为适应煤矿安全开采的新形势，科学防治水害，在《煤矿防治水规定》基础上修订编写了《煤矿防治水细则》。分析了修编《煤矿防治水细则》的背景和原则，针对煤矿防治水工作中存在的问题，探讨了《煤矿防治水细则》的修订要点，并结合典型突水案例进行了剖析，为更好贯彻落实新规程和推动煤矿安全开采提供支撑。

针对国投哈密一矿原井田开拓方案存在的不足，结合影响井田开拓方案选择的各种因素，对原井田开拓方案进行了优化，根据煤矿建设项目的特点和生产实际，采用整体比选法中的费用现值法作为具体比选方法，通过对两个开拓方案从建设期、生产期及全寿命周期三个方面进行技术和经济分析比较，结果表明了优化后的开拓方案更为合理。整体比选法的应用，为合理确定井田开拓方案提供了有效的解决途径。

为了解决超薄基岩浅埋煤层过沟谷开采问题，以神府矿区杨伙盘煤矿30108、30110工作面过沟谷开采方案设计为例，论述过沟谷开采的必要性和可行性，结合周边类似矿井的开采情况，提出了三个可行的过沟谷开采方案。并从安全、技术、经济方面进行比选，得出“沟内覆土+井下铺设柔性网+均压通风”是符合杨伙盘煤矿的有效方案，为同类矿井开采提供了新的解决途径。

为解决深部大采高综采工作面大尺寸区段煤柱护巷效果与煤炭资源回收率之间的矛盾，以红庆河3-1煤大采高工作面为研究背景，通过极限平衡理论计算深部采场煤柱塑性区、弹性区宽度，采用应力监测手段分析煤柱内应力分布特征，结合不同宽度煤柱数值模拟结果，得出结论：3-1401工作面回采侧与掘进侧塑性区宽度分别为6.28m、5.83m，并采用数值模拟计算对该结果进行了验证|应力监测结果表明，40m煤柱呈现双峰状应力分布特征，应力集中程度明显，回采侧应力峰值位于距煤壁6m位置，应力集中系数达2.18，掘进侧应力峰值位于距煤壁5m位置，应力集中系数为1.98；综合以上分析结论，确定该条件下区段煤柱合理宽度为25m。

针对矿井水灾发生时，随时间动态变化的水位高度对矿工逃生路径选择的影响，开展动态最短路径算法在矿井水灾动态路径选择中的研究。为判断水位高度不断变化对矿工逃生路径选择的影响，本文在将逃生路径选择数学模型最优化的基础上，将所研究的时间段进行划分，根据不同时段下每条巷道中的平均逃生速度求得时间当量长度，以此作为邻接矩阵的权值。本文突破传统Dijkstra算法在矿井水灾最优路径搜索中不能有效用于动态环境下的弊端，实现了改进的Dijkstra算法在矿井突水时期动态选择最优路径的应用，具有更高的实用价值与精确度。并且，在后期的矿井虚拟现实/增强现实水灾模拟应用中具有较大的意义。

传统的煤矿工作面语音系统存在模拟语音信号不适于长距离传输、易受干扰，电池电量消耗快，传输线缆损耗导致系统末端电压过低，过多无效播放造成本安电源电量浪费等问题。针对上述问题，提出了一种基于语音信号数字化传输的煤矿工作面智能语音系统，介绍了系统硬件电路方案和语音设备动态管理方案。该系统以CAN总线作为数字语音传输的载体，主控器通过CAN总线实时采集语音设备的状态，并根据不同的规则对语音设备的充电电流、放音音量等参数进行调整。工业性试验表明，该系统可以长时间稳定工作。

提出了一种以CAN总线为各现场设备之间的通信网络、以AT89C51为智能节点控制芯片的煤矿安全监控系统|设计了该系统的整体结构，重点阐述了CAN总线智能节点的硬件电路实现和软件设计的过程。实验调试结果表明，文中所设计的系统具有结构简单、易于扩充、可靠性高等特点，因此具有一定的工程实际应用价值。

