设计了一种基于西门子S7-300系列PLC的超滤反渗透控制系统，并运用iFIX5.0组态软件作为上位机对系统运行进行实时监控。整个系统采用分布式控制结构，利用工业以太网通过TCP/IP协议实现上位机和下位机的通讯，并通过传感器和智能仪表对实时数据进行采集，实现了对现场设备的精确控制和实时监控。现场应用表明，该系统提高了矿山污水处理系统的工作效率，对企业的自动化生产和现代化管理有一定的推动意义。

针对带式输送机节能运输策略研究，分别建立输送机运行过程的能量消耗与用电成本数学模型，得出影响输送机运行能耗与用电成本的关键因素，通过分时电价等约束条件，采用遗传算法对模型变量进行全局优化，寻找各时段带式输送机运输煤量与运行速度的节能最优解，并对比优化节能策略所带来的经济效益。对比结果表明：在现有技术与设备不需要变动的前提下，通过优化带式输送机的运输策略，可分别节省约45%的能量消耗与42%的用电成本，有效的降低了煤炭运输成本，提高煤矿企业经济效益，从而实现煤炭开采与运输环节的精细化管理。

针对煤矿现有带式输送机监控系统可靠性差、常见故障定位困难等问题，设计了一种基于RS485和CAN总线的具有故障定位功能的带式输送机监控系统。根据现场运行情况，确定了系统监测量和控制量，完成了系统总体设计方案，设计了急停模块、扩音电话、下位机和终端模块，编写了故障综合判断程序，并提出了基于RS485和CAN总线的常见故障定位方法。试验结果表明：该系统具有监控功能完备、故障定位准确、通信实时可靠等特点，能够满足煤矿生产实际需要。

以牙克石-五九煤田矿区总体规划为例，采用逻辑框架法，通过相关利益群体分析、问题分析、目标分析和策略分析，从社会环境、经济发展状况、外部建设条件、资源条件、目标市场等方面分析了矿区存在的问题，总结出规划的目标和相应的对策。结果表明，运用逻辑框架法进行矿区总体规划，能够提高规划的水平和质量，使总体规划更具有可操作性和针对性，可为当地政府提供一部该矿区开发建设的指导性文件。

针对当前立井井筒装备中大罐道受力实测数据少，计算方法不尽相同，计算结果相差较大，设计随意性较大的问题，结合红庆梁副立井井筒装备设计情况，通过介绍几例已运行的立井井筒大罐道工程实例，提出了运用工程参照法设计立井大罐道的思路，为立井井筒装备，尤其是大罐道设计提供了一些有益的参考

井底煤仓是矿井煤炭运输关键环节之一，其修复治理难度大。在分析了干河煤矿井底煤仓破损垮塌的原因基础上，提出了合理可行的修复设计方案，即以“锚索网+内套双层钢筋混凝土仓壁复合支护”为主，壁后垮塌空间混凝土充填，对铝质泥岩段岩层特殊处理。研究了新旧仓壁及围岩各关键点位连接形式，明确了施工步骤，并给出了效果评价。结果表明，设计可保障施工人员、设备安全，改善仓壁受力状态，修复后井底煤仓稳定耐用，确保矿井的安全生产。

针对液压支架姿态测量采用多个有线传感器具有通信电缆多、布置困难、故障点多、维护量大等问题，设计了一种具有微功耗、高精度、电池供电、无线通信兼有有线通信等特点的矿用无线姿态传感器。该传感器由高精度双轴角度测量单元、高精度A/D差分转换器、高精度数字温感器等组成，利用其可得出当前设备的水平面倾斜角度和俯仰角度数据，通过相应的补偿算法提高了传感器的精度，数据通过无线的方式上传到多功能终端。实际应用表明，该传感器安装布置简便、稳定性好、测量精度高。

