根据薛村矿东风井煤柱的位置及地表建筑情况，提出了风井煤柱的充填开采方案。通过地表移动和变形预计分析，结合地表建筑和设施的受损等级标准，对充填开采的安全性进行了分析。结果表明，充填开采引起的风井地表移动与变形很小，对风井地表建筑的影响极轻微，充填开采是安全可行的。风井煤柱充填开采采出7.2万t的风井压煤，具有明显的经济效益、社会效益。

为了克服目前国内露天煤矿单斗挖掘机和自卸卡车规格匹配仅仅考虑“卡车载重量与单斗挖掘机勺斗装载量的比例”和“卡车载重利用率”的不足，解决由于设备匹配方案不能量化考核和相关指标缺乏理论支持造成的单斗挖掘机和自卸卡车规格匹配困难的问题。以设备能力发挥最大为原则，采用系统工程原理，提出通过计算各个设备匹配方案的设备组合能力指数，从技术层面寻求设备匹配的最优。结果表明，这种方法可以方便快捷地确定单斗挖掘机和自卸卡车技术规格的最佳匹配，进而为下一步进行设备投资成本分析提供参考。

针对汪家寨矿C409复杂难采厚煤层合理开采方法选择进行了研究。首先，为进一步增加开采方法选择的直观性，就三种厚煤层开采方法一般适用条件及选择原则以表格形式进行了总结|其次，具体分析了C409复杂难采厚煤层开采需着重考虑的不利因素。在此基础上，进行了C409厚煤层开采方法选择对比分析和适应性综合评价。结果表明，在现有开采技术条件下，C409厚煤层采用放顶煤开采较合理，这与矿井目前实际采用的开采方法是一致的。最后，针对C409复杂难采厚煤层放顶煤开采可能遇到的问题，给出了具体建议，以指导其安全高效开采。

针对倾斜煤层下行开采沿空掘巷煤柱尺寸选择问题，文章以任楼煤矿7259风巷为背景，运用数值模拟的方法模拟了煤柱尺寸从3m到10m时巷道围岩的应力场、位移场。研究结果表明：5m煤柱宽度垂直应力及其峰值已变得稳定，煤柱中存在一定宽度的弹性核，能承受回采引起的支承压力对巷道影响。此时，沿空帮水平方向位移量及其峰值急剧减小，煤柱中部水平方向位移量变化较慢，煤柱的稳定性好。最终，确定合理的煤柱尺寸为5m。然后，用理论分析的方法计算了煤柱尺寸，两种方法确定煤柱尺寸结果相差不大。将研究成果用于现场实践，巷道围岩变形得到了有效控制，巷道维护效果良好。

为解决下石节煤矿214煤仓装载硐室底板遇水强烈膨胀而多次失稳破坏的难题，设计了新型壁挂式煤仓。该煤仓采用工字钢托梁、工字钢仓体托架及其固定锚索、自锁承重锚索等构建煤仓自承载系统，利用煤仓围岩承担煤仓的全部重量，去掉了煤仓下口给煤硐室承载结构。同时，采用了电渣压力焊、高强抗冲击耐磨材料等先进工艺和新材料，提高了壁挂式煤仓整体工艺水平，缩短了煤仓的建设时间，减少了给煤硐室的建设与维护费用。现场实践表明，新型煤仓稳定可靠，技术经济效益良好，在类似的地质条件下具有很好的推广应用价值。

为改进带式输送机头漏斗的结构，分析了TD75型带式输送机机头滚筒卸载大块煤物料的运行过程，通过计算机头滚筒卸载物料运动轨迹方程，确定了块煤在机头滚筒抛卸的运动轨迹，用几何作图方法确定出机头漏斗后部挡板遭受煤流撞击最严重的部位。根据得出的撞击区域，优化了机头漏斗结构，分别设计出带弧形调节挡板和带死煤堆缓冲段两种改进的机头漏斗结构。设计的两种新型结构的机头漏斗，均可以减小煤流对机头漏斗的冲击和磨损、降低产生的噪音和粉尘。

为确定合理的选煤厂柱承式方仓大斜壁次梁布置方案，以韩家湾选煤厂产品仓为例，采用Midas/gen软件建模、计算分析等方法，对选煤厂柱承式方仓斜壁次梁竖向和法向两种结构布置方案进行了比较，通过分析斜壁次梁布置方向对次梁弯矩值和斜壁板弯矩值的影响，得出法向布置为推荐布置方案。

