为了提高鹤壁煤业陕西党家河斜井开拓煤矿辅助运输效率，研究了在斜井巷道采用架空乘人装置运送人员或轨道矿车运输材料和设备，在井下换装硐室进行快速换装后由无轨胶轮车直达运输。详细论述了人员、材料及综采工作面设备的换装运输工艺、无轨胶轮车的设计、车型配置和车辆入井及升井方法。结果表明：无轨胶轮车载重量大、机动性强，综采工作面设备均可实现点到点的直达运输，安装和拆除快速|辅助运输人员减少50%以上，辅助运输综合效率提高40%以上；降低了工人劳动强度，从根本上消除了各类运输事故的发生。

为提高晋煤集团长平煤业Ⅲ4303大采高工作面采出率，采用无煤柱开采技术，通过实验室试验、理论分析与工业性试验相结合的研究方法，对大采高工作面无煤柱开采技术进行研究，根据柔模混凝土力学性能试验结果知柔模混凝土的强度高于普通混凝土强度，标准养护28d时抗压强度为38.3MPa，结合Ⅲ4303大采高工作面的具体情况，确定巷内采用“锚网索+波纹钢带”联合支护，巷旁C30柔模混凝土宽度为1.5m，并采用理论分析验证巷旁充填体的承载能力。通过工程实践表明：无煤柱开采技术实施后，Ⅲ4305工作面回风巷顶底板及两帮的最大移近量分别为220mm和240mm，保障了巷道围岩的稳定|带来的煤柱效益为1.02亿元，提高了矿井的生产效益。

为解决采区煤仓容量小、运煤路线复杂等问题，提出了穿越煤仓上口交叉巷道向上延伸煤仓的方法，并通过理论分析和计算，确定了在不破坏原有煤仓的基础上利用“锚杆+锚索+喷射混凝土”和混凝土支护相结合的方式对煤仓进行永久支护的设计方案，并利用反井钻机快速施工缩小工期。城峰公司二采区采区煤仓使用该方法进行改造，结果表明此方法能在短时间内通过改造增加煤仓的容量，缩小运煤路线|SCCT软件的配筋计算能够获得钢筋混凝土穿过交叉巷道影响区域的合理参数|可为类似条件的井下煤仓改造施工提供借鉴。

以贵州水城矿区为研究对象，从模型、软件、机制及装备等方面建设了复杂矿井适用的瓦斯突出灾害预警系统，从防突措施缺陷和客观危险性两大方面囊括了20多项突出危险预警指标，实现了煤与瓦斯突出灾害的多参量、准确预警和及时发布。现场应用表明，预警系统可以准确评价、预警复杂矿井工作面的突出危险性。应用效果明显，为科学预防瓦斯突出灾害提供了有效手段。

简要介绍了调度指挥系统大屏显示产品的发展过程及特点，详细阐述了小间距LED显示屏的性能特征优势和技术优势，从无视觉拼缝、色彩饱和度、色彩还原性、单位面积功耗、使用寿命、维护成本等各方面介绍了陕煤小保当煤矿调度指挥中心大屏显示系统的特色，描述了调度大屏系统作为小保当智慧化矿山体系内可视化平台的窗口，在井下工业视频监控系统、矿井安全监控监测、人员定位系统、地理信息保障系统等智慧化矿山安全预控体系中的重要作用，实现对矿井全方位、全天候、全过程安全状况的实时监测，为煤矿管理层进行生产调度、风险预判、隐患治理、安全预控提供了最直观的决策依据，有效提高了煤矿调度管理的效率。

结合胜利煤田发生大型滑坡的露天矿地质赋存条件，以高大软岩边坡条件下松散物料压覆的煤炭资源安全高效回收为目标，提出采用“横采内排-尾随压脚”的开采程序方案将工作线从直线型变为“Π”字型。从地表水与地下水防治、边坡安全监测等方面提出了保证工程顺利实施的安全保障措施。计算分析了采用“横采内排-尾随压脚”开采程序方案的可观资源回收量及减少运距和提升高度带来的经济效益，同时对矿山实现可持续发展和安全开采的价值进行了预测。

