面综合探索适合云盖山井田二1煤层松软厚煤层条件下的探放水施工安全保障技术。实践证明，该技术确保了工程安全施工，取得了显著的安全与经济效益。

为保证安全高效通过永夏矿区标志含水层K6砂岩，在施工顺和煤矿主井井筒-565～-705m基岩段时，采用工作面大段高预注浆施工方案。注浆结束后，单孔涌水量减少到了1.01m3/h以下，取得了显著的效果，为井筒掘砌施工创造了良好条件，使井筒得以安全顺利落底。

针对深部高应力煤与瓦斯突出区域进行钻孔施工时易发生钻孔喷孔现象，导致瓦斯超限和水煤粉伤人等问题，分析了打钻喷孔发生机理，提出了改进钻进工艺、增加巷道供风量、优化瓦斯喷出缓冲装置、提高钻孔抽采负压等综合防喷孔措施，结果表明：喷孔程度从初始的一次性最大5t煤水混合物，控制到间歇性的60kg煤渣|回风流瓦斯浓度从原来的1.5%，控制在0.7%以下，杜绝了瓦斯超限事故。

摘为确定工作面终采线的合理位置，结合理论计算与FLAC3D模拟，研究不同终采线位置条件下巷道围岩的应力分布及变形破坏规律。结果表明：71311工作面超前支承压力的峰值位置距煤壁约为8m，影响范围在20m左右|当终采线与71312上区段平巷的距离为20m时，顶底板破坏深度趋于稳定|在考虑到安全生产及多采煤的情况下，确定终采线与上区段平巷的距离为20m。

针对郭家河煤矿1306综采工作面切眼因地质条件变化掘进后呈拱状的安装条件，介绍了工作面主要安装设备，分析了工作面安装的准备工作，从液压支架、刮板运输机、采煤机三方面提出了综放工作面设备快速安装的技术途径，实现了1306工作面安装的快速化、安全化、经济化，为类似条件下综放工作面的安装提供了成熟的技术经验。

0102102综采面位于厚煤层首采分层，具有瓦斯含量高、涌出量大、煤层透气性好的特点。结合该采区地质条件，综合分析工作面瓦斯涌出原因，建立立体网格式瓦斯抽采体系，开采前期采取向本煤层施工定向钻孔、底板穿层钻孔、顺层钻孔，邻近层施工定向钻孔的抽放方案，使煤层瓦斯含量下降到6.57m3/t，可解吸瓦斯量为3.75m3/t，抽采率达到82%|开采期间采取本煤层施工顺层钻孔抽采配合工作面上隅角预埋管、高位钻孔、地面钻孔和瓦斯巷埋管等抽放方案，使瓦斯抽放量达到79.2m3/min，工作面瓦斯浓度稳定在0.32%～0.42%，上隅角瓦斯浓度稳定在0.62%～0.76%，回风流瓦斯浓度稳定在0.48%～0.58%。

为了实现对朱集矿首采面回采期间顶板的安全有效管理，从ESG公司引进一套矿山微震监测系统MMS(Microseismic Monitoring System)，采取现场工业性试验的方法，对工作面上覆岩层的微震活动实施连续监测。结果表明：微震事件主要分布在顶板岩层中，煤层和底板事件很少，且事件主要位于工作面前方，工作面及其后方事件较少|微震事件的发生具有明显的周期性|首采面覆岩的裂隙主要分布区间为-840～-880m之间(距地表垂距)|次要分布区间为-800～-840m、-880～-900m。以上试验结果为工作面覆岩动力灾害的预测及裂隙带的瓦斯抽采提供了依据。

针对有些工矿机电设备必须考虑相序、由于相序错误导致电机反转会造成严重后果、但传统相序保护器只对错相保护而对缺相状况无能为力的问题，设计一种全新保护器，该保护器对三相来电分别采样、整形，得到三个逻辑方波送到相序判别逻辑控制单元，对于正常相序，控制单元产生一系列脉冲通过晶体管驱动LED发光，与LED封装在一起的光敏电阻受光照后使另一开关管得到基极偏流而导通，使接触器吸合，电机得电启动运转|反之，假如接错相序或电源缺相，指示灯会熄灭，接触器断开，电机停转保护人身财产安全。该保护器可以制作成一个电路模块，随时配合任何一台三相交流机电设备完成保护工作。经过煤矿实际应用，该保护器应用灵活、性能稳定，性价比较高。

