针对提升机钢丝绳在换绳过程中拆绳时会发生剧烈的扭转的现象，从理论上分析出钢丝绳是由于自身螺旋结构因素导致的扭转。利用多体动力学软件RecurDyn建立了钢丝绳的动力学模型，仿真分析了钢丝绳在扭转过程中的扭转角位移。结论表明：在深达1000m的矿井中，割绳后井底钢丝绳会在自重的作用下扭转可达263圈，与理论计算结果基本一致。通过对深井提升钢丝绳的模拟与仿真，验证了用柔性梁连接的多股微段圆柱体模拟钢丝绳扭转特性的可行性。

为解决传统的谐波分析方法—快速傅立叶变换(FFT)由于存在频谱泄漏效应，不能实现精确的谐波分析的问题。针对加窗插值算法在发生主瓣干涉时频谱矫正的不足，给出了一种基于复解析带通滤波器细化法(改进FFT法)和传统加窗插值FFT法相结合的实时在线谐波分析方法。该方法弥补了加窗插值算法的不足，具有较高计算精度。并对该算法进行了仿真实验，由MATLAB仿真结果可以看出该算法的准确性和有效性。

受多方因素影响，煤炭矿区总体规划编制、审查、修改、批复周期较长，结合新疆8部总体规划参编经验，针对矿区地质总结报告编制深度不足、规划原则不清晰及其他规划中经常遇到的问题，从项目管理和设计角度，对影响煤炭矿区总体规划编制的几个关键问题进行了分析和探讨，以实际案例分享遇到过的困难、取得的经验，提出对策和建议，以供设计参考。

复杂地质条件选择合理的采煤方法是提高经济效益的关键，文章以几个工作面为实例，从安全、技术、经济多角度综合分析、对比、研究，深化技术经济一体化，优化采场设计，优选采煤方法，取得了良好的经济与社会效益。研究成果对复杂地质条件采场设计、采煤方法选取及解决现场安全回采技术难题有一定的借鉴意义。

为了研究高抽巷合理的布置位置，根据淮南矿区刘庄煤矿13-1煤的实际开采条件和上覆岩层特征，采用理论计算、相似模拟试验和现场施工观测等方法，研究分析了高抽巷合理的布置层位和对瓦斯抽采效果的影响。结果表明：13-1煤工作面冒落带高度约是采高的4倍、裂隙带高度约是采高的16倍，高抽巷合理布置层位约为距煤层顶板42m。

为解决各种高压软起动装置所存在的不足与缺陷，介绍了一种新型的干式移磁无级调压软启动装置。在矿井抗灾排水系统中，该新型软启动装置引用了RYZQ系列高压干式调压软起动柜，采用在高压电动机的起动回路中串联可调电感线圈，以达到电动机电压可调的软启动效果。通过与其他软启动方式对比，展现出干式移磁无极调压软启动装置在抗灾排水系统的应用优势，为矿井抗灾排水系统大功率高压电动机软起动的应用领域提供了新的方向。

针对现有液压支架工作压力数据采集工作量大、实时性差及监测仪器结构复杂等问题，设计了一套基于嵌入式系统及CAN现场总线的支架压力监测平台。该平台以STM32F107VCT6微处理器为硬件核心，以μC/OS-II为嵌入式操作系统，通过CAN总线模块和以太网模块，可实时高速地接收工作面液压支架的压力数据并传输至地面监测中心，具有精度高、结构紧凑、成本低等优点。实验调试结果表明，压力监测平台达到设计要求，现场应用可行性强。

针对乌兰图嘎锗煤露天矿西帮到界边坡空间形态问题，应用二维刚体极限平衡法对乌兰图嘎锗煤露天矿西帮到界边坡进行空间形态优化。研究结果表明，乌兰图嘎锗煤露天矿西帮到界边坡形态为：+1082m以下台阶并段，1082平盘宽11m，1092平盘宽13m，1102平盘宽20m，清帮后排土场坡脚距离采场上部境界37.5m|西帮到界边坡的破坏形式属张拉-剪切复合型破坏|岩土体自重、断层、弱层及自身强度特性是造成了乌兰图嘎锗煤露天矿西帮到界边坡发生切层-顺层滑动的诱发因素。