为了解决双能源卡车运输系统中架线道路参数优化的问题，通过MATLAB软件分析双能源卡车坡道速度变化问题，确定上坡匀速运动的速度节点、单个坡道长度和道路参数优化的设计速度|再从道路参数优化影响因素和意义入手，提出了参数的计算方法，基于双能源卡车运行性能和行驶路面条件对参数进行优化，优化结果可发挥双能源卡车性能优势并保证运行安全。以伊敏三号露天矿为例进行了实证研究，研究结果表明：传统卡车上坡平均速度15.86km/h，单个坡道长度450m。双能源卡车上坡平均速度24.43km/h，增加54.04%，运输效率高|单个坡道长度1050m，增加133.33%，爬坡能力强。但双能源卡车需更大半径保证运输安全性。坡道坡度增大时，双能源卡车速度减小，单个坡道长度减少，凸型竖曲线半径和曲线半径减小。

为解决水尺计重人工观测中存在的人为误差、效率低、纠纷多等问题，文章以水尺计重全自动计量为研究核心，运用传感技术、无线通信、图像处理等多学科理论知识，采用理论分析、优化算法和现场检测相结合的方法，分析复杂环境下不同船舶水尺视频的特点和规律，开发水尺计重便携式设备及图像识别系统软件，构建水尺计重自动检测图像识别系统，实验测试表明：系统运行稳定，误差小、准确度高。彻底解决水尺计重各环节人工观测并记录的落后状况，实现我国煤炭运输船水尺计重的科学、高效、安全、公正鉴定。

针对复杂膨胀性围岩条件下交岔点高应力集中区围岩稳定性控制和支护技术难题，通过对交岔点围岩变形表现形式、交岔点围岩变形机理的研究分析，提出了交岔点支护难点及重点。基于围岩控制理论分析，提出了“有限让压的柔性支护+全断面封闭抗压的刚性支护技术”，前期柔性支护采用“高强、高预应力锚杆+锚索+喷浆”联合支护有限度控制围岩变形，允许围岩在可控范围内释放围岩应力|后期通过架设异形支架与支撑架组成的联合支护体并喷射混凝土对交岔点围岩进行全断面封闭抗压支护，有效控制巷道交岔点围岩的变形。确保了交岔点围岩变形的整体可控性、稳定性，达到了预期支护效果。

为了解决恒源煤矿Ⅱ63采区轨道下山(下段)作业效率慢、打眼装岩耗时时间长、采掘接替紧张等问题，采用中深孔光面爆破技术和CMJ2-18型液压掘进台车与ZWY-150/55L型挖掘式装载机配套机械化作业线，形成钻眼、装岩、运输一体化快速掘进作业模式。结果表明：打眼工效提升4～5倍，转运矸石效率提升一倍，每日单进逐步提升至4.7m，作业工效由0.135m/工增加为0.163m/工，作业效率大幅提升，并且施工环境显著改善，工人劳动强度降低，为岩巷机械化作业线的优化与改进以及现场劳动组织情况的管理提供了一定的依据与借鉴。

崔木煤矿采深大、煤层厚且具有冲击倾向性，留底煤掘进期间多次发生巷道动力显现。以崔木煤矿21306工作面运输巷掘进为工程实例，分析了微震监测系统对掘进期间微震事件的大能量事件分布特征和异常系数等，进一步确定冲击危险性与微震预警参数的关联性。研究结果表明：不同掘进阶段的微震能量和频次表现形式不同，但具有一定规律性。当微震能量持续升高而频次逐渐降低时或掘进速度突然加快时会发生密集的大能量事件。统计表明，微震活动异常系数大于1.5后，将会发生大能量事件。

为解决高位定向长钻孔大深度、大摩阻、岩层复杂、排渣难等钻进难题，通过定向钻进装备优选、泥浆脉冲随钻测量系统应用、高韧性螺旋钻杆提高钻杆柱强度和有效排渣、定向钻进轨迹设计和控制技术优化、以及复合定向钻进工艺降摩阻等方法，有效提高高位定向长钻孔的钻孔深度，增强了高位定向长钻孔成孔技术的钻具适配性和地层适应性。该技术应用在桃园矿Ⅱ8221高位定向长钻孔施工中，成功实现最大956m的高位钻孔深度记录，后期钻孔瓦斯抽采浓度高、纯量大，有效解决了回采工作面的瓦斯问题，取得了良好的效果，为高位定向长钻孔成孔技术应用研究提供了宝贵经验。

