为了提升立井施工机械化水平，对立井掘进机进行掘进作业和自动迈步砌壁模板进行浇筑混凝土砌壁作业施工技术进行了研究，同时给出了立井掘进机和自动迈步模板在建井时的功能特征和基本参数，并结合具体的工程环境探讨了立井掘进机在井下的组装和施工技术，也给出了自动迈步模板的组装时机以及与立井掘进机之间的工序配合，同时优化相应的施工工序。该技术为实际工程中采用立井掘进机施工技术方案的安全性和效率性分析提供了基本依据。

针对新庄煤矿回风立井冻结基岩段施工初期炮眼利用率低、爆破成形差的问题，在分析冻结围岩的基础上，提出了按照岩石冻结后的硬度系数分类进行爆破设计的方案，确定了两类岩石硬度系数下合理的爆破参数，同时采取了增加中空眼、采用周边眼空气垫层装药结构等辅助措施来提高爆破效果。实践结果表明：通过优化后的爆破方案，实现了炮眼利用率均达到85%以上，炮眼平均眼痕率达到62.4%，达到了快速掘进的目标。

为了保证静水位浅、地下水流速高地层中斜坡道明槽工程的安全高效施工，基于二维有限元模型计算和受力分析，提出了U型冻结壁与钢板桩联合支护的综合防护技术，对开挖段采用冻结法治水，对冻结深基坑设计钢板桩内支撑，并通过对钢板桩的拉锚、横撑以及对冻结壁土钉墙加固、保温等措施，结果表明该技术避免了地下水对施工的影响，保证了开挖后两侧冻结壁的稳定性，有效预防了冻结壁强度不足造成倾覆的风险。

为了保证静水位浅、地下水流速高地层中斜坡道明槽工程的安全高效施工，基于二维有限元模型计算和受力分析，提出了U型冻结壁与钢板桩联合支护的综合防护技术，对开挖段采用冻结法治水，对冻结深基坑设计钢板桩内支撑，并通过对钢板桩的拉锚、横撑以及对冻结壁土钉墙加固、保温等措施，结果表明该技术避免了地下水对施工的影响，保证了开挖后两侧冻结壁的稳定性，有效预防了冻结壁强度不足造成倾覆的风险。

无

基于吕家坨矿-950二采运输石门处于深井孤岛煤柱区域，通过采用原岩应力实测和理论分析的方法评定石门周边采动应力影响范围，结果表明，石门侧方留设50m煤柱可避开应力叠加影响。同时运用FLAC3D模拟分析了初掘架棚支护失效机制和密集锚注支护方案可靠性，结果显示后者在收敛位移、塑性区发育方面效果明显。通过工程实践表明，“两层次锚杆+锚索+注浆” 支护方案最大收敛位移13.5cm，实现了套修安全和支护稳定，为类似条件软岩支护提供了借鉴。

为了研究厚表土层千米埋深矿井开拓设计，实现现代化矿井的安全高效高产，在分析两淮矿区具有代表性的厚表土、高地压、大埋深的口孜东井田地质特征后，从开拓方式、井口位置选择、开采水平划分、开拓大巷布置、采区划分、煤层开采顺序等方面研究了口孜东矿井的开拓设计，该研究成果对厚表土、高地压、大埋深等同类型矿井设计具有一定的指导意义和参考价值。

为了解决文家坝一矿主平硐掘进至K0+660m处遇特大型溶洞的施工难题，通过对溶洞大小范围、水文地质等情况的详细勘察，提出四种处理方案并进行相互比较，最终选择维持主平硐设计断面。通过铺设实心板和联合加强支护，并采取30#工字钢桥接保护井筒的方式穿越特大型溶洞，选用75mm喷厚的SBS防水层以规避水害对巷道的侵蚀，针对上方孤石，使用3m的混凝土斜坡缓冲层，并在上方用沙袋码砌细沙缓冲层。自竣工使用至今，安全技术措施切实有效，巷道安全与稳定，经济效益显著。

为基于同一个平台解决矿山工程全专业BIM设计中缺少三维地质建模功能这一重要环节，改善设计人员对传统地质报告的理解，减少空间信息的损失与失真，实现一个模型下各类地质信息的集成。基于MicroStation软件开发平台，采用MDL(C++)开发模式，将钻孔、煤质、地质数据录入数据库，借助插值计算在MicroStation图形端生产地层/煤层分界面，再利用MicroStation面缝合、剪切功能得到地层/煤层的三维智能实体，实现煤田地质三维建模。