针对大倾角煤层采场顶板受力特点建立了非均布载荷作用下顶板的固支梁模型，分析了顶板受力特征，并且结合工作面倾向覆岩运动特征分析了大倾角煤层开采时的矿压显现规律。研究结果表明：大倾角采场顶板压应力最大值位于下端头处梁的下表面，其值比上端头高36%左右，而最大拉应力位于梁上端头的上表面，其值比下端头上表面处拉应力高26%左右，梁的不均衡受力特征以及岩石抗压不抗拉的特性导致工作面上部首先破断失稳造成较早来压|上端头梁的较早受拉破坏以及煤层倾角的影响导致沿倾向由下至上可分为密实充填段、不均匀充填段和动载影响段。密实充填段内覆岩结构主要为受垮落矸石支撑的长悬臂梁，来压强度最小，动载影响段主要表现为短悬臂梁，支架载荷平时较小，动载特征明显。现场支架工作阻力监测结果验证了顶板受力分析和倾向覆岩移动假设的合理性。

以久丰井田为例，分析了井田16#主采煤层的充水水源、充水通道、底板岩层组合及其阻水性，在此基础上运用突水系数法对回采工作面的突水危险性进行评价，研究结果表明：16#主采煤层的底板隔水层厚度稳定、结构完整，具有良好的阻水性能;16#煤层回采区大部分区域的突水系数小于0.06MPa/m，属于带压开采安全区|突水系数介于0.06～0.1MPa/m之间并受构造影响区域、标高+740m以下且突水系数大于0.1MPa/m的区域，均属于带压开采危险区。

介绍了一种以普通硅酸盐水泥、高铝水泥熟料、石膏、石灰为主体的复合瓦斯抽采钻孔密封材料，并测定了该材料的膨胀率、膨胀时间、凝固时间和强度等特性。研究表明，所研制的复合瓦斯抽采钻孔密封材料具有一定的膨胀性，速凝早强，能满足瓦斯抽采钻孔注浆密封的要求。其既具有水泥材料的高致密性，又具有聚氨酯类材料的膨胀性能，且价格低廉。

以淮南顾桥煤矿1115(1)工作面地质条件为背景，利用FLAC5.02D数值模拟软件研究了顶底板强度对深部沿空留巷围岩变形特征的影响。结果表明：当巷道断面大小、形状及支护方式、强度确定时，沿空留巷围岩变形量均随着采深的增大而增大，但是不同顶底板强度下围岩变形量增大幅度不同，软弱岩层的变形量受采深影响更为敏感。随着采深的增大，软顶巷道顶板下沉量大于硬顶巷道，软底巷道底鼓量远大于硬底巷道，硬顶巷道墙体移近量大于软顶巷道，煤帮移近量受顶底板强度影响较小。并通过对两个深部矿井沿空留巷围岩变形进行现场实测，从而验证了该结论的正确性。

为了研究采煤沉陷区积水对作物产量的影响，通过野外原位监测和室内实验分析，对采煤沉陷水域周围不同位置作物的生长状况、产量进行了研究。结果表明：采煤沉陷区积水改变了周围土壤的特性，并对不同位置的夏玉米植株株高生长和地上部干物质量的积累产生显著影响。在夏玉米拔节期、抽雄期、乳熟期和完熟期，沉陷水域对不同位置的夏玉米株高、地上部干物质量均有显著影响。采煤沉陷区积水对不同位置的夏玉米产量及其构成因素产生显著影响，随着距水域距离的增加，夏玉米产量及其构成因素受到的影响呈现减小趋势，且均显著低于对照。距沉陷水域4m范围内，夏玉米减产100%|6～10m范围内夏玉米产量分别降低了60.47%、40.41%、27.21%。该研究可以为耕地报损和采煤损害补偿提供理论参考。