为了提高松软、低渗煤层的瓦斯抽采效率，采用底抽巷穿层钻孔进行了液态CO2相变致裂试验。结果表明：煤层经历致裂后，致裂钻孔直径明显增大，瓦斯抽采影响半径为10m左右|钻孔瓦斯纯流量和瓦斯浓度均得到大幅提升，虽然每次致裂后期呈现一定程度衰减，但依然维持较高水平|与水力冲孔措施相比，液态CO2相变致裂后的前期增透效果更佳|液态CO2致裂不仅增强了煤层瓦斯抽采效率，也提高了矿井掘进速度，具有显著的安全和经济效益。

针对超前区域探查治理技术在探查治理设计、注浆改造工艺、治理效果评价方面存在的问题，通过分析邯邢矿区水文地质条件及邢东矿、辛安矿水害防治工程实例，对超前区域探查治理技术在深煤层底板高承压水害防治中的应用进行研究。研究得出：注浆治理目的层应综合分析研究区水文地质条件、突(涌)水方式，选择离煤层最近、厚度适中、可注性较好的含水层进行注浆改造|水平孔布设距离应考虑研究区水文地质类型、地质构造复杂程度及发育程度确定孔间距，并设计机动孔|水平孔布置方式应考虑工程目的|治理应按“探、注、验一体化”的思路，对钻进过程中遇到的地质现象实施注浆治理并检验|治理效果应利用突水系数、含水层涌水量、矿井涌水量、构造发现率、初始奥陶系岩溶水压等指标，通过迭代指数法组合量化后，重新评价。

为了预防老石旦矿16401工作面采空区遗煤自然发火现象，利用预先埋设在工作面巷道中的光纤传感系统对空气流动规律、氧气浓度分布以及采空区温度分布进行实时在线检测。根据预先设定的FLUENT软件数学模型构建速度场云图、O2浓度场云图以及温度场云图，并经过建立模型验证计算值与实测值的一致性，判定16401工作面采空区“三带”准确范围：距离推进工作面0～54m范围为散热带，54～88m为氧化自燃带，超过88m进入到窒息带，所测得数据为老石旦煤矿16401工作面采空区防灭火措施的可行性提供了坚实的理论基础依据。

为解决综放工作面粉尘污染问题，文章以王家岭20106综放工作面为工程背景，通过现场实测方法对工作面割煤产尘特性及粉尘浓度分布规律进行了分析，提出了以尘源跟踪系统为依托、静压喷雾与高压喷雾相结合的治理措施，形成了一套由多个针对性防尘子系统组合而成的综放面智能联控高效喷雾降尘系统，并对工作面各点产尘进行有效治理。应用表明：经综合治理，采煤机司机及降柱移架作业人员处综合降尘效率达到90%以上，进回两巷粉尘浓度控制在20mg/m左右，效果显著，可有效缓解工作面粉尘污染问题。

内蒙古某焦化厂挥发性有机化合物(VOCs)中含有高浓度非甲烷总烃、苯、苯并［a］芘、含氯、氟的有机化合物，同时还含有大量硫化氢、氨等无机化合物，其有机污染物浓度高、毒性大、组成复杂，目前诸多VOCs处理技术仍有大量需要改进和完善的空间。通过对挥发性有机物治理技术的开发与应用，有效解决了该焦化厂挥发性有机物中非甲烷总烃、苯、苯并［a］芘、氨含量外排浓度较高等难题。通过对机械刮渣槽排气筒处放散口开展循环逐级制冷回收VOCs中化学组分，实现非甲烷总烃外排浓度小于10mg/m，根据监测结果显示VOCs减排效率达到99%以上。整个处理过程中冷凝设备处于密闭运行状态，不需添加化学药剂，没有新的污染物产生，使VOCs治理做到环保零排放，为焦化厂挥发性有机物治理提供了工程示范。