为了预防煤矿斜巷轨道运输跑车事故，规范斜巷轨道运输安全设施设置和现场作业人员的操作行为，对矿井斜巷轨道运输安全基础设施进行了改造完善，尤其对斜巷轨道运输保险绳的设置方式、连接方法、安全系数、长度、绳径选择等方面进行了系统的分析研究，纠正了不正确的思想认识和经验做法，提出了斜巷轨道运输保险绳的具体设置要求，使基层单位辅助运输管理人员有章可循，使现场作业人员能够正确操作，避免了因保险绳设置、使用方面而引发的斜巷轨道运输跑车事故。

针对选煤厂“翻模设计”存在的弊端，研究了选煤厂BIM正向设计方法，分析了目前BIM正向设计的优势和难点，并结合项目实例给出了BIM正向设计的流程、项目实施流程和模型创建方法，摸清了Dassault 3DE系统“水土不服”的问题，初步探索出了选煤厂BIM正向设计方法，为选煤厂BIM正向设计提供参考。

为了保证煤矿井下在突发事故情况下能安全高效的进行人员疏散撤离，设计了一种煤矿井下应急导航系统。该系统提出了一种煤矿井下通信网络框架，设计了一种井下移动终端用于WIFI位置数据采集和语音导航播报。该系统在煤矿井下进行了试运行，应用结果表明其定位导航模块运行状况良好，导航误差精度控制在3m以内，能够满足煤矿井下人员的撤离需求。

为了彻底解决赵固二矿选煤厂块煤中的块中煤含量超标的问题，通过工艺比选，采用重介浅槽分选工艺对跳汰块煤进行再选，并进行了合理的工艺流程设计、设备选型和工艺布置|在设备布置过程中，优化了设计，合理利用了有限的空间，实现了新系统与原系统的灵活、有机的衔接|项目改造完成后，块煤中的块中煤产率均值由6%降至2.50%左右，满足了产品质量要求，取得了良好的经济效益。

西安地区高层建筑多采用桩基础或CFG桩复合地基，而在渭河阶地某些区域，存在工程性能良好的较厚密实砂层。结合一栋100m高层框筒结构，通过地基基础方案分析比选、原位静载试验、地基承载力确定、软弱下卧层验算、地基基础变形验算，采取调整基础筏板外挑尺寸、合理划分筏板沉降后浇带，使建筑物重心和筏板基础平面的形心基本重合等工程措施，并对结构封顶后两年间的沉降观测数据分析得出，高层框筒结构以细砂层作为天然地基是可行的。

针对南阳坡煤矿8800综放工作面沿空掘进巷道临空小煤柱合理尺寸进行了深入、系统研究。基于关键层理论，构建临空煤柱顶板关键岩块铰接结构力学模型，数学推导煤柱承载应力，结合Bieniawski提出的煤柱强度线性计算方法，确定沿空掘巷临空小煤柱宽度为7m。采用相似实验模拟沿空掘巷临空7m小煤柱围岩的稳定性，并开展巷道表面位移现场观测试验，结果均较为理想，验证了8800综放工作面沿空掘巷留设7m临空小煤柱的可行性。为类似开采条件沿空掘巷临空小煤柱尺寸确定提供了参考和借鉴。

为研究综放开采多煤柱扰动造成冲击地压的危险性，以担水沟矿9203工作面煤柱实际分布情况为工程背景，基于极限平衡理论和应力扰动影响角，建立了侧向区段煤柱、上覆遗留区段煤柱和终采线煤柱的应力扰动计算模型，获得了不同类型煤柱的扰动致冲危险区域，并提出应用煤体应力、微震监测及钻屑检验预警配合钻孔卸压为主的多煤柱扰动防冲和监测预警技术。结果表明：侧向区段、上覆遗留区段、上覆终采线及侧向终采线煤柱的扰动致冲危险区域分别为所扰动巷道两帮7.2m浅部区域、沿采场倾斜方向区段煤柱至采场端头以里39.8m区域、上覆终采线至采空区深部47m区域及侧向终采线起点至本工作面终采线范围内的侧向区段煤柱和采场端部区域|现场采取监测预警防控技术后，未监测到应力及微震预警事件，应用效果良好。