结合煤矿大量低浓度瓦斯和风排瓦斯排空无法有效利用的技术现状，详细介绍了瓦斯蓄热氧化低浓度瓦斯安全混配工艺设计。分别阐述了瓦斯蓄热氧化低浓度瓦斯安全混配原理、技术要求，提出具体技术指标，介绍混配系统工程应用情况。设计及运行现场应用表明：瓦斯蓄热氧化低浓度瓦斯安全混配系统安全、可靠、稳定，可满足瓦斯氧化综合利用项目用气需求。

为了有效控制吸水膨胀性软岩巷道的底鼓，以安山煤矿31煤四盘区主运大巷为研究对象，以载荷作用和水理作用为综合影响因素分析了巷道的底鼓机理，提出了卸压槽防治底鼓的措施。利用FLAC3D数值模拟软件，研究了不同深度切槽下的巷道围岩应力分布与位移情况，进一步确定了卸压槽参数。研究表明采用切槽卸压减缓了巷道帮角应力集中效应，使得底板垂直应力向深部转移，卸压槽壁的挠曲变形吸收了底板的变形量。现场实践证明采用的卸压槽和卸压参数能有效控制巷道底鼓。

以马军峪煤业90111工作面运输巷柔模沿空留巷工程实践为背景，结合坚硬顶板沿空留巷的围岩稳定性及施工的特殊性，对工作面端头坚硬顶板的悬顶进行处理，优化柔模沿空留巷施工工艺，并对沿空留巷巷内、巷旁、端头及加强支护参数进行优化。现场实践表明：端头悬顶得到较好的处理，巷内各类支护及留巷工艺达到预期的现场效果，并取得很好的经济效益。

为了提高顶板的爆破效果，实现工作面的安全高效生产，以潞新煤矿E4104综采面为研究背景，采用深孔爆破强制放顶技术，根据煤层赋存和施工技术条件，确定合理的钻孔布置、装药方式等关键技术参数，大大提高了顶板的爆破强度，现场试验效果显著，保证了工作面的安全高效生产，取得了良好的经济效益和社会效益。

针对松软突出煤层钻孔施工中钻孔深度浅、成孔率低的难题，分析并总结了松软突出煤层钻孔施工的几种工艺方法及存在问题，提出高转速压风—螺旋复合排渣技术。阐述了该工艺技术原理并分析确定了高转速复合排渣钻进工艺参数。现场实践表明，采用高转速钻机并配套Φ95/60.3mm插接密封式螺旋钻杆及Φ98mm胎体弧角PDC钻头的钻具组合进行施工，成孔率提高到70.6%，钻孔深度也显著提高，为松软突出煤层钻孔施工提供参考。

针对顺层长钻孔深孔“留不住、封不严、抽采效率低”的问题，采用理论分析和现场试验的方法，研究顺层瓦斯抽采钻孔全程下筛管强化抽采技术。通过建立煤岩瓦斯气—固耦合模型，模拟分析了筛管长度、抽采负压、筛管直径对顺层钻孔瓦斯抽采效果的影响，表明：抽采负压(13～40kPa)和筛管直径(32～50mm)对瓦斯抽采效果影响较小|筛管长度是提高瓦斯抽采效果的关键因素，全程下管120m时，筛管长度100m的钻孔比筛管长度40m的钻孔瓦斯抽采效果提高3倍。通过改进了钻头“一”字型横梁的连接与固定方式、配合无焊接整根大通径钻杆、封孔管孔底悬挂装置，实现“钻多深下多深”|全程下筛管后，单孔平均浓度可提高29%以上，有效抽采期可提高1.9倍。

针对综放工作面过空巷时受到超前支承压力影响，造成空巷内围岩塑性破坏区范围扩大，易引发工作面煤壁片帮和空巷顶板垮塌的问题，采用数值模拟软件，对空巷充填前后的围岩应力分布状况进行分析对比，空巷充填后，巷道围岩应力峰值明显减小，空巷充填改善了围岩受力状况，降低围岩应力值。结合成庄矿3311工作面现场情况，确定高水材料充填施工方案，并进行综放工作面过空巷充填工业性试验。结果表明：工作面通过充填空巷区域期间，工作面两巷道顶板下沉量最大值为146.8mm，底鼓量最大值为195.2mm，左帮鼓出量最大值为49.8mm，右帮鼓出量最大值为82.2mm，巷道变形量不影响工作面正常回采，有力保障工作面过空巷区域的安全。