以龙滩矿井选煤厂钢筋混凝土原煤筒仓工程为例，根据仓体破损情况，分析了筒仓破损的原因，并从施工难易度考虑，提出了内外壁加固采用粘钢加固法、粘贴纤维复合材加固法和压力注浆相结合的加固补强方法，加固完成后，结构使用效果良好，达到了结构安全，费用和工期减小的目标。

针对现有煤矿总图设计常用方法落后，科学设计理论应用不足，难以满足工程设计要求的情况，文章探索了一种新的设计方法(DLDE动态循环设计评价布置法)，并利用计算机快速运算的特性，实现计算机辅助智能设计。在科学合理的要求下，实现设计工作的高效便捷，最大程度的降低设计工作量以及人为决策失误带来的不利影响。

为解决陕北松散层立井井筒施工问题，提出了采用井外疏干降水与沉井法相结合的复合沉井法，并以小纪汗煤矿为例介绍了复合沉井法过流沙层井筒施工工艺。通过计算确定了井点施工降水量、井点数，管井施工后完成了井外疏干降水施工|通过刃脚施工、挖土下沉、观测与控制、浇筑完成沉井施工，实现了小纪汗煤矿中央回风立井井筒安全通过松散含水层，减少总体建井工期2个月，节约工程费约500万元。复合沉井法能使井筒施工快速、高效通过松散含水层，为类似矿井井筒施工提供了有益参考。

基于神东矿区哈拉沟煤矿12201综采工作面切顶卸压留巷工艺实践，对切顶卸压留巷巷道矿压显现规律及顶板控制措施进行总结。实践表明：一次采动期间，当工作面留巷100m，巷道基本趋于稳定，可以回撤支护单体|通过增加12201运输巷单体支护强度、采取保护顶板锚索完好性措施、加密副帮玻璃钢锚杆支护密度等措施后，留巷段巷道围岩得到有效控制。二次采动期间，留巷巷道超前压力影响范围不大于25m，压力峰值位置距离工作面约10m|留巷巷道采取DW28-400/110型、DW25-400/110型两种单体支护，单体排距0.6m，每排6根，超前支护距离30m的支护方案是合理的。

针对目前瓦斯抽采钻孔存在的封孔质量问题，提出了以新型无机封孔材料、封孔器为一体的瓦斯抽采钻孔封孔成套技术，进一步发展完善了“两堵一注”带压注浆封孔工艺。该成套技术在保德煤矿进行了现场试验应用，在100d的考察期内试验钻孔组平均浓度达到了80%以上，有效解决了保德煤矿存在封孔质量不足的问题，为保德煤矿下一步瓦斯抽采钻孔封孔工艺的选择确定提供数据参考及建议。

为控制缓斜厚煤层回采巷道围岩变形，以华盖山煤矿201工作面回风巷为工程背景，采用数值模拟方法研究了回采巷道变形破坏特征，结果显示倾斜厚煤层巷道围岩破碎区和塑性区范围较大，并且破碎区主要集中于顶板，浅部围岩为剪切-拉伸破坏，同时锚网索喷支护技术能够有效控制在该地质条件下的巷道围岩变形。工程实践表明，锚网索喷支护巷道两帮和顶底板最大移近量分别为105mm和127mm，并且现场没有出现锚杆(索)失效情况，可为类似条件下的巷道围岩控制提供参考。

根据“三软”厚煤层回采巷道工程地质条件，采用工程类比法和理论计算法设计了“三软”厚煤层锚网索梁联合支护参数。并对运输巷表面位移及顶板离层位移进行现场监测，结果表明：巷道两帮最大移近量110mm，顶底最大移近量135mm|巷道浅基点最大离层量是8mm，深基点最大离层量是25mm，较好控制了大断面软岩巷道围岩变形及顶板离层，提高了巷道整体稳定性。