为最大限度为井下有效区域内的作业人员提供一个及时的、保证生存的、安全可靠的避难空间。以层次分析法为基础，构建了以煤矿避难硐室周边地质情况等7个评价因素为二级指标，围岩稳定性等20个评价子因素为三级指标的煤矿避难硐室选址评价指标体系。在基于层次分析法基本原理和评价流程的基础上，对赵楼煤矿避难硐室进行实例分析，得出其避难硐室选址较为合理。

为了找出更高效的煤矿超低浓度瓦斯气发电方式，计算了不同甲烷浓度下煤矿乏风采用蒸汽、燃机等不同发电方式时的效率。计算结果表明，多级压缩中间冷却带回热的燃气轮机发电效率最高，在甲烷质量浓度超过1%时，其最高效率甚至超过了50%。采用燃机发电还具有系统结构简单以及不消耗水资源的特点。

信湖矿井为淮北矿区首个千米新井，开采技术条件极其复杂，因此科学先进的设计定位是确保其绿色、安全开采的关键。设计在研究现有资料的基础上，分析了煤矿建设与开采对职工健康和生命的威胁，以及排放的“三废”、共伴生资源是否利用、高能耗、岩层移动对生态环境的破坏|据此从设计源头把关，建立了绿色安全开采体系，包括回风乏热利用、煤与瓦斯共采、矿山环境恢复与治理、节能减排和围岩综合控制等关键技术，力争把信湖矿井建设为节能环保的安全高效现代化矿井。

针对经坊煤矿3号煤层原煤灰分、硫份相对较低，发热量相对较高的煤质特征，为充分利用资源、提高煤矿经济效益，对经坊煤矿的3、9号煤层进行了配采设计。文章分析了经坊煤矿的井田自然概况及矿井生产现状，重点介绍了3、9号煤层的井田开拓方案的设计与配采方案的确定，详细介绍了采区主要装备：采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、带式输送机以及液压支架的选型。该配采设计方案可为相类似矿井提供借鉴。

为加快红庆河煤矿主立井箕斗装载硐室施工速度，根据特大型箕斗装载硐室断面大、结构复杂、施工难度大的特点，硐室施工采用分段、分层掘进，锚网索喷复合支护，模板拱腿进行图形定位，并根据定位进行材料计划和加工。通过合理安排施工顺序、加强施工组织及施工准备阶段图形定位技术的应用，简化了施工工序，实现了工程安全、保质、快速施工，对类似条件特大型装载硐室施工具有一定借鉴意义。

以C40～C80高强低热混凝土在赵固二矿主井冻结段为应用背景，采用水泥、砂子、碎石、粉煤灰、磨细矿渣和化学外加剂根据不同的配比，配制不同强度的低水化热早强防裂密实高性能混凝土，实测强度超过设计强度的5%以上，提高了井壁的强度储备，有效地避免了井壁的破坏。水化热降低15～17℃，较好的控制了内、外层井壁大体积混凝土的温度裂缝的扩展，确保了冻结段的施工安全。

介绍了孙家沟矿605工作面回风平巷掘进过程中易出现冒顶、垮帮、支护体损毁等强矿压显现，采用现场调研、理论分析、数值模拟和井下试验等手段对变形破坏与控制对策进行了研究。结果说明了基本顶断裂位置在煤柱内6.5m处，基本顶中关键块B的回转下沉运动是巷道呈现顶板不对称变形和水平剪切错动及煤柱失稳破坏的根本原因。提出了非对称的“多锚索-槽钢-钢筋组合圈梁”支护方案，现场工程实践表明：该技术可有效减弱顶板应力和位移分布的非对称性，控制围岩非对称变形破坏。

为加快淮南矿区煤巷工作面掘进准备进度，保证生产秩序正常，以潘一矿沿空掘进的1541(1)工作面轨道巷为研究对象，在总结施工经验的基础上，根据该巷道的地质条件及锚网(索)支护理论验算结果，优化支护设计，采取将巷道顶部排距由0.9m增大到1.2m的支护方案。实践表明：该巷道满足了工作面掘进期间通风、运料及工作面安装等需要，在满足安全生产的前提下，达到了降本增效的目的，效果显著，对矿区类似条件下锚网支护的排距选择具有参考意义。