为了研究水力冲孔技术对余吾矿主采煤层的卸压增透作用，采用理论分析、室内电镜测试和现场工业性验证相结合的方法，结果表明：水力冲孔技术通过宏观裂隙和微观孔隙两个层面实现煤体的卸压增透|现场冲孔钻孔瓦斯流量衰减系数为0.003，仅为普通钻孔的1/7|实施水力冲孔措施区域内，瓦斯抽采浓度明显优于普通钻孔区域内。水力冲孔技术可以有效强化煤层卸压增透效果，提高瓦斯抽采效率，保障工作面的安全生产。

针对唐山矿长距离掘进过程中存在高瓦斯的现象，从多角度分析瓦斯的来源，在不影响施工进度和降低投资成本的情况下，采用了增加工作面风量、在工作面迎头施工瓦斯钻孔泄放、提高掘进工艺等综合瓦斯治理措施，经过现场检测，瓦斯治理卓有成效，为高瓦斯长距离掘进工作面的瓦斯治理提供了新的解决思路。

随着煤矿机械化程度的不断提高，粉尘灾害问题日趋突出。为改变张家峁煤矿14201综采工作面粉尘浓度高的现状，提高防尘效果，利用数值模拟和现场实验，进行了工作面粉尘综合防治技术研究。研究结果表明：通过煤层注水，煤层水分平均增加了78.1%|对工作面风流分布数值模拟发现风流驱散降低粉尘浓度作用显著，现场实测确定工作面的最佳通风除尘风速为1.3～1.5m/s|实施综合降尘措施后，该工作面呼吸性粉尘浓度由7.68mg/m3降低至2.26mg/m3，降幅70.6%|总粉尘浓度由14.41 mg/m3降低至4.37mg/m3，降幅69.7%。通过“源头治理和过程控制” 的综合防尘策略，实现了矿井综合防尘一体化，降低了生产作业场所的粉尘浓度，矿井粉尘超标现象得到了有效控制。

文章研究了LoRa技术的特点和优势，分析LoRa技术在煤矿中的应用方式和方法。研究结果表明：LoRa技术作为物联网低功耗远程通信技术，采用扩频调制等多项技术，实现低功耗下的远距离通信，具有远距离组网、低功耗、低成本、低速率和大规模的特点|它可以透传、私有协议和LoRaWAN协议等多种方式组网，实现远程组网通信|特别是针对远距离低速率组网方面，LoRa技术是目前十分理想的解决方案。

以大同煤矿集团麻家梁选煤厂煤泥回收系统为对象，对分级旋流器溢流、尾煤高频筛筛下水、加压过滤机煤泥进行了粒度分析，讨论了煤泥灰分偏高的原因。针对其压滤煤泥，进行了水介旋流器重选降灰试验研究|针对其原生煤泥，进行了多种药剂的浮选效果对比研究。通过分析研究，给出了降低全入洗动力煤选煤厂降低细煤泥灰分的三种技术途径，即高灰煤泥单独压滤、煤泥重选和高效药剂支持下的煤泥浮选。

针对山西正邦煤矿综放工作面上隅角瓦斯超限和采空区煤层自燃问题，从瓦斯治理、自然发火和瓦斯流场等方面对该矿高抽巷层位合理位置进行分析论证，确定高抽巷层位布置在K2灰岩底板，不仅可以减少灰岩对于瓦斯运移的阻止作用，而且最大程度发挥了高抽巷抽采效果，并且保证采空区内横三带的稳定性，有效地防止了采空区自燃。高抽巷层位优化结果的可靠性得到现场实测数据的验证。

为保证29采区安全顺利开采，通过对29采区底板进行疏水降压，揭示和验证了采区作为独立水文地质单元的封闭性特征|获取了底板主要含水层——太灰段的渗透系数等水文地质参数|利用非稳定流理论和井群干扰理论对采区底板的疏降效果进行预测。结果表明，通过合理布置钻孔对底板太灰水压疏降，效果显著，具有现实可行性。同时，对于改进车集煤矿底板防治水技术手段、降低防治水工程成本等均具有重要意义。