针对综采工作面高地应力坚硬顶板弱化问题，以祁东矿3245工作面为工程背景，通过LS-DYNA模拟得到了初始地应力20MPa、侧向压力系数为0.5时顶板岩体中爆炸应力波和爆破振动的时间历程曲线，研究了峰值应力与振速随爆心距的衰减规律。通过引入初始应力修正系数对PPV安全判据得出的裂隙区半径进行修正，最终结果表明最大炮孔间距小于13.4m时顶板岩石的爆破损伤效果较好，现场应用对研究结论的合理性进行了验证，可为类似工程爆破的参数设计提供参考。

针对现有回撤工艺中采用木垛支护，工人劳动强度大、危险性高，木材消耗量大、资源浪费严重等问题，在大柳塔煤矿52306工作面创新使用了5台专用掩护支架控制顶板的支架回撤方法。实践证明，该方法实现了回撤端头三角区顶板机械化支护，有效缩小空顶面积|与4台掩护支架回撤工艺相比，回撤过程中使用的木垛节省了约50%，回撤效率提高了30%|降低了工人的劳动强度，保证了大采高综采工作面支架的安全回撤。

为研究综放工作面回采后期所留三角煤的开采问题，以山寨煤矿25011工作面为研究对象，提出在综放工作面采至原设计终采线后采用一次减架形成短工作面继续回采的方案，并对减架工艺、辅助回风巷的位置及与工作面的对接技术进行研究。结果表明：通过现场实测计算和超前导向孔方法实现了辅助回风巷和综放工作面的精准对接|采用一次减架方法开采综放工作面回采后期所留三角煤，减架总工期约为25d，三角煤的资源回收率可达59.2%。

针对提高特厚煤层综放工作面顶煤回收率、降低含矸率这一具体问题，以斜沟煤矿23103综放工作面为背景，采用数值模拟和现场实测相结合的方法，对其合理放煤步距和放煤方式进行了优化研究。模拟结果表明：23103工作面采用两采一放(放煤步距1.2m)顶煤回收率比采用一采一放(放煤步距0.6m)与三采一放(放煤步距1.8m)分别提高1.9%与6.2%，一采一放容易混矸，三采一放容易丢煤|采用单轮间隔放煤，顶煤回收率为75.2%，放煤含矸率为12.6%|采用双轮顺序放煤和双轮间隔放煤，顶煤回收率分别为80.6%和79.4%，放煤含矸率分别为9.1%和9.6%。现场实测结果表明：23103工作面采用两采一放双轮顺序放煤有利于减小含矸率，提高顶煤回收率，验证了数值模拟结果的正确性。

介绍了加拿大墨玉河煤矿地质情况，分析了主井大坡度全岩巷掘进存在的技术难点，提出了以EBH315型掘进机为龙头的设备配套及施工方案，并结合墨玉河煤矿特殊施工要求进行了技术改进，总结了EBH315型掘进机在加拿大墨玉河大坡度全岩巷道中的应用实践。该研究可为类似条件下提高大坡度岩巷掘进效率的方法选取提供经验。

为进一步提升矿井水资源化效益和水平，促进地区经济、生态环境及社会可持续发展，对河北南部十个矿区矿井水水质特征、处理工艺、运行效果、回用方向以及存在问题进行了调研分析。结果表明：河北南部矿区有含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和特殊污染矿井水三大类，主要采用反应沉淀(澄清)、过滤、消毒处理工艺，处理率达到90%以上|目前矿井水处理后自用水率还较低(约70%)，需建立矿井水资源化利用鼓励机制，对矿井水进行资源化优化配置|有些矿区矿井水处理运行成本偏高，需优化混凝剂、助凝剂的选择和投加量，提高混凝沉淀效果，进一步降低处理成本，逐步提高矿井水资源化利用率和经济效益。

以安太堡露天矿南帮为研究对象，综合考虑陷落柱赋存于南帮而导致边坡岩体强度降低，岩性构成与产状发生变化，采用模拟计算仿真软件GeoStudio对陷落柱影响下南帮边坡的稳定性进行了模拟分析，划定了边坡不稳定区域，并结合现场实际情况，提出了内排压脚的控制措施。结果表明，内排压脚措施有效提高了南帮边坡的稳定性，同时增大了露天矿排土容量，缩短了排土运距，对露天矿安全生产具有重要的实际意义。