为了增大煤层透气性，提高煤层的瓦斯抽采效率，保障工作面的安全生产，在N3704西瓦斯巷设计了穿层钻孔超高压水力压裂实施方案，并对压裂效果进行初步考察。结果表明，通过在7号煤层进行煤岩合层压裂，得出压裂后瓦斯抽采纯量效率提高10倍以上，煤层由难以抽采煤层、可抽煤层变为易抽采煤层，煤层透气性系数提高50倍以上|同时，7号煤层在埋深750m条件下，水量达109.72m3时，压裂之后的抽采半径可以达到50～70m，提高瓦斯抽采效率，改善由于瓦斯制约而不利于生产的被动局面。

针对沙曲矿近距离煤层群开采中的瓦斯防治问题，综合运用理论分析、数值模拟的方法对保护层开采时底板卸压效果进行分析，结合塑性区的发育形态编写fish语言获取被保护层中渗透系数的变化规律，并用于工程实践。结果表明：在2号煤层作为保护层开采的情况下，底板卸压深度可达20～36m，大于3+4号煤层与3号煤层之间的最大垂直距离，3+4号煤在上煤层的保护范围内|随着保护层的开采，被保护层渗透性系数明显提高，最大值可以达到5.2，虽然随着工作面推进覆岩垮落，渗透性系数会有所回落，但与初始值相比依然有较大提升|在2号煤层的回采时，对底板穿层钻孔进行了瓦斯浓度实测，钻孔中瓦斯浓度最大值可达到70%，抽采效果良好。

为研究浅埋煤层开采抽出式通风工作面上覆地表裂隙对采空区漏风的影响，以补连塔煤矿22310工作面采空区为研究对象，采用双元示踪技术，对该抽出式通风工作面采空区地表漏风规律进行动态试验研究。研究结果表明：该工作面采空区对应地表有效漏风走向范围为0～［123m，137m)|在工作面倾向上，靠近采空区回风侧漏风大于进风侧|通过计算比较得到，越靠近工作面，采空区内漏风风速越大。该研究对类似工作面采空区漏风防治有一定的指导意义。

针对盘江矿井中的矿井辅助运输系统存在的环节多、用人多、安全隐患多、运输效率低、成本高的问题，盘江精煤股份有限公司引进单轨吊机车代替了现有的矿井辅助运输系统。文章介绍了单轨吊机车基本构造与工作原理，并重点介绍了单轨吊机车在盘江矿井中的应用情况与效果。通过现场的应用，解决了原矿井辅助运输系统存在的环节多、用人多、安全隐患多、效率低、成本高的问题，提升了井下运输安全状况，提高了生产效率，降低了生产成本，提高了企业经济效益。

深入分析了煤矿液压支架系统污染源(系统自身污染、现场环境、配液水质、系统运行)及危害，通过对黄玉川煤矿226上工作面液压支架系统高压过滤装置堵塞进行研究，开展了滤芯整体宏观形貌分析、污染物溶解实验、污染物元素分析和配液水水质分析。研究结果表明：滤芯外部污染物为胶状颗粒和煤粉|内部污染物主要为铁锈、金属残渣、金属试件腐蚀物及少量残留泥沙等|铁、铝和钙元素质量含量分别为74.868%、10.218%和4.581%。

为了掌握新疆伊犁矿区浅埋深厚煤层开采矿压特点，利用支架压力监测、地表岩移观测和煤体超前应力监测等实测手段，对新疆伊犁四矿首采21103工作面在浅埋深薄基岩“三软”厚煤层条件下的矿压规律进行分析。结果表明：工作面基本顶初次来压步距约21m，周期来压步距平均11m，动载系数平均1.22～1.25，工作面矿压显现整体不强烈，现有ZFY13000/24/42型放顶煤支架适应性良好|工作面超前支承压力分布具有应力集中系数低、超前影响范围小等特征，对回采巷道影响不显著|研究结论为类似条件工作面安全高效回采提供有益借鉴。