在整理统计和分析大量文献资料的基础上，总结了浅埋煤层综采(综放)条件下地表移动时空特征，探讨了浅埋煤层综采(综放)条件下地表移动机理。研究结果表明，深厚比小于40时，地表变形突陷性增大，规律性减弱，具有突陷性和连续性二象性，但总体上仍具有较强的规律性。突陷性主要表现为地表移动形式的塌陷坑、塌陷槽、裂缝等非连续性以及地表移动时间、下沉量等的偶然性。总体上，深厚比越大，连续性越强，深厚比越小，突陷性越强。根据研究结果提出了两个观点：综采(综放)条件下，深厚比40宜作为地表移动连续性的界限|深厚比小于40时，综采(综放)条件下预计地表移动持续时间不超过1.85倍采深。

为了研究油页岩原位注热流体化开采过程中注热井、生产井及热解产物运移通道的稳定性，利用高温三轴岩石力学试验系统，研究了新疆吉木萨尔油页岩在500m地应力条件下，轴向变形随温度的变化规律，结果表明：室温至600℃，油页岩整体表现为膨胀变形，且可分为室温-300℃低温膨胀阶段和300～600℃高温膨胀阶段，高温阶段的线性热膨胀系数大于低温阶段的线性热膨胀系数|有机质热解对含有机质较少的油页岩的热变形影响较小，而对富含有机质的煤有显著的影响|在注热开采油页岩油气过程中，油页岩层及其顶板岩层因受热膨胀，可能导致地表出现轻微抬升，这与传统采矿中出现地表塌陷不同。

为得到冻融环境下原状黄土孔径分布与其力学特性的关系，以原状黄土为研究对象开展反复冻融作用下的三轴剪切试验和核磁共振观测试验。试验结果表明：在冻融环境中黄土的强度及内部孔隙结构均会发生改变，伴随冻融次数的增加土体的粘聚力将会降低，且最终趋于稳定，而其内摩擦角基本稳定，略微减小，变化幅度在1°～2°间。反复的冻融循环作用使土体中的细颗粒会增多|孔隙方面，微、小孔隙的数量变化由开始减少至增多，而中、大孔隙的数量变化由开始增多至减少。随着冻结温度不断降低，土体粘聚力逐渐增大，而原状土体的内摩擦角基本保持不变。

为解决煤炭在堆存以及运输过程中产生大量粉尘不仅污染环境还会威胁人体健康的问题，进行了化学抑尘方面的研究。研究以海藻酸钠为接枝底物，通过对海藻酸铵进行多重改性，以及在阴离子表面活性剂共同作用下，制备了新型环境友好型抑尘剂。通过对抑尘剂的相关性能进行研究发现，该抑尘剂性能优良、抑尘效果好。

矿井下存在某些危险区域，这些区域不允许工人在未采用安全措施的情况下进入，然而由于一些环境或人为因素，使得常用的警示标志不够有力，导致了井下事故的发生。因此，文章介绍了一种采用基于计算机视觉的自动检测方法检测工人是否进入危险区域的方法，该方法首先使用核相关滤波算法KCF(Kernel Correlation Filter)跟踪目标，然后利用双目视觉原理对跟踪的目标进行测距，同时利用Kalman滤波算法优化所得到的距离信息，使得测距方法对于遮挡目标有一定的鲁棒性，保证目标在危险区域之外。井下目标跟踪与测距方法具有价格低廉，计算量少，测量距离范围大，测距准确度高等优点。

水煤浆颗粒不仅需要具有一定的细度，而且需要合理的粒度分布。磨矿方式对其具有重要影响。在实验室条件下，利用球磨、棒磨和行星式球磨三种方法对一种长焰煤进行了干法磨矿试验，通过Rosin-Rammler方程对物料的粒度分布特性进行了分析，并探讨了堆积效率随磨矿方式和磨矿时间的变化规律。结果表明：球磨和行星磨比棒磨的磨矿效率高，产品粒度更细，但粒度分布窄，堆积效率低|棒磨产品粒度分布相对均匀，并可有效防止颗粒过磨，堆积效率更高；当Rosin-Rammler方程的均匀性指数n值范围在0.75～1.3时，与堆积效率具有很好的线性关系，可以作为堆积效率的快速预估方法。