为了适应矿山井架设计，以甘肃新庄煤矿凿击井架例，提出用现行规范荷载工况组合对已有井架的分析方法，并对井架箕斗天轮和罐笼天轮垂直布置方式进行分析验证。研究结果表明：箕斗天轮与罐笼天轮垂直布置方式相较于常规布置方式只需进行局部加固即可满足使用要求，同时加固所需材料较少，大大减少对于地形的依赖性。

用中国、美国以及欧洲混凝土配合比规程的设计方法，对强度等级为C30、坍落度为110mm的喷射混凝土进行配合比设计。通过三种配合比设计步骤及计算方法的定性和定量的分析，得到如下结论：几种材料的用量对配合比影响由大到小的顺序是，骨料比例＞水灰比＞用水量或者水泥用量|中国骨料比例的确定多依据经验，美国ACI的方法是先确定粗骨料的量再进一步确定细骨料的量，而欧洲则是在FAURY方法的基础上经过复杂计算得到较为科学和精确的数值。因此，在实际工程中，可以适当将两种或三种方法相结合。

为保证东坡煤矿9煤92采区综放工作面的掘进和回采安全，通过原914工作面巷道的矿压观测数据分析，确定巷帮0～4.5m为破裂区，并监测锚杆(索)应力变化，确定所采用的锚杆(索)联合支护方式及支护强度能够满足工程要求，在科学计算锚杆(索)长度等支护参数的基础上，通过数值模拟确定锚杆支护参数。在923工作面巷道进行了试验，取得了良好的技术经济效益，为类似工程条件提供了参考。

针对软岩煤巷受采动影响产生的围岩变形和破坏问题，基于软岩工程力学支护和围岩松动圈理论，探测了巷道围岩松动破坏情况，通过数值模拟和现场观测得出巷道围岩破坏原因，并针对性的提出了以“主被动结合支护”为主体、辅以局部耦合强化的复合支护方案。结果表明：实测结果显示矿井回采巷道属于典型大松动圈|通过采用深锚配合宽钢带支护加强主动支护能力、合理优化煤柱尺寸提高巷道围岩自承能力，并辅以关键部位耦合强化支护的复合支护方式，可实现多种支护方式分区协同承载、整体强化的效果。

采用现场围岩结构观测、锚杆锚固力测试、井下试验相结合的研究方法，开展了山西晋城寺河煤矿大埋深多次扰动大断面失稳煤巷围岩加固技术研究。在围岩结构窥视和锚固力测试的基础上，结合巷道变形破坏情况，确定采用深浅孔组合注浆和高预应力锚索补强控制围岩变形的综合修复方案。通过前期注浆恢复破碎围岩的连续状态，后期高预应力锚索补强大幅度提高围岩的自身承载能力。井下矿压监测结果表明，综合修复技术有效地控制了大巷变形，保持了长期稳定性，为类似条件下的煤巷修复提供了技术支持。

为了消除煤层顶板砂岩高承压水的威胁，通过回采前在工作面切眼里段开展井下大型放水试验，观察不同疏放水量下的水位降深情况，从而得出了顶板高承压含水层疏水降压的可行性。结果表明：经过一段时间的疏放，总放水量从最大为223.2 m3/h(Y37-3)衰减至20～30m3/h|水压从最初的5MPa将至0.38MPa，降幅很明显，从而得出顶板高承压含水层疏水降压是可行的|同时，提出了矿井进行回采的标准，为后期工作面的疏放水工作奠定了基础。

以内蒙古多伦协鑫煤矿白垩系煤层浅部1709-1露头区综放工作面涌水事故为例展开分析研究，以钻孔资料为基础建立地质模型，综合分析了工作面开采对含水层的影响及覆岩破坏特征，查明了出水水源和导水通道，明确了出水是由于井田边界煤层露头区处工作面基岩厚度薄，导水裂缝带波及到工作面上方的玄武岩弱含水层，并由边界强富水性侵蚀带补给造成的。此外，提出了露头区浅部工作面水害防治综合对策，制定了防治水安全措施，为工作面安全生产提供保障。