针对兴盛煤矿采区煤仓频繁破坏、返修困难的实际情况，根据采区煤仓所处的破碎围岩条件，提出采用“锚网喷＋扎筋＋浇注混凝土”复合支护技术，即临时支护采用锚网喷支护，永久支护采用“扎筋＋混凝土结构”复合支护技术，并从扎筋、立模和碹胎、浇筑混凝土等方面对复合支护施工技术进行了研究。结果表明，采用该复合支护，极大的增强了井壁的抗压强度，解决了以往采区煤仓经常出现仓壁破裂的现象，保证了采区煤仓的长期安全使用。

松软煤层顺层钻孔瓦斯抽采普遍存在封孔深度不合理、封孔不严等问题，抽采效果差。针对以上存在的问题，文章从松软煤层钻孔稳定性及巷道围岩应力场分析出发，确定了松软煤层钻孔合理封孔深度|并通过增大钻孔内压力对孔壁施加主动支撑，封堵充填钻孔孔壁裂隙，提出适用于松软煤层顺层钻孔带压注浆封孔技术。通过保安煤矿现场应用显示，在60d的考察期内试验钻孔平均瓦斯浓度提高30%以上，显著提高松软煤层顺层钻孔封孔的密封性和抽采效果。

针对深部动压软岩巷道底鼓严重与难控制问题，选取蒋家河煤矿二采区回风大巷为研究对象，对其控制技术进行研究。现场调查发现该回风巷底鼓十分强烈，同时伴随有顶板冒落、片帮及侧墙破裂等现象，在此基础上分析了该类巷道的底鼓原因与控制机理，并提出了“注浆+锚索网喷+底板锚索”的综合控制技术。实践表明该技术控制区域围岩稳定，底鼓得到有效控制。该研究成果可为该矿或同类矿井巷道支护控制提供一定的技术借鉴。

为解决葫芦素煤矿深部半煤岩“锚-网-索”联合支护巷道掘进效率低的难题，提出了以顶板连续梁为理论指导、以高预紧长锚固的柔性锚杆为关键技术的快速掘进技术。通过预应力锚杆在顶板形成足够厚度的锚固岩梁，消除离层、避免失稳，实现本层内、多层间的双向联动。结果表明，“锚-网-索”联合支护改为单一柔性锚杆支护，显著简化了支护程序、有效地控制了巷道变形，使得巷道的月进尺由原500m提高至720m，提高率达44%，技术经济效果明显。

基于巨野万福煤矿风井井筒冻结外壁掘砌施工期间，-130m至-300m段外壁出现的裂纹状况，结合信息化施工的监测数据和观察结果进行了系统的井壁破裂机理分析，得出主要原因在于井壁受力不均及该段土层冻胀力过大等原因，从而提出井圈与背板联合支护，且降低段高及布设卸压槽和加厚泡沫板的处理措施，在井筒后续掘砌施工中取得了良好的效果。

针对马兰矿南五采区近距离煤层开采条件，参考地应力测试结果，建立数值模型，采用FLAC3D数值模拟方法研究了近距离煤层不同开采条件下形成的采动应力分布特征。同时，基于数值模拟结果，重点分析了近距离煤层上煤层先采后下煤层工作面回采巷道的合理布置方式，研究结果可为类似近距离煤层开采巷道围岩控制提供参考。

禾草沟煤矿50104工作面回风巷经历了临近50102工作面和50104工作面二次回采动压影响，工作面超前支承压力影响区域内巷道变形严重，影响工作面机尾支架推移和上端头的通风行人。为降低工作面回采影响，在回风巷道顶板实体煤侧实施双向聚能拉张成型爆破，切断与50104工作面顶板的力学联系，降低巷道超前支承压力和底鼓程度。工程实践结果表明：实施超前聚能爆破后，超前工作面10m处巷道围岩顶底板移近量和两帮移近量分别减小35.80%和58.12%。