王家沟煤矿为陕北典型浅埋煤层矿井，地下煤炭资源开采有可能破坏萨拉乌苏组潜水含水层。为有效的控制导水裂隙发育，最大限度保护地表含水层，基于协调开采的原理，结合力学模型和相似材料模拟试验，对比研究了一次采全高和限高留煤柱两种开采方法导水裂隙发育规律。研究表明，一次采全高条件下导水裂隙呈间歇式变速发育最大高度94m，穿过含水层|限高留煤柱协调开采导水裂隙发育平缓，最大高度60m|关键层的稳定决定着含水层的稳定，限高留煤柱能够显著的控制协调关键层挠曲下沉，有效的抑制导水裂隙发育，实现含水层下绿色保水开采。

以昌恒煤矿9102工作面实际地质资料为基础，借助数值模拟与现场测试等手段，从底板应力分布特征与塑性区发育特征两方面分析了该工作面下隐伏构造对工作面推采的影响。研究结果表明：陷落柱等地质构造的存在，使得工作面回采时在地质构造前出现应力集中现象|工作面回采引发的底板岩体破坏形式主要以剪切破坏为主，且塑性区与陷落柱顶部靠近工作面一侧边界塑性区首先连通形成突水通道，进而引起底板突水|利用底板应变计监测工作面回采引发的煤层底板破坏情况，最终得出工作面回采引发的含隐伏构造底板的破坏深度与经验及理论公式的计算结果能保持一致，验证了现场测试方法的可行性及科学性，为承压水上底板含隐伏构造煤层的安全生产提供借鉴。

针对顺煤层钻孔瓦斯预抽时间无法合理确定的难题，基于煤岩体力学和渗流力学理论分析顺煤层钻孔瓦斯流动特性并确定瓦斯抽采控制因素，对不同抽采时间和复合作用区域的顺煤层钻孔瓦斯浓度和瓦斯流量进行对比。结果表明：单孔瓦斯浓度在上覆煤层采空区-遗留煤柱和断层带复合作用下具有明显的区域差异特性，在不同区域内呈现相似的不稳定升降、大幅度衰减和趋于稳定阶段演化规律|连续钻孔瓦斯流量均呈负指数衰减规律，初始流量和衰减系数在主控因素是透气性系数时不稳定变化，在主控因素是有效应力时趋于稳定，在预抽时间60～120d内抽采效果最优|同时钻孔瓦斯抽采衰减系数可以作为煤层抽放难易程度的一个辅助判断指标。

以朱集西矿11-2煤层首采工作面为工程背景，分析了其瓦斯赋存的影响因素及赋存特征|通过对瓦斯含量组分及煤层解吸特征实验室测试结果分析，论证了采用瓦斯含量为指标进行区域突出危险性预测的合理性，并研究确定了7.23m/t为指标临界值。采用瓦斯含量法将工作面划分出4个突出危险区，仅对突出危险区采取了顺层长钻孔预抽的区域防突措施及防突措施效果检验。经现场应用，无突出危险区执行区域验证期间未出现钻孔瓦斯动力现象，且回采期间回风流瓦斯浓度维持在0.45%以下，未出现瓦斯超限事故，实现了工作面的安全回采，验证了区域预测结果的准确性，为类似条件下煤层突出危险性预测提供了理论支撑。

为了探究珲春地区高瓦斯矿井煤自然发火情况，选取该地区板石煤矿22、23a和八连城煤矿18#、26#共4个煤层进行程序升温特性实验，分析了CO及烃类气体产生量随温度的变化规律，优选自然发火标志气体，测算煤自燃临界温度。结果表明，板石22、23a和八连城18#、26#四个煤层的自燃临界温度分别为101.0℃、97.6℃、121.0℃、169.1℃。CO和C2H4的初现温度大约在30℃与80～120℃，且产生量随温度单调递增，可作为煤自燃预测预报的主要参考指标|而同时，为了保证检测的全面与准确，还可以将规律性良好的其他烃类气体、烯烷比和链烷比进行辅助参考。