基于压汞法对淮北朱仙庄矿的构造煤孔隙发育特征进行了研究，采用Menger海绵模型对样品的渗流孔和扩散孔发育特征进行了研究。研究结果表明：构造对孔隙结构的改造作用随着孔隙尺度的减小而减弱，煤体结构变形增强，大孔和中孔的孔容增幅显著，过渡孔孔容有一定程度的增加，微孔孔容变化很小，孔隙结构变得复杂|分形维数对构造煤孔隙结构特征和煤体变形特征具有良好的表征作用，随着煤体变形增强，分形维数呈增大趋势，脆性变形阶段分形维数缓慢增大，样品分形差异逐渐变大，韧性变形阶段，分形维数显著增加，样品分形差异性相对减小。随着分形维数的增加，样品的孔容和孔隙度呈指数增大趋势|渗流孔的孔容比呈负指数形式减小，扩散孔的孔容比线性增大，分形维数D＜3.1时渗流孔所占比重高，随分形维数增大扩散孔孔容所占比重逐渐超过渗流孔|渗流通道增多，气体吸附能力增强，煤储层的渗透率往往减小。

为了解决赛蒙特尔煤矿采煤工作面块煤率低的问题，分析了现有煤矿地质条件下的煤样受不同性质力破坏对块煤率的影响程度，并将分形理论中的块度分布及分形维数作为煤的综合性能指标，研究了不同性质力破坏后的煤样块度分布、分形维数与块煤率之间的关系，通过该指标在一定程度上定性地反映出了煤矿出煤的块煤率，确定了煤岩力学性质对块煤率影响的关键因素。研究表明：煤样在压缩破坏时，分形维数最大，块度分布多，体积小，破碎度最高|煤样在剪切时，破碎度较压缩破坏时低，而随着剪切角减小，分形维数递增，块度分布变多，破碎度升高|煤样在受拉时，分形维数最小，块度分布最少，破碎度最低。

以煤矿地质条件、煤层性质为影响掘进效率的出发点，从掘进机和煤岩的受力情况进行分析，以EBZ-132型掘进机为例，结合线性回归分析法对收集到的实际数据进行T检验和F检验，得出最佳的割煤速度和时间。通过对掘进机安全高效的实际研究与应用，结果表明该研究对解决掘进作业效率低下的问题具有较高的理论和实践指导作用。

为了研究U型钢可缩性支架缩动让压特性，基于支架搭接部分的受力特征，采用理论分析和室内试验研究了U型钢可缩性支架的缩动条件和缩动规律，并对影响其缩动特性的因素进行了分析。研究结果表明：支护过程中U型钢间接触力从卡缆安装位置逐渐向两端减小，其缩动过程可分为三个阶段，分别为弹性压缩阶段、小滑移阶段和滑动阶段，小滑移阶段主要克服摩擦力作用，位移较小，而滑动阶段在较小轴力变化作用下U型钢产生较大位移|支架的抗缩动能力随着卡缆预紧力的增大而增强，但随着卡缆距施力端距离的增大而减弱。在现场应用中可以通过提高卡缆扭矩，增加受力端卡缆个数以及调整卡缆安装位置来改善支架的抗缩动能力，进而提高支架的支护强度。

针对矿用隔爆型变频器在使用时产生的大量传导干扰问题，提出可以通过选择适当的接地方式得到有效的抑制。分析了矿用变频器传导干扰的产生以及不同的接地方式在电路中不同的抗干扰作用，并通过试验证明：准确的接地方式可以使矿用变频器产生的传导干扰不再通过导线传到电网或其他设备，降低了传导干扰对电网和其他电控设备的影响。

针对井筒图像对比度小、干扰噪声多、分割精度不高、识别效率低等问题，提出了一种基于图像增强与正则约束的改进活动轮廓模型。图像增强算子能够改善井筒图像的对比度，扩大灰度动态范围，抑制噪声干扰。正则约束因子，包括长度约束因子、面积约束因子和距离函数约束因子，能够减少初始轮廓对曲线演化的影响，实现轮廓曲线平滑快速向目标边界移动，并最终与目标边缘吻合。实验结果表明，本文模型在算法性能和分割效果上都优于C-V模型和LBF模型，能够快速准确识别井筒病害，提高井筒巡检的自动化程度。

介绍了单体三产品重介质旋流器的结构特点及分选原理。在对单体三产品重介质旋流器理论研究的基础上，完成单体三产品重介质旋流器结构设计，并进行探索性试验研究。结果表明：单体三产品重介质旋流器在单个圆筒圆锥结构条件下能够实现三种产品分选的目的。