针对平煤十矿穿层钻孔施工过程中喷孔、安全问题突出、施工效率低等问题，分析了钻孔施工问题产生的原因，研究了高突煤层穿层钻孔施工期间瓦斯防治技术和防瓦斯装置，通过使用全封闭式“三防”装置和采用钻尾抽采和防延时喷孔技术等综合措施，提高施工效率，实现安全施工，为深井开采瓦斯防治、安全打钻有一定的借鉴意义。

针对2808工作面回采期间发生的采空区自燃事故，从工作面漏风情况、地质构造、采空区遗煤、推进度等方面分析了事故的原因。根据工作面实际情况，采取了底板岩巷注浆、上下隅角堵漏、采空区充填、局部通风、加快推进度等综合防灭火措施，消除了工作面发火隐患，保证了工作面正常生产。

简述了我国露天矿所需电铲的发展历程和WK-35电铲中电控系统的组成。根据维修经验讲述了WK-35电铲在运行当中遇到的四个疑难故障和处理过程，对其故障原因进行了分析总结。四个故障实例分别为SM321输入模块故障、推压逆变器间断性报F011故障、切换柜接触器线圈连续烧毁故障和主从AFE报F079故障。最后简单叙述了WK-35电铲电气系统日常维护及注意事项。

针对平煤六矿戊9-10-22170综采工作面风巷在接近缩采区段时，顶板压力大且破碎、支架的回撤难度较大等问题，在回采过程中采取了一次性回撤2架支架的方法进行缩采，并研究了工作面缩采技术、工作面出架准备工作、工作面出架技术以及工作面装架技术等。结果表明：该技术不仅可以有效控制顶板，而且加快了顶板破碎区域工作面的推进度，取得了良好的经济效益。

针对芦岭井田煤层碎软、低渗透、煤层群的特点，深入分析了井田地质、储层特征和煤层气地面抽采过程中的技术难点，通过探索试验和研究，提出了具有针对性的解决方案。在总结完善现场工程试验的基础上，形成了适合芦岭井田煤层气地面抽采的工艺技术，为该井田地面煤层气规模化抽采提供有力的技术支撑。

为解决难浮煤泥浮选时精煤灰分高，尾煤灰分低的问题，分别进行浮选入料粒度组成，密度组成和分步释放实验，分析粒度组成、密度组成对浮选的影响和煤泥的可浮性。煤泥浮选实验结果表明：一次浮选的精煤灰分高，产率低，尾煤灰分低，很难满足生产要求，需采用二次浮选工艺。在入料性质相近的条件下，灰分为10.50%时，二次选比一次选精煤产率提高3.37%，尾煤灰分增加2.50%，浮选完善指标提高3.38%。工业生产表明：精煤灰分相近条件下，二次浮选比一次浮选的精煤产率、尾煤灰分和浮选完善指标分别提高了5.78%，3.20%和4.93%。

针对漳村煤矿初次来压明显，超前压力作用下煤壁片帮严重、两巷顶底板移近量大等矿压显现剧烈的问题，通过现场试验研究水力压裂弱化煤层上覆坚硬老顶控制技术，分析了水力压裂弱化坚硬老顶的特点。同时，为验证水力压裂效果，进行了矿压监测。试验结果表明：老顶的初次来压提前，与爆破破裂相比，来压步距缩短近6m|经济效益提升明显，采用水力压裂比深孔爆破技术经济效益提高达280万元以上。