为研究卸压钻孔对巷道煤体卸压效应的作用，通过FLAC2D数值模拟软件，分别模拟不同埋深条件下钻孔直径以及钻孔间距对钻孔卸压效果的影响。研究结果表明：①在实施钻孔卸压之后，钻孔左右两侧应力集中，钻孔上下两侧形成应力降低区|同时，钻孔孔径越大，钻孔卸压效果越好|钻孔间距越小，卸压效果越好|②相同钻孔孔径进行卸压，钻孔间距较小时卸压带高度和煤层埋深基本成正比例关系，随着钻孔间距的增大，卸压带高度基本不随埋深的变大而变化|③相同的钻孔参数进行钻孔卸压，煤层埋深越大卸压效果越好，同时为了更好地防治冲击矿压，不同的埋深的煤层应选择合理的钻孔参数。将模拟分析结果应用到徐庄煤矿7192工作面，起到了很好的卸压效果。

为解决煤矿井下近水平定向钻进技术不成熟造成的定向钻机无法充分高效应用的问题，文章分析了澳大利亚VLD-1000定向钻机在应用中存在的问题，指出提高开分支成功率和导向系统测量精度是提高定向钻进技术和设备使用效率的关键。通过研究并提出增斜技术和降斜技术在开分支过程中的合理应用提高开分支成功率，并从导向系统测量基础公式研究，找出缩短测量距离和改进计算公式是目前提高导向系统精度的良好办法。

为了解决川煤广旺集团唐家河煤矿1813综采工作面在过背斜时出现的大量冒顶与片帮，采用FLAC3D软件对1813工作面的过背斜方法进行了模拟，分析了在不同开采方法下的塑性区的变化，工作面支架的受力范围以及顶底板的相对移近量，比较两种过背斜开采方法的优劣。结果表明，对于倾斜煤层综采过背斜来说，在条件允许的情况下，应该更多地采用控底留顶直线的开采方法或缓曲线开采方法，能较好地控制煤壁及顶底板矿压显现，保证生产的安全。此外，给出了工作面不同部位治理冒顶与片帮的对应方法：上部应采用化学剂加固煤壁，中部宜采用控底留顶，下部应采区二次支护，假顶过渡方法。

为了提高煤矿突水水源判别的准确率，以高庄煤矿工作面突水情况为例，提出了综合评判法识别煤矿突水水源，应用元素类比、模糊类聚评判和Piper三线图三种法分别对煤矿突水水源进行识别分析，以确定突水来源。结果表明：多种水源识别方法综合运用，相互补缺，识别结果相互验证，不仅提高煤矿水源识别的准确率，而且能进一步确定突水水源的动态变化规律。

以高瓦斯矿井王坡煤矿3215综放面为研究对象，通过UDEC数值模拟与理论计算，阐述了工作面采动裂隙场瓦斯抽采机理，研究了3215工作面塑性区宽度、顶板上覆岩层裂隙分布范围和采空区“O”形圈空间位置，进而优化了工作面瓦斯抽采钻孔布置参数。现场实践表明，优化后的3215工作面瓦斯抽采率达到45%～52%，上隅角和回风巷瓦斯浓度稳定在0.8%以下，杜绝了工作面瓦斯超限现象，实现了工作面的安全高效生产。

为了使贵州煤矿瓦斯防治措施制定更加有针对性，对2007—2015年贵州煤矿瓦斯事故按发生时间、地点、瓦斯灾害类别及煤矿性质进行统计分析，得出瓦斯灾害是贵州煤矿的第一大灾害，具有时间性、地域性及地方性的特点，煤与瓦斯突出为主要瓦斯灾害类别，掘进工作面为主要发生地点，地方乡镇煤矿是瓦斯事故的重灾区。同时，分析了瓦斯灾害发生的原因，提出了监管部门与煤矿企业相结合的降低瓦斯事故的综合防治措施，并得出了加强掘进过程中的瓦斯预测预报，控制地方乡镇煤矿的监管，重点提高六盘水、毕节两地区的瓦斯防治能力是降低全省瓦斯事故总量的关键。

针对水力旋流器在选煤厂煤泥水分级浓缩中普遍存在溢流跑粗或底流夹细的问题，分析了煤泥的密度、沉降末速、等沉比等几个因素对水力旋流器分级效果的影响，认为颗粒密度对分级过程中有一种分选副作用，并提出了一些提高分级效果的建议。