煤层顶板水力致裂是处理坚硬顶板和防治冲击地压的重要技术手段之一，为了研究水力致裂技术对煤层顶板三向应力的影响，通过现场开展煤层顶板定向水力致裂试验，采用光纤光栅三向应力传感器得到了致裂前后顶板岩层的三向应力。结果表明：水力致裂之后，监测断面处顶板岩层三个主应力均有所降低，最大降幅约为20%，而主应力方向变化很小|在工作面坐标系下，致裂部位处各应力分量的降幅受致裂面方位的影响。顶板水力致裂能够显著降低或者转移顶板岩层三向应力，对致裂部位具有良好的卸压效果。研究成果可为现场水力致裂钻孔布置提供参考，并可用于冲击地压防治研究。

为分析地下水库人工坝体构筑材料适用性，将渗透性作为衡量标准，以李家壕煤矿为研究背景，通过实验室相似模拟实验，使用电液伺服岩石力学试验机对实验试样进行应变-渗透系数研究，分析了不同岩性体在外界应力变化的情况下渗透系数的变化情况。研究得出不同岩性体在变形破坏过程中渗透系数的变化规律：孔隙度越大，其渗透系数越大，呈对数关系|且外界应力会改变岩体裂痕和孔隙的尺寸和数量：当外界应力使得岩体裂痕孔隙更加紧密时，渗透系数减小，反之，渗透系数增大。对相同岩性体而言，随着外界围压和水压的降低，渗透系数均减小。

井工煤矿开采会引起围岩移动、地表形态改变，间接造成坡面侵蚀。基于大佛寺煤矿采采矿条件和土壤侵蚀特点，研究了黄土层厚度对采煤沉陷区不同坡形坡面形态及侵蚀的影响。利用FLAC3D 数值模拟软件对采煤引起的地表变形进行仿真模拟计算，结果表明井下采煤必然会引起坡面坡度增加、坡长减小，坡面侵蚀模数及径流模数增大，大于100m的黄土层厚度能有效控制坡面坡度增加、坡长的减小、坡面侵蚀模数和径流模数的增大。增大黄土层厚度，坡面侵蚀增大量由大到小对应的自然坡型排序为：直线坡、凸坡、凹坡、混合坡，且增大黄土层厚度，对于控制直线坡坡面形态和坡面侵蚀的影响更为有效。

针对采煤机传动系统运行状态数据存在噪声点、缺失值的问题，建立了一种基于Storm的数据实时清洗平台。该平台使用ARIMA建立数据清洗模型，利用Storm中的Spout组件实时读取测点数据，将数据根据设定的样本容量进行封装并传递给Bolt组件，Bolt组件则完成噪声点判定、平稳化处理以及模型选参等具体的数据清洗工作。通过实验证明，该平台能够完成采煤机传动系统运行状态数据的实时清洗工作。

煤炭资源现阶段依然是我国的主要能源之一，然而煤炭开采过程中的特殊环境导致了安全事故频有发生。针对发生矿难后环境复杂、光线黑暗、通信不畅等问题，为了使机器人要顺利避开巷道内障碍物达到目的地展开工作，提出了一种基于JPS(jump point search)—A*的算法，在保证选出最优路径的同时，大大减少了传统A*算法在寻路过程中扩展的节点。实验室仿真结果表明运用改进后的A*算法，较传统A*算法在寻找最佳路径的速度提高了约2倍，在现实工业生产中具有深远的指导意义。

浮选尾煤灰分是浮选产品的一个重要指标。针对选煤厂浮选尾煤灰分多采用离线检测而无法实现在线准确测量，以及当前浮选软测量多采用单一的灰度图像从而导致软测量模型精度及适应性较差的问题，提出了一种基于彩色图像处理的浮选尾煤软测量方法，建立了基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的浮选尾煤灰分软测量模型。模型以不同颜色空间的彩色特征、灰度均值以及浓度特征为输入变量，以尾煤灰分作为输出变量，采用粒子群优化算法对LSSVM模型参数进行优化。结果表明：所建立的尾煤灰分软测量模型可以较好地实现浮选尾矿灰分的在线预测，引入浮选尾矿图像的彩色特征可以提高尾煤图像分析的精度，预测精度达96.89%。研究成果在柳湾选煤厂现场应用，并取得了较好的尾矿灰分测量效果。