针对传统液固流化床对粗煤泥分选的局限性，提出通过加入重介提高分选介质的密度，使宽粒级物料基于密度分选。开展了重介质液固流化床和传统液固流化床在不同床层压力和上升水速条件下对粗煤泥分选效果的试验研究。分析结果表明：在同一上升水速，不同床层压力下，加入介质后，可能偏差E值较不加介质时最大可降低0.070，数量效率至少增加4.43%，精煤灰分小于10%时，精煤产率增加5.2%|同一床层压力，不同上升水速条件下，加入介质后，可能偏差E值较不加介质时至少降低0.030，数量效率至少提高1.87%，精煤灰分小于10%时，精煤产率提高1.79%，分选精度和分选效果均得到明显提升。

设计了一种能够测试带式输送机主要运行阻力的测试装置，介绍了测试装置的总体设计及其平台搭建基础、加载系统设计、测试系统设计，并介绍了该测试装置的试验方法，最后进行了误差分析和重复性测试。测试结果表明该测试装置能够模拟不同直径的托辊、输送带的类型、载荷、带速对主要运行阻力的影响，为降低主要运行阻力及输送机的能耗提供了相应的参考依据，而且为间接测试输送机的压陷阻力提供有益的借鉴。

根据套管钻进对传扭装置的功能要求，介绍了传扭装置的设计要求、结构及工作原理，并对传扭销的直径进行了计算校核，通过对其关键接触部位有限元分析，为传扭装置的结构设计及加工提供依据，最后进行了现场试验，结果表明，传扭装置设计能满足使用要求，性能可靠，操作简便。

通过研究地面车辆采用的超声波倒车雷达测距装置，发现其压电陶瓷超声波发生器需要高电压供电，设计为本安型设备较为复杂，且有无法穿透玻璃、不易达到防护要求的缺点。文章设计并实现了一种采用红外测距传感器的矿用倒车报警影像装置，该装置集倒车影像、红外测距报警于一体，其主控制器采用多传感器巡回测距控制策略，减少了负载损耗，降低了本安设计难度。经过实验证明，该装置设计合理、运行可靠、结构紧凑，易于在空间狭小的无轨胶轮车上布置，具有较强的实用性。

基于水力压裂技术在提高煤层渗透率方面的潜在优势，针对我国煤层透气性差带来的煤矿瓦斯(煤层气)抽采率低、瓦斯治理困难等问题，在对煤矿井下水力压裂特点和设备要求研究的基础上，以“高压力、高流量、体积小、可拆装、能卸压”为主要攻关目标，对井下水力压裂泵组进行了研发与制造。不同矿区多个生产矿井现场试验表明，研制的压裂泵组在施工压裂、排量、电控等方面完全可满足作业需要，压裂后煤层渗透率大幅提高，瓦斯治理效果显著。

针对传统的煤炭企业安全成本研究多为静态研究，存在片面性的问题，采用系统动力学模型对煤炭企业安全成本进行动态、全面的研究。分析了煤炭企业安全成本的构成及影响因素，并通过分析各影响因素之间的相互关系，建立了煤炭企业安全成本的系统动力学仿真模型。运用动态建模工具“vensim”进行仿真模拟，通过历史检验证明模型调试结果良好，可用于实际工作中进行使用，为提高煤炭企业安全成本预算的准确性和管理的目标性提供科学、系统的依据。

在调查2010—2014年5年时间138起煤矿事故的基础上，对造成事故发生的因素进行了系统分析，构建了一个更适合煤矿行业的改进的HFACS模型，运用灰色关联分析法，对造成煤矿事故的各因素进行了分析，并计算了各自的关联度，确定了煤矿事故致因因素的重要程度，得出造成煤矿事故的主要因素排序为：违章操作、违章指挥、安全监管不到位、安全生产监督不力、安全教育培训欠缺等，并得出在造成煤矿事故的人因中，企业管理者是最主要的因素，最后提出了有针对性的安全生产建议。

通过对煤矿“三违”成因及管理现状的研究分析，从预防机制、控制机制、奖惩机制、帮教机制四个方面入手，提出了“4机6先7关”的“三违”闭环防控模式，建立了煤矿“三违”认定标准，系统研究了“三违”防控的技术方法和流程，为构建“三违”防控长效机制提供了一种新的思路。