工作面覆岩结构及矿压显现规律受煤层赋存条件影响剧烈，运用理论分析、相似模拟以及现场实测相结合方法，对浅埋厚基岩条件下综放工作面覆岩结构特征及其矿压显现规律进行了研究。研究结果表明：较低的切向抗拉强度导致厚层基本顶分层垮落，高低位分层的位移空间及垮落形态存在明显差异|液压支架主要承载冒落带高度范围内岩体的重量载荷。最后通过现场矿压规律实测验证了理论分析的正确性。研究结果为类似地质条件下工作面的支架选型及矿压控制提供了重要依据。

针对众多地区采场覆岩存在厚硬岩层，破断岩块块度较大，导致破断步距计算公式结果失真的问题，考虑岩块间相互作用力及支护参数等多重因素，结合材料力学中的组合变形，建立了厚硬岩层周期破断步距力学模型，得出了周期破断步距计算公式，通过现场实测数据对所推导公式进行了实证，并与传统悬臂式破断步距计算公式进行对比。研究结果表明：随岩层厚度的增大，传统计算公式结果偏离实际值愈发明显，而推导的步距计算公式则可与实际较好吻合，具有较高的可靠性和合理性。

以采深超千米且存在不等宽断层煤柱工作面为工程背景，分析了断层构造应力和临断层采动工作面上覆岩层运移对冲击地压的影响，进而研究了不等宽断层煤柱诱冲机理。研究表明，断层构造应力和煤层上方悬露覆岩应力叠加超过不等宽断层煤柱综合强度导致了冲击地压发生。通过构建断层构造应力模型、悬露覆岩载荷模型和不等宽断层煤柱承载模型，推导了不等宽断层煤柱能否发生冲击的力学判别式，可用于断层煤柱区域冲击危险区的精确划分，为提前采取针对措施提供依据。研究成果经现场实践，实现了工作面安全开采。

为了掌握深埋坚硬特厚煤层冲击地压作用下的巷道围岩变形规律，为深部矿井深化冲击地压防治提供依据，采用理论分析、FLAC3D数值模拟及现场试验等综合手段，研究了胡家河煤矿回采期间受冲击地压影响的402102工作面回风巷围岩冲击变形破坏机制及破坏规律。研究结果表明：深部条件下回采扰动达到一定程度后，巷道围岩变形会急剧增长，距离工作面越近，变形变化趋势越大，顶板围岩受超前支护影响变形趋于平缓，最大围岩位移量达180mm|在距离工作面前方45～55m范围内，巷道围岩受采动影响剧烈，围岩变形明显，主要表现为顶板及煤柱侧围岩变形，且顶板围岩塑性区破坏深度达3m以上。

为了有效治理巷道顶板破碎问题，以安山煤矿132203工作面回风巷为研究对象，采用现场钻孔窥视的方法确定了顶板破碎范围，分析了顶板破碎的原因。建立了矩形巷道等效圆力学模型，通过理论计算得到了巷道塑性区分布范围，并利用数值模软件对巷道塑性区分布状况进行了模拟，进一步确定了支护参数和支护方案，增大了锚杆长度。研究表明：当巷道存在顶煤且锚杆长度较小时，顶煤裂隙发育明显，不利于巷道围岩的稳定。增大锚杆长度，将顶煤悬吊于坚硬岩层中，可有效缓解煤层变形现象，现场实践证明采用的支护方案较好地控制了顶板的变形。

针对煤矿突水水源判别困难问题，采用倒锥形取水装置在4个矿区3个含水层获取无污染水样61组，并进行了常量离子和44种微量元素含量测试。对测试结果进行相关性分析，提出了主要的突水水源判别特征指标，并建立了3个突水水源判别模型。研究结果表明：倒锥形取水装置能够高效获取无污染水样。研究区突水水源判别特征指标包括6个常量离子指标和14个特征微量元素指标。常量离子联合微量元素Bayes多类线性突水水源判别模型较其他模型更为准确，验证准确率达92.9%。为煤矿突水水源精准判别提供了新方法。

近水平内排露天煤矿其端帮演化是典型的有限边坡开挖-回填反复推进的过程，根据露天煤矿边坡特点，通过FLAC3D数值模拟软件揭示了压力拱动态发展规律，建立了有限边坡组合压力拱模型，给出了组合支撑拱失稳判据，结果表明：边坡地应力朝采掘槽中心卸载，表现为时效性的非对称压力拱形状，压帮内排及时跟进可以提高端帮边坡稳定性，其主要机理是内排台阶提供了有效支撑力，阻止了端帮边坡的蠕变发展，限制了地应力的卸载空间，掩埋了变形较大的坡脚位置，并使应力集中区域转移到内排台阶表面。