针对综放开采条件下瓦斯涌出问题，选取阳煤五矿为研究对象，基于现场通风、瓦斯数据，统计分析综放工作面的瓦斯涌出特征，结合阳煤五矿瓦斯赋存规律及覆岩裂隙演化规律，对综放条件下瓦斯涌出特征的原因进行分析，理清了综放工作面瓦斯涌出规律，基于此规律总结分析了综放工作面瓦斯防治技术，通过布置内错尾巷以构建“U+I”型通风方式实现了上隅角瓦斯治理，通过布置走向高抽巷实现了邻近层瓦斯卸压抽采，抽采量高达100m3/min，抽采率超过90%。

以淮南张集矿32205工作面为背景，采用FLAC3D数值模拟软件对孤岛工作面应力分布特征进行了分析。结果表明：孤岛工作面形成后，工作面应力主要集中在采空区的两侧。巷道掘进前，对比不同煤柱宽度下孤岛工作面巷道围岩应力分布，确定留设煤柱的合理宽度为7m。回采期间，工作面超前支承压力峰值随工作面推进距离先增加后减小。针对该工作面具体条件对巷道采取相应的加强支护，经现场实测结果表明：32205工作面回采巷道变形量较小，满足安全生产的要求。

深孔定向钻进技术与装备能够有效解决我国利用钻孔抽采瓦斯中存在的问题，国内对该项技术与装备进行了大量的试验研究和现场应用。介绍了孔底马达滑动深孔定向钻进技术原理和我国深孔定向钻进技术取得的成果与突破，对比分析了几款国内外典型的深孔定向钻进装备，概述了深孔定向钻进技术与装备在我国井下瓦斯抽采中的四种具体应用形式及相应的应用案例，总结了该项技术与装备研发与应用中存在的问题。结果表明：利用深孔定向钻孔抽采煤层瓦斯是目前国内常用且有效的方法。但仍存在松软煤层成孔困难，成孔限制条件众多、复杂，装备复杂、昂贵，部分配套设备受国际垄断等问题。国内应加大投入，突破垄断，努力实现自主创新。

为了解决传统极值提取方法效率较低、精度不高等问题，文章编译了开采沉陷预计程序，推导了采动区地表点移动变形的极值方向公式。并依据不同类型建(构)筑物的平面几何形态，将其分成面状、线状和点状，利用平面点云替代该建(构)筑物进行沉陷预计和统计，实现了采动区不同类型地表建(构)筑物移动变形极值的自动提取。该方法在南屯矿区具体工程实例应用中取得良好效果。

针对独立的矿井降温系统排热量大而利用率低(煤矿热泵供热系统余废热不足)的现状，提出了一种浅地层蓄热、变工况热泵与矿井降温的集成系统设想，该系统主要由浅地层地埋管换热器、矿井降温系统、变工况水源热泵机组构成。介绍了该系统非供暖季矿井降温系统排热利用、地埋管地层蓄热以及冷却塔辅助散热的工作过程，供暖季地源热泵系统供热的工作过程。分析显示理论制冷循环下的非供暖季降温蓄热较非蓄热降温节能26.2%，并具有较好的经济优势。

为了研究干燥后褐煤的水分复吸情况及其影响因素，对蒙东褐煤进行了微波干燥试验，在300W、600W、900W的微波功率下对不同粒级的褐煤分别进行干燥，继而研究褐煤粒度和微波功率对干燥后褐煤复吸水分情况的影响，并与热风干燥进行对比。结果表明：与热风干燥相比，微波干燥后褐煤的水分复吸更少，并且相对湿度越高这种优势越明显|在微波干燥中，干燥后褐煤的复吸能力与颗粒粒度大小以及微波功率成正相关。

针对成庄矿选煤厂煤泥水处理过程中药剂添加系统针对单个环节控制，且药剂添加量不精准等问题，设计了一种基于模糊专家系统的浓缩机絮凝剂与压滤机凝聚剂药剂添加协同控制系统。该系统以浓缩机溢流浓度和压滤脱水效果模型为输入量，设计模糊协同控制器，对两个药剂添加子系统进行补偿控制，以保证煤泥水的处理速度、处理效果和经济效益等综合指标的进一步提升。