煤柱的留设是冲击地压防治工作中的重要因素，但由于通风、防火及历史原因，使得部分矿仍留设宽煤柱，造成沿空巷道在掘进过程中动力显现频繁，严重威胁着生产安全。论文以崔木煤矿21306工作面为工程对象，对沿空巷道掘进过程中的动力现象进行分析，通过数值模拟及现场微震监测，确定21306机巷沿空掘进时煤岩层冲击倾向性、向斜构造、沿空煤柱为动力显现的主要影响因素，尤其是在煤柱内存在泄水巷的区域，其微震事件最为频繁。针对其影响因素，在掘进过程中先后采用了超前卸压、两帮及底板卸压措施，在迎头后方，为降低邻近采空区对巷道的影响，在泄水巷区域采用了顶板预裂爆破措施。通过上述措施，21306机巷在掘进过程中，动力现象明显减少，至巷道贯通，未发生冲击事故，保障了沿空巷道的安全掘进。

以西川煤矿1109综放工作面生产技术条件为工程背景，采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合，研究了综放开采顶板破断特征及其影响因素以及工作面支护阻力的确定。研究表明，1109综放工作面上位直接顶的周期性破断导致工作面来压，影响其周期性破断的主要因素为上位直接顶岩层厚度以及覆岩压力|工作面支护阻力主要由上位直接顶周期垮落步距、支架控顶距、附加力作用位置以及下位直接顶对上位直接顶作用力距煤壁距离确定，并计算得出了1109工作面合理的支护阻力。现场实测表明：ZF6400/17/32型液压支架工作阻力满足顶板支护要求，能够有效支撑顶板，保证工作面安全生产。

选择淮南矿业丁集煤矿为例，预测了研究区自2014年到2035年的采煤沉陷情况，并将原始地形纳入到地表沉陷分析中，从而构建了两个时期的地表DEM。在此基础上利用ArcGIS软件的Hydrology功能模块，分别模拟分析了2014年和2035年的地表水系及其特征。通过对比发现：由于地下煤炭资源的开采导致地形变化，从而影响地表单元栅格的水流方向、各级别水系的水流总长度，主要地表水系条数减少，最长水系的长度缩短，其中一条水系的整体汇流方向甚至发生了反转，流域盆地更是发生了合并、扩张或缩小，进而改变了原有汇水空间格局。这些研究分析将为未来区域水系规划、土地利用规划和土地复垦方案提供重要的参考。

为了准确预测瓦斯分布区域，给煤矿机器人提供躲避瓦斯危险区域的依据，提出了HPSO-GNN预测煤矿机器人前方10m的瓦斯分布区域的方法。结果表明，HPSO-GNN预测的平均相对误差减少到4.83%，在总体预测精度上比GNN预测方法提高了57.48%，瓦斯分布区域的预测结果与实测值具有较好的一致性。该方法能实现瓦斯浓度分布区域的准确预测，为煤矿机器人躲避瓦斯危险区域的提供必要依据。

针对国内矿山综合集成和管控平台的应用现状及存在的问题，提出了基于位置服务的矿山监测及生产自动化系统集成及管控平台的建设思路，并基于系统的整体架构，详细介绍了系统的主要功能及应用情况。结果表明，该矿山监测监控系统的综合集成，能实现联动报警。

针对应用于采矿研究的平面应力相似模拟实验，设计了一种气缸加载方式，即采用16只内径为125mm、行程为200mm的气缸进行加载，可完成对采深为1500m的矿井模拟实验。经过实际应用，该设计与传统加载方式相比，具有压力稳定、及时跟踪、低污染、低成本、不需长期维护等优点。

为研究相关因素对环缝式气压引射器性能的影响，文章介绍了其基本工作原理，针对不同材料、不同厚度的调隙垫片对引射器的性能影响，研究了工作压力、集风器进口曲面形状、凸缘圆弧半径对引射器引射风量及耗气量的影响规律。结果表明：垫片材料对耗气量影响较大|集风器进口曲面形状为圆锥形时，效果最好|凸缘的圆弧半径范围在4-8mm之间较为合适。在实际使用引射器的过程中建议充分利用引射器的最佳性能。