以内蒙古黑岱沟露天煤矿为例，通过能源审计对节能评估做出有益的探索，建立基于能源审计的露天煤矿节能评估模型，基于实地调研和现场测试对露天煤矿各生产环节的相关设备进行能耗分析，研究表明：黑岱沟露天矿运输环节的能耗占比最高，占总能耗的比例高达78.5%，其中绝大部分来自柴油|优化卡车运输路线、减少卡车等待时间是露天矿节能的最主要方式，卡车的年运输量越高，年均柴油单耗越低|应加强大型电铲的能耗监测，采用电力驱动采剥设备可实现以电代油，并降低能耗。

综采工作面电液控制系统是煤矿井下三机配套远程控制、少人(无人)智能开采的关键载体，已经纳入矿用产品安全标志管理范围，需通过强制认证方可下井使用。文章综述了综采工作面电液控制系统检测检验国内外现状，从检测检验能力落后于电液控制系统产品本身技术发展的现实出发，提出综采工作面电液控制系统三大检测检验系统的建设思路及方案，涵盖了电液控制系统的安全性能、清洁过滤性能及冲击来压安全响应性能的检测检验等。解决目前尚不具备电液控制系统整体抗干扰性、数据传输稳定性、控制软件可靠性等测试能力的问题。在此基础上，从行业未来技术发展角度分析了电液控制系统检测检验的未来发展趋势。

新一代高频隔离级联式中高压变频器取消了传统的工频变压器的使用，并减少了全控型开关器件的数量，提高了系统的功率密度。在实际应用中常常存在负载不平衡以及电网不平衡等问题，因此提出了一种整流-逆变级双星型交错连接以及隔离级变换器的多绕组共铁芯变压器的新型结构方式，从系统协调的角度解决不平衡状况导致的直流电压不平衡的问题以及实现故障隔离。详细分析该结构拓扑的功率传输特性，最后，搭建仿真验证了所提结构的可行性。

为保障钢丝绳运行安全，需要对钢丝绳进行定期无损检测。现有钢丝绳检测方法中，基于漏磁原理的电磁检测法是公认的最实用的检测方法。采用3D Maxwell仿真磁场信号，经过调整磁铁磁场强度、磁铁距离和提离值，验证圆周阵列检测方法，最后对钢丝绳漏磁进行动态仿真，记录运动全过程的漏磁信号。通过本论文的研究，得到了合适的钢丝绳探伤仪参数|对运动全过程的漏磁信号进行分析，可以得到Y方向漏磁信号对钢丝绳断丝的反应最为显著，为第二代探伤仪的设计提供了关键的数据参考。

针对现行监管监察以人工现场执法为主，监管手段落后，取证过程时空不连续，以主观经验评判为主等问题，通过研究基于情景感知驱动的移动执法技术、设备，设计信息同步可信的监察执法平台，为客观公正、依法合规开展监管监察提供技术支撑，从而有效地规范执法人员的自由裁量权，提高执法结果的公正性，实现精准执法。 

针对煤矿数字化及BIM技术的应用现状，研发了基于开源三维引擎的Web3D可视化平台，以免插件、轻量化和跨平台的技术路线要求，对比主流基于WebGL的开源三维引擎框架，设计符合BIM模型可视化要求的矿用要素类数据描述结构管理信息模型。开发实现基于三维引擎的场景管理、模型可视化渲染和二三维界面融合功能，并基于现有相关BIM标准进行文件解析，将模型和属性信息的集成、转换和轻量化处理，利用Revit、AutoCAD、Civil3D、Bentley、NavisWorks等不同领域BIM设计和建模软件进行模型检验和集成，最后在Web3D可视化平台进行模型发布与可视化展示。提出了面对煤炭行业BIM技术应用亟待解决的问题、关键技术路线及组件，总结了跨煤矿设计、建设、运营不同阶段的BIM模型应用价值和应用场景。