针对目前旁通阀使用过程中常常出现刺漏现象，造成螺杆钻进使用效率下降的问题，采用Fluent软件对Φ172mm螺杆钻具旁通阀的冲蚀性能进行分析。仿真结果表明旁通阀阀芯在全开位置时，受到的冲蚀磨损最为严重。旁通阀受到钻井液的冲蚀磨损，与钻井液的流量、泥沙含量近似呈线性关系。在钻进过程中，旁通阀阀芯变径处所受到的冲蚀磨损最为严重，阀芯变径处应采用合理的过度锥度和耐冲蚀磨损的材料。研究结果对提高旁通阀的耐冲蚀性能具有指导意义。

分析了煤矿乏风中的甲烷多种利用途径的技术特点、应用实践及发展方向，研究指出流转反应器技术以及坑口电站助燃技术适合我国煤矿乏风特点，发展潜力大。归纳了“十二五”末我国在煤矿乏风CDM项目方面取得的成绩，根据煤矿乏风利用技术经济评价结果，在不考虑碳交易情况下，乏风利用项目处于亏损状态，通过引入CDM机制，可极大提高乏风利用项目经济性。

根据井下紧急避险系统设计要求，结合天锡煤矿+260水平31采区井下的实际条件，确定构建一个容纳50人、生存室长25m、有效使用面积100m2的采区避难硐室。从硐室结构、地面钻孔压风系统、环境控制和生命保障系统、通讯照明系统、供配电系统等方面，研究了31采区永久避难硐室的功能需求和配套设施，可为同类规模矿井永久避难硐室的建设提供参考。

从提高纯电动防爆无轨胶轮车能量利用率的角度，提出一种双电机驱动系统构型，并对双电机驱动系统较传统单电机驱动时的节能机理进行分析，制定出这种构型参数匹配原则和电机等效外特性曲线。同时以电机最小电功率消耗为原则计算出双电机驱动系统最佳驱动模式，识别出各个模式定义的门限值，得出模式划分简化图。利用MATLAB/Simulink搭建了单电机驱动系统与双电机驱动系统仿真模型，基于王家岭辅助运输大巷路谱计算二者能耗及等速行驶下的续航里程，得出该类车辆采用双电机驱动系统能够实现更好的经济性。

针对煤矿井下支架搬运车司机在停机时经常忘记关闭电源开关造成蓄电池溃电的问题，基于支架搬运车电气系统与气动系统设计原理，研究开发了一种适合煤矿井下支架搬运车工况特点和工作环境的电源开关自动控制装置。改进设计后结果表明：增加了电源开关自动控制装置减少了驾驶员起车、停车的操作|延长了蓄电池使用寿命|为后续支架搬运车设计提供借鉴。

为提高煤矿机电设备管理资源配置效率，降低机电事故损失，建立了以机电事故损失最低为目标、以资源投入为约束的优化模型，然后运用逆优化方法将原模型转化为逆优化模型并求解。以煤矿机电设备管理为例进行实证分析，结果表明在总投入固定情况下，运用逆优化方法对约束参数进行调整可以满足系统新的需求，为优化煤矿机电设备管理资源配置提供了新思路。

以肥矿集团新陶阳煤炭企业为例，探讨煤炭企业成本动因对成本项目作用机理，通过层次结构分析，以煤炭企业成本控制为总目标，煤炭企业资源成本，生产成本，安全成本，环境成本4个成本项目为策略层，8项成本动因构成指标层，成本动因依据属性的不同对成本项目施加影响，根据影响的权重对成本动因进行了排序。结果表明：企业规模，自然条件，技术经验，产能利用率成本动因权重较高，对成本项目影响大，在煤炭企业实施战略成本管理时应加强对这几项成本动因的控制。