针对煤矿电网对电能质量治理的特殊要求，提出一种在网侧电压非正弦的情况下，计算APF参考补偿电流的新方法。通过分析所设定的约束条件得出目标函数、等式约束和不等式约束，建立拉格朗日乘子法数学模型|通过数学计算得出各次谐波的最优电导值，从而得到期望的网侧电流，实现网侧的功率因数最大。该算法不需要复杂的迭代计算，实现简单且计算速度快，最后通过Matlab仿真验证该算法的可行性。

针对电磁环境对矿井提升机电控系统工作及安全可靠性的影响，对电磁干扰的各种形式进行分析，重点研究了沿导线传播并对电控系统危害较大的脉冲干扰的作用方式。并提出了具体的抗干扰措施，如：抑制瞬发脉冲干扰源、切断或衰减瞬发脉冲通路、利用电控系统软件抗干扰等。现场应用结果表明电控系统所采取的抗干扰对策效果明显。

为了深入研究煤储层微观孔隙结构及其吸附特征，选取了韩城矿区石炭系上统和二叠系下统的煤岩进行了低温二氧化碳吸附和液氮吸附/脱附实验，探讨了不同煤岩类型的微观孔隙结构，并在此基础上采用甲烷等温吸附技术，对比了不同煤岩类型的吸附特征。实验结果表明，煤岩类型不同，D-R比表面积和D-A总孔容不同，从暗淡煤到光亮煤随着镜质组含量的增加微孔含量变大，D-R比表面积和D-A总孔容呈现出增加的趋势，而中孔的BET比表面积和BJH总孔容则恰恰相反，因此，与微孔含量较高的光亮煤相比，微孔含量较低的暗煤吸附能力较差，半亮煤和半暗煤次之。就煤岩类型孔隙结构而言，光亮煤和半亮煤一般以一端封闭的Ⅰ型孔为主，半暗煤以Ⅱ型开放孔为主，而暗淡煤则以Ⅲ型墨水瓶孔为主。

基于样品的分析测试数据，研究了新余市梅山矿区煤中微量元素的含量分布特征和在不同煤层中垂向上的分布变化规律，并初步探讨了煤中微量元素的赋存状态。研究结果表明，煤中微量元素的平均含量与中国煤中微量元素均值相比，Ga、U、F、P、As等元素均值高于中国煤中微量元素的平均含量，而Ge、Cl元素的平均含量低于中国煤中该元素的平均含量|与地壳的平均含量相比，Ge、U、As等元素明显偏高，在煤中的富集系数EF＞1，且U元素有明显富集(富集系数为19.38)|同一煤系中，下部煤层的微量元素含量相对高于上部煤层中的含量|微量元素Ge、U、Cl、P既以有机态赋存于煤中，又以无机态赋存与煤中，Ga、F、As主要以无机态赋存于煤中，且Ga、F元素主要赋存于粘土矿物中，As主要赋存于粘土矿物和黄铁矿中。

为实现褐煤提质并解决褐煤主产地干旱缺水问题，采用自行设计的固定床反应器及电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对锡林郭勒褐煤进行不同干燥介质脱水并对冷凝水水质进行对比分析，同时对不同干燥温度下的煤样在干燥过程中产生的气体产率也进行了研究。结果表明：两种不同粒径煤样随着干燥时间延长，煤样含水率逐渐降低，且脱水温度越高，含水率越低。相同干燥条件下，0.5～0mm煤样冷凝水中COD、BOD、NH3-N和TON值略大于6～3mm煤样。四种重金属离子的析出量均随着脱水温度的升高而逐渐增大，但煤样干燥冷凝水中重金属离子含量远低于地表水环境质量V类标准基本项目标准限值。氧气作为干燥介质时，CO2和CO的产生除了煤样自身发生分解之外，另一部分CO2和CO的产生来自煤样在干燥过程中发生的弱氧化反应。

针对选煤用重介质悬浮液粘度与固体体积浓度、煤泥含量相关性较大的特点，通过测定不同剪切速率条件下的重介质悬浮液粘度，研究了固体体积浓度和煤泥含量对悬浮液流变性的影响，建立了悬浮液粘度预测模型。结果表明：不同剪切速率下，煤泥含量一定时，悬浮液粘度随着固体体积浓度的增大而增大|固体体积浓度一定时，悬浮液粘度随着煤泥含量增加而降低。实验条件范围内，给出了悬浮液粘度的预测模型。利用该模型结合颗粒干扰沉降的计算得出，一般块煤重介质分选机分选下限为13mm，悬浮液中煤泥含量不宜超过0.30。