为了解决深部复杂地质条件下瓦斯压力测试中存在的裂隙封堵问题，提出基于巷道围岩应力分布的阶梯式封孔技术，通过对裂隙区和塑性强化区进行多级封孔来提高测压准确性|依据煤岩弹塑性软化模型模拟计算了巷道开挖后周边围岩塑性区半径，并通过FLAC3D软件进行了模拟验证，为一级钻孔封堵深度提供了数据支持|在薛湖煤矿29采区进行了现场应用，结果表明：阶梯式封孔技术在测压时间上平均减少了29.4%，绝对时间节省了8.3d，在测压结果上平均提升了65.6%，测试结果更加接近煤层原始瓦斯压力，具有广泛应用价值。

以神南矿区部分浅埋区域4-2和5-2两层大采高煤层开采为工程背景，通过物理相似模拟实验研究了上、下煤层重复采动时工作面覆岩的垮落特征及覆岩关键层结构，得出了浅埋煤层群起主要岩层控制的覆岩分别为直接顶关键层、下煤层有效关键层(组)、上煤层已扰动关键层，并分别对其结构特点进行分析。此外，还结合了该区域单一煤层及煤层群工作面矿压现场实测数据对比分析结果，总结出了较单一浅埋煤层开采，煤层群开采过程中周期来压步距相对较小，来压强度大的基本矿压特征，对该区域煤层的安全、高效回采具有重要的指导意义。

针对上湾煤矿近距离煤层工作面过煤柱安全开采问题，综合采用理论分析、数值模拟及工程实践的方法，就上湾煤矿12302工作面出煤柱矿压显现进行了研究。结果表明：上煤层工作面切眼深孔强制放顶诱发的基本顶结构提前切落有利于下煤层工作面安全平稳推过|此时模拟预计浅埋近距离下煤层工作面推出煤柱时支架活柱下缩量仅为133mm，工作面支架所需的工作阻力约11000kN|12302工作面过煤柱开采实践矿压显现缓和，未发生动载矿压现象。

旺采法中采场巷道服务时间各不相同，为了使支护设计具有针对性，利用力学和数值模型分析了煤巷变形特点。根据“岩梁”理论，建立煤巷顶板力学模型，获得了顶板岩层厚度与煤巷跨度、直接顶容许拉应力之间的双曲关系。结合FLAC3D，分析了支护部位不同时围岩及锚杆力学响应，明确了煤巷支护的重点是角部和两帮，单独进行两帮支护对围岩的控制效果优于单独顶板支护，支巷两帮可以采用玻璃钢锚杆。分析了锚杆参数对围岩的影响规律，证明加强两帮支护可以实现“强帮护顶”，帮锚杆长度存在最优值。

为了掌握孤岛残留煤体回采工作面推进速度对下伏大巷稳定性的影响展开研究，首先通过室内实验发现，提高试件围压加、卸载速度可显著提高其极限承载能力，结合东欢坨矿井下实际进行分析，认为工作面推进速度加快可减小极限平衡区的范围，也即对下伏大巷高应力持续影响时间降低。随后，通过对不同开采速度影响下大巷围岩应力分布与塑性破坏情况进行计算机数值模拟实验研究，发现工作面循环进尺从1m增加至3m，应力值降低，但增加至4m以后，该应力值增加，也即循环进尺为3m、4m时对围岩承载较为有利|从大巷围岩塑性破坏方面分析，工作面循环进尺增加至3m，大巷围岩塑性破坏范围降低，随后破坏范围增加，从而确定孤岛煤体回采工作面循环进尺保持3m较为合理。

基于急倾斜煤层水平分段综放开采时，顶板垮落所产生的冲击动量对工作面造成冲击，采用立体相似模拟实验建立相似模型，通过理论分析计算冲击动量，运用3DEC数值模拟对人工爆破强制放顶进行模拟分析。结果表明：在开采初期，采用人工爆破放顶的措施可以减小顶板的悬露面积，顶板垮落后的覆浮矸形成垫层对下分段的生产起到良好的保护作用，降低了冒顶的风险，可有效提高工作面的安全性。