针对煤矿井下工作面矿井水流量大，夹杂煤泥颗粒不均匀，分离困难等问题，设计了一种带有浓缩斗的浓缩型旋流器，并通过正交试验分析探究了浓缩型旋流器对其浓缩除固性能的影响。结果表明：以底流浓度为评价指标得到最佳组合参数为进料压力0.14MPa，底流口直径15mm，浓缩斗口径21mm，进行矿井水试验得到底流浓度达47.61%，底流产率为42.19%|在底流产率评价指标下得到最佳参数为进料压力0.12MPa，底流口直径18mm，浓缩斗口径27mm，矿井水试验中底流浓度为40.52%，底流产率达到46.78%。并且根据无因次关系对旋流器放大进行了工业运行试验，旋流浓缩设备能够有效降低矿井水含水率，煤泥浓度可达近70%，可有效解决井下清淤问题。

为了开发适用于焦化烟气的干法脱硫低温脱硝技术，在现有活性焦脱硫脱硝技术的基础上，针对焦化烟气低硫高硝、排烟温度低、湿度高等特点，选取一种商用活性焦，在试验装置上分别研究了空速、温度、氨氮比和湿度等对活性焦脱硝性能的影响，在此基础上设计了左右并联式、错流移动床反应器结构形式，并根据理论计算和结构设计模型完成反应器图纸设计，建成60万t/a焦炉配套的活性焦干法脱硫低温脱硝工业装置，并在工业装置上开展了72h工业性试验，验证实验室工艺与反应器设计可行性。结果表明，活性焦脱硝适宜的工艺参数条件为：空速300h-1，反应温度140℃，氨氮比1.3，烟气湿度不宜超过16%|以某焦化厂烟气为例，进行了反应器尺寸理论计算，设计出15万Nm3/h烟气量处理能力的反应器尺寸为8m×33m×4m|工业性试验的烟气温度、氨氮比、湿度均以实验室结果为基准开展试验，烟气平均进口温度约135℃、氨氮比1～1.1∶1、烟气平均湿度12.5%，在此条件下，装置脱硫、脱硝效率分别为99%和89%，在基准氧含量为8%时，SO2和NOx平均排放浓度分别为4mg/m3和92mg/m3，满足焦化烟气超低排放指标要求。

我国薄煤层资源丰富，随着厚与中厚煤层资源的不断开采，薄煤层开采成为必然选择。滚筒式采煤机因具有适应性强、性能稳定等优点，在薄煤层采煤中应用最为广泛。介绍了薄煤层滚筒式采煤机的发展现状，简要分析了国内外各主要厂家薄及较薄煤层采煤机机型的优缺点，指出矮机身大功率成为薄煤层采煤机的主要发展方向。给出了随着功率的不断加大，薄煤层采煤机在开发过程中所面临的关键技术问题，包括整机布置方式、高功率密度摇臂设计、高速高可靠牵引行走系统研究、紧凑型电控系统设计、装煤效果问题及拖缆问题，并分别给出了解决思路或建议。

针对大功率智能化采煤机的发展与应用需求，制定了采煤机新型调高液压系统的方案，文章详细介绍了方案原理，给出了系统参数的计算过程和结果，阐述了系统的结构和功能特点，完成了系统结构的三维建模，并对比常规液压系统归纳了新型系统的性能优势，为自动化工作面采煤机液压系统的设计和改进提供了思路和方法。

为了研究高质量发展背景下煤炭企业TQM体系影响因素，以陕西某矿业公司为研究对象，通过文献研究、实地调研和专家访谈获得相关数据，从战略创新管理、质量安全管理、煤质管理和行政管理四个维度构建TQM体系影响因素集。运用解释结构模型(ISM)对构建出的20个影响因素进行分析，绘制出多级递阶有向图，根据解释结构模型显示的分层结果分析各因素间的层级递阶关系，并对煤炭企业TQM体系的改进提出了建设性意见。

我国煤炭行业的市场结构具有产业集中度逐步上升、企业规模差异较大、产品差异性不强、企业进入退出壁垒较高等特点，不能简单归类于某一单类市场结构，而是长协煤市场和现货煤市场分别呈现寡头垄断和垄断竞争的特点。市场结构与企业行为密切相关并相互影响，煤炭企业在实现高质量发展的转型升级过程中，应根据长协煤和现货煤所表现的不同市场结构特点，结合自身在行业中所处的市场地位，相应确定其合适的企业竞争策略，实现最大收益。