通过浮选试验、接触角测定及单矿物吸附量测量研究了糊精对浮选体系中煤和石英可浮性的影响及抑制机理。研究结果表明：在糊精用量为200g/t时，灰分为12.1%，与未添加糊精相比，精煤灰分(质量分数)降低了1.53%，浮选效果得到较大改善|接触角测定结果表明，加入糊精后，浮选精煤接触角增大，在糊精用量为300g/t时达到最大值96.26°，显著提高了煤泥可浮性|吸附量测定结果表明石英对糊精的吸附量较煤对糊精的吸附量大。糊精药剂用量增加抑制了大量精煤上浮，导致精煤灰分含量相对升高。

选取非离子型表面活性剂TX-100来探究其对低阶煤浮选行为的影响。试验结果表明，随着TX-100浓度(0g/t，50g/t，100g/t，150g/t，200g/t)的逐渐增加，可燃体回收率从54.42%增加到89.43%。此外，对不同浓度TX-100处理过的煤样进行了接触角和润湿热分析，最高TX-100浓度(200g/t)处理过的煤样接触角增加了13.7°，润湿热降低了8.031J/g|使用XPS 和FTIR方法进一步探究了TX-100处理前后煤样表面性质的变化，发现TX-100处理后低阶煤表面亲水性官能团羧基(—COOH)和羟基(—OH)的含量显著减少。

浮选机矿化器是用于浮选矿浆预处理的重要设备，其性能的优劣直接影响到浮选机的工作效果。文章通过流体力学仿真软件FLUENT对XJM-KS型浮选机矿化器的内部流场进行数值仿真，重点研究了聚焦式喷嘴布置所带来的流场特征。模拟结果表明，高速的矿浆射流能够在混合室内产生-2.43×10Pa的负压区，从而吸入大量的空气，实现空气与矿浆的有效混合与预矿化，与传统的机械搅拌式矿浆预处理装置相比，该矿化器能够大幅度提高预矿化效果。

静止无功发生器(SVG)是柔性交流输电系统的关键设备，在智能电网的发展中发挥着重要作用。基于SVG的相关理论，分析了基于瞬时无功功率理论的无功电流检测算法，并对其锁相环进行了改进，以适应三相电网的不对称性，设计滑动平均低通滤波器，以兼顾考虑其滤波性能的精确性和动态响应的快速性。最后，通过MATLAB软件来验证所提方案能够准确地检测无功电流，及时地跟踪负载电流的变化，具有很好的动态无功功率补偿性能。

为探索矿工个体特征因素对险兆事件的影响，对文献进行深入分析，总结出矿工个体特征因素的测量指标，提出相应假设，采用SEM结构方程模型构建矿工个体特征因素对险兆事件影响的初始模型，并运用SPSS24.0和AMOS21.0软件进行模型拟合分析，结果表明矿工个体自我能力感因素与个体安全行为显著负相关|矿工人格倾向因素对个体安全行为的影响不显著|家庭引导因素对个体安全行为的影响显著正相关|环境满意度因素对个体安全行为的影响显著正相关|个体安全行为对煤矿险兆事件的影响显著负相关。最后根据研究结果提出干预对策，对今后煤矿的安全生产管理和相关研究起到借鉴作用。

针对我国煤矿顶板事故影响因素多、发生过程复杂多样等问题，提出了将改进层次分析法与突变理论相结合的煤矿顶板事故风险分析模型。根据所分析煤矿实际情况，运用此方法得到案例煤矿顶板事故风险影响指标主观因素重要度大于客观因素重要度，系统突变隶属度为0.79，安全等级一般。该煤矿在主观因素上安全投入到位，客观因素安全投入不足，导致顶板事故风险性突变，符合该煤矿实际情况，表明基于改进层次分析法-突变理论的方法能指导煤矿顶板事故的风险分析。