为了研究断层附近矿井突水事故的发生机理，利用有限差分数值模拟软件FLAC3D模拟分析不同倾角的断层在采掘扰动影响下的地应力场和塑性区情况。结果表明：断层倾角越大，断层面上的剪应力和法向应力越大|采掘处以深断层活化范围大于采掘处以浅断层活化范围|小倾角正断层更容易产生贯通作业面底板与含水层的裂隙。利用该软件，在临近断层开采区内对断层附近地应力场和塑性区的模拟，有助于确定断层防水煤柱的留设宽度和预防矿井突水事故的发生。

针对露天矿区道路网随环境的不断变化，运用矿用卡车的海量移动轨迹数据，实现矿区路网的自动更新技术。通过对轨迹数据的精度进行分析评价，筛选出可靠数据，并对数据应用改进后的DBSCAN密度聚类算法来获取聚类点簇，然后对聚类点簇执行B样条曲线拟合，建立拓扑关系，形成矿区路网图。结果表明该算法可以适用于绝大部分的矿区道路环境。

提出了矿用混凝土湿式喷射机喷嘴的一般评价指标，选用Fluent模拟软件，对SPB7-T型湿喷机喷嘴内流场进行了仿真模拟，得出了喷嘴流场内混合物静态压力云图、单相速度云图以及喷嘴出口处相体积分数云图的模拟数据。结果表明：喷嘴流道内混合物的静态压力和各相速度均沿着运动方向增大，高压空气和混凝土两相之间存在速度滑移现象，喷嘴出口处空气混合均匀度达到0.85。通过实际喷射试验，测得SPB7-T型湿喷机喷嘴的回弹率为9.993%，验证了上述模拟仿真的正确性。

针对当前切割响应分析法识别煤岩界面所存在的有线传输和供电困难等问题，提出了一种基于压电叠堆的无线、自供能煤岩界面识别系统。阐述了系统整体设计方案、能量采集与能源管理模块、信号处理与无线传输等模块的功能。在自主研发的落锤装置上进行了压电俘能器冲击实验，研究了压电叠堆俘能器的冲击载荷响应特性。实验结果表明，受冲击载荷作用，俘能器输出电压随着冲击力大小呈线性变化，且当落锤高度为250mm时其输出功率可达到35W，理论上足以为各种传感器和ZigBee无线模块供电。

通过大量取心井资料的统计分析，建立了高煤阶煤岩的测井多参数识别标准，并采用灰色关联法定量解释煤岩的类型，不受人为因素影响，准确率高。高煤阶煤岩的密度与工业组分含量之间关系密切，把测井多元回归模型和等效体积模型结合，计算出了煤岩的密度和孔隙度，并在此基础上计算出煤岩各工业组分的含量。该方法是在大量实验数据基础上，把理论模型与实际统计模型结合建立起来的方法，其结果比较可靠，并且在实际操作中可行。

开平煤田是我国典型的向斜控气发育区，基于煤田的构造发育特征，分析了煤田煤层煤质特征，探讨了煤田的含气性，模拟了主采煤层的埋藏—生气史。结果表明，在开平煤田的不同构造部位，由于煤系埋藏条件和后期构造运动影响，煤层气地质演化史不同，主要分为三个类型：唐山矿型、吕家坨矿型和东欢坨矿型。其中，唐山矿型和吕家坨矿型均经历了两次煤层生气过程，由于逆冲推覆构造的影响，唐山矿型煤层气保存条件较好，现今煤层气最富集|东欢坨矿型经历了一次煤层生气过程，由于构造简单，除开平向斜NW翼的中部构造煤发育导致煤层气较富集以外，其他地区煤层甲烷逸散作用强烈，现今煤层气含量最低|吕家坨矿型受燕山晚期岩浆侵入的影响，煤变质程度较大，现今煤层气含量介于两者之间。

为了研究振动方向角对不同粘性煤粒在振动给料机中运动规律的影响，基于EDEM软件，采用JKR-Cohesion模型模拟了不同粘性煤粒在不同振动方向角的振动给料机中的运动行为。结果表明：对于不同粘性的煤料，随着振动方向角的增加，其流量值的波动幅度逐渐减少，并逐步趋于稳定状态，且低粘度煤粒、中等粘度煤粒和高粘度煤粒较有利的振动方向角分别为35°～45°、40°～50°和45°～55°。