针对浮选过程中高灰细泥严重污染泡沫产品的问题，通过添加水玻璃作为抑制剂改善煤泥浮选效果，实验表明：水玻璃用量为1000g/t时，精煤灰分降低2.13%。在浮选试验基础上，采用灰色理论对添加抑制剂后的浮选效果进行预测，建立了水玻璃影响精煤产率和降灰效果的GM(1，1)预测模型。预测结果与试验结果表明，该模型预测精度较高，适合于水玻璃对煤泥浮选效果影响的预测。

为实现电牵引采煤机零件知识的管理与共享，分析知识库总体结构、组织方式，研究了知识库建库原理与方法。基于实例模板建库原理对采煤机实例进行定义和编辑，建立产品层次级实例库|利用参数化设计方法的几何约束和工程约束建立参数化零件模型库|针对采煤机所用材料特性建立材料库实现对材料信息的存储与查询。基于UG平台利用二次开发技术、数据库技术等开发了电牵引采煤机零件知识管理系统，经企业应用，该方法提高了设计效率，为设计人员提供了方便的知识服务平台。

为提高掘进机生产效率，针对煤炭生产过程中掘进机的工作特点，设计了一种新型自动控制系统，该系统采用S7-200 PLC为核心控制器。文章详细介绍了PLC的硬件组成和软件的设计，分析了控制系统的安全性与环境适应性设计方法，阐述了控制系统与工作电机的维护，实践证明，这个控制系统功能齐全，安全可靠，完全能满足煤碳生产的需要。

为提高刮板运输机的工作效率和工作可靠性，文章分析了刮板运输机在实际使用过程中遇到的诸多问题，比如刮板运输机卡链问题，刮板运输机大坡度运输能力下降问题，刮板运输机扬尘问题等。通过对刮板运输机深入研究分析，刮板输送机卡链问题和大坡度运输能力下降问题，以及机尾扬尘问题的改进措施。旨在为今后掘进机刮板运输机设计提供一定的理论指导。

针对煤矿JKY型液压绞车手动操作调速精度低、平稳性差等问题，提出对液压绞车驱动和制动系统进行电液比例控制改造方案，实现液压绞车提升速度的闭环控制以及驱动与制动的协调控制，从而提高煤矿液压绞车的自动化控制水平和调速精度。试验表明：该方案有效提高液压绞车调速精度、速度跟随特性以及提升稳定性，进一步保障煤矿液压绞车工作安全性。

为提高刮板输送机刮板链的使用性能，分析了刮板链的结构和使用过程中存在的缺点，并仿真分析了刮板链的刚度。以刮板链材料的屈服强度为评价指标，仿真结果表明刮板链能承受3.41×104N的载荷。为了提高刮板链的刚度和刮板机的工作稳定性，提出了刮板链的优化结构，仿真结果表明优化后的刮板链能承受7.85×104N的载荷。最后制造出优化后的刮板链并将其用于实际生产，结果表明刮板机的工作稳定性更高、刮灰量更大、零件也没有发生变形，说明优化刮板链后刮板机的性能明显提升。

为推动企业提高管理水平，准确掌握经评审的最低价评标方法，文章系统分析了经评审的最低投标价法评标应满足的条件，并从资格审查、技术标评审、商务标评审三方面系统阐述了经评审的最低投标价法的评价体系、评审内容，提出了企业个别成本的界定方法，为该种评标方法的进一步推广起到了良好的引领作用。

针对煤矿企业事故频发而现有的应急管理在制定及应用上不够完善的现状，提出将煤矿企业的应急管理与BCM(业务持续性管理)相融合的新型管理体系，详细介绍了BCM的管理流程及BCM在国内外的发展运用情况，以及煤矿应急管理现状和存在的问题。并阐述了业务持续性管理体系在矿山企业的建设要点及应用前景。最后指出，BCM体系的完善和应用将会给煤炭企业带来更大的企业效益和社会效益。