焦粉具有与活性炭相似的性质，可作为活性炭的替代材料应用于焦化废水处理。文章介绍了关于焦粉改性为焦粉活性炭以及直接作为吸附剂处理焦化废水的研究，总结了各研究焦粉投加量、焦粉粒径、吸附时间、废水pH值对焦化废水处理效果的影响，同时分析了该技术在工程应用中存在的问题。结果表明该技术有待优化，其巨大的潜力应引起更多的关注。

为实现低阶煤泥的高效浮选，以地沟油、Gemini阳离子表面活性剂(31709型表面活性剂)为主要原料制备新型高效微乳捕收剂(DG-1)，检测结果表明，微乳液滴体积分数在98%以上，稳定性良好。浮选实验及成本利益概算表明，在药剂用量相同时，DG-1的浮选性能及所获精煤利润均优于0#柴油，其浮选性能的提高与31709型表面活性剂的添加密切相关。使用X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪和微电泳仪对31709型表面活性剂提高DG-1浮选性能进行研究，结果表明，31709型表面活性剂有效覆盖了样品表面的含氧官能团，造成煤泥表面氧元素的含量减少，提高了煤泥的疏水性|吸附31709型表面活性剂后煤泥接触角增大了约12°，进一步验证了吸附后煤泥疏水性的增强|同时31709型表面活性剂对煤粒具有一定的分散作用，比煤粒单纯在水中更稳定，有利于浮选。

以内蒙古麻黄梁地区某选煤厂低阶煤为研究对象，采用山西某炼焦煤选煤厂重选精煤作为载体原料，开展了低阶煤载体浮选试验研究。对低阶煤进行了工业分析和XRD分析，结果表明：煤样挥发分高，煤中黏土矿物主要有高岭石和蒙脱石。低阶煤载体浮选试验结果表明：0.5～0.25mm粒级的载体可大幅提高低阶煤的浮选效果，随着载体粒度减小，低阶煤浮选回收率逐渐减弱。0.5～0.25mm粒级载体的回收率可达到98.92%。最后对载体强化低阶煤浮选的机理进行了探讨。

为了解决目前综采工作面液压支架搬迁时间长，安全风险大等问题，文章研究了一种综采工作面液压支架装卸车装置和移动分组装卸车新工艺，并在山西右玉东洼北煤业11105综采工作面进行撤架工业性试验。试验表明，该装卸车装置实现就近装卸液压支架，性能稳定，提高搬迁效率，减少清理浮煤作业量和对底板的破坏，改善作业环境，降低作业人员的劳动强度，避免顶板垮落、断绳等事故，安全可靠，经济效益显著，具有很大的推广价值和广阔的市场前景。

钻速是衡量掘进机工作性能的关键参数之一。采用DOE建模技术，以钻速作为目标变量，以刀盘扭矩、千斤顶推力、刀盘转速、螺旋机转速等主控参数作为设计变量建立二次回归函数，得出钻速的预测函数。通过拟合判定系数、修正判定系数和均方根差对回归函数的误差进行判定，研究不同的样本数据采点方法对拟合精度的影响。构建优化数学模型，采用二次规划算法求解不同样本数目下的极值，有效地实现了掘进性能的提升。

在对煤炭行业人才需求的预测中，利用单项预测方法进行预测有时会受到局限，本文提出一种基于多元回归——灰色预测的组合预测方法对煤炭行业人才需求进行预测。选取30个煤炭企业2013—2017年期间人才变动的数据，提取煤炭年产量和年薪酬水平为主要因子，对2013—2017年的煤炭行业经营管理人才需求量进行预测，残差分析结果表明，用多元回归-灰色预测模型预测较单一方法更有效，构建的预测方法具有很好的适用性。

文章根据我国中西部17个省份2003年到2016年煤炭消费、经济增长和雾霾污染的面板数据，构建了关于这三者的VAR模型。并运用面板矩估计、脉冲响应函数和方差分解方法分析了三者之间的动态关系。研究发现：雾霾污染对煤炭消费的响应在短期内为负，而在长期表现为正，经济增长对煤炭消费的响应短期表现为正，长期为负|经济增长对煤炭消费的解释作用较强，雾霾污染更多是受煤炭消费的影响，受经济增长影响较小。