由于人类采矿活动产生的采煤塌陷型湿地是我国东部高潜水位地区的一类特殊湿地，其面大、量广，直接影响煤炭城镇的可持续发展，对其进行生态恢复和治理利用已成为社会及学界关注的重点。从形成机理、特征、空间分布等方面介绍了我国采煤塌陷型湿地的现状，分析其类型及治理模式|从湿地水环境恢复、植被及土壤环境恢复、景观规划与设计、湿地构建技术等方面归纳了采煤塌陷型湿地的研究进展，依据目前中国采煤塌陷型湿地的研究特点及研究动态，展望了未来的研究重点。

为实现全液压钻机的液控系统从阀控技术到负载敏感泵控技术的全面提升设计了一种新型的负载敏感阀。通过介绍可负载敏感液压系统的工作原理及负载敏感阀的结构和基本功能，对负载敏感阀在使用中出现的主要故障和原因进行了分析和归纳，并提出了具体的解决措施。为用户使用和维修负载敏感阀提供了参考，起到了快速排除故障和提高工作效率的作用。

为了明确螺旋分选机的应用现状及优化手段，整合了螺旋分选机在我国的应用情况，分析了煤用螺旋分选机在应用中存在的问题|概括了螺旋分选机设备的优化手段，提出了煤用螺旋分选机的优化方向。结果表明：相对于非煤用螺旋分选机，煤用螺旋分选机距径比更小，分选圈数更多，多应用于动力煤选煤厂和可选性较好的炼焦煤选煤厂|目前煤用螺旋分选机存在分选密度较高、处理量较低、缺乏灵活性等问题|螺旋分选机的优化主要有改变结构参数和引进外力两种手段，在优化时应以改变结构参数为主，尽量保留螺旋分选机结构简单、无动力部件等特点。

针对薄煤层综采工作面复杂多变的地形环境，设计了一款四摇臂履带式巡检机器人，辅助检修工人完成日常工作面综采设备巡检工作，降低了工人劳动强度。对巡检机器人越沟性能进行了分析，在无摇臂辅助下最大越沟宽度为278.9mm，有摇臂辅助下最大越沟宽度为347.15mm，并使用ADAMS对越沟过程进行了虚拟仿真，验证了理论分析的正确性，最后对机器人行走机构样机进行了越沟性能试验，结果表明，所设计的巡检机器人可以满足薄煤层综采工作面环境的要求。

为提高煤矿井下双向驾驶车辆的行驶可靠性，通过计算得出了某型煤矿井下双向驾驶车辆需要的行车制动力矩和驻车制动力矩。针对现有技术煤矿井下车辆在紧急制动状态下有可能进一步造成制动失灵的现象，提出了采用多功能湿式制动器的解决措施|详细分析了多功能湿式制动器的结构和原理，并阐述了双向驾驶车辆制动系统的工作原理和结构特点。实践表明，该液压制动系统的设计是合理可行的。

为了科学准确的对企业安全文化进行评价，笔者采用了几何正多边形评价法|根据已有资料，对企业安全文化选取9个评价指标，并采用调查问卷法对各个指标进行量化，最终反映在几何正多边形上。结果表明，几何正多边形评价法简单易行，评价结果稳定可靠，不仅能科学客观的对企业安全文化的整体作出评价，而且可以反映出各个指标的优劣，为企业安全文化的改善提供依据。

针对煤炭需求在世界范围内存在严重不均衡性等问题，指出“一带一路”涵盖的国家和地区多为资源丰富国家和新兴经济体，孕育着重大的煤炭和煤电投资机遇，分析了“一带一路”战略可为煤炭企业“走出去”化解产能提供重大历史机遇。以煤炭储量、产量、消费量、贸易量四个基本因素为基础，同时考虑到可能的政治风险，分析了“一带一路”区域有7个富煤国家需重点关注，并结合“一带一路”煤炭开发投资重点国家的国别策略提出相应的投资建议。