针对沟壑地貌下综放开采工作面矿压显现强烈、来压规律异常的现象，论文以某矿12309工作面经过沟壑地貌下的推进过程为工程背景，综合采用数值模拟和相似模拟的研究方法，分析了工作面推进过程中的覆岩运移和破断特征以及塑性区演化规律，揭示了沟壑地貌对综放开采矿压显现的影响机理。研究结果表明：主关键层的破断将引起基岩和黄土层之间的离层，使得裂隙贯通至地表形成裂缝，此时沟壑地貌的地表不均布载荷易于和采动应力相互影响，造成工作面覆岩和黄土层上坡段区域出现向采空区回转的趋势，导致综放工作面矿压显现异常剧烈；同时相似模拟结果量化了12309工作面基本顶初次破断步距为35 m，周期来压步距介于23~34 m。数值模拟分析了工作面覆岩塑性区演化规律，与相似模拟结果相互吻合。该研究结论可为相似条件下的工作面推进规划提供借鉴。

针对采区末采阶段形成孤岛工作面造成强矿压难控制等问题，提出了超长工作面合面的布置方式，综合对比分析了超长工作面（单面）、对拉、背拉、顺拉和分工作面布置方式的优缺点，设计了一种预掘中间巷道的400m以上超长工作面布置方式，优化了超长工作面关键设备选型及管理技术，解决了超长工作面易断链和工作面直线度的控制难题，分析了超长工作面矿压显现特征，实现了首个全套国产装备的450m超长工作面高效生产。

摘要：针对小庄矿二盘区临时排水系统的设计问题，基于临时系统服务年限较短，本着节省工程量与工期的原则，提出了针对于临时工程新的设计理念：充分利用大巷联络巷作为临时水泵房，在水泵房两侧分别布置主副水仓。工程实际应用表明：采用此设计思路，在不影响排水功能的条件下，可以有效地避免巷道交叉，减少掘进工程量与建设工期，对于临时系统的建设有一定指导意义。

为了解决蒙大矿目前巷道掘进配套设备搭接行程短，掘进效率低等问题，通过研究蒙大矿煤层地质条件、巷道规格和施工工艺，开发设计一套以掘锚机、液压锚杆钻车、大跨距桥式转载机和履带行走式自移机尾为主要设备的高效快速掘进系统，该系统满足巷道日进尺50m的工程要求，将整体掘进效率提高2.5倍。该系统在蒙大矿3-1煤层，31104回风顺槽巷掘进工作面进行应用。应用结果表明：到目前为止该系统日平均进尺45m，月平均进尺1100m，满足使用和设计要求。同时该系统也为3千米以下巷道掘进工作面提供了可选方案。

为了提升煤矿巷道设计质量，改善传统的信息利用模式，基于BIM技术研发了煤矿巷道三维设计系统并在工程实践中进行了应用，通过该系统能够快速、便捷的进行巷道的三维参数化设计、可视化展现与数据化表达，并能一键输出满足施工需求的工程图与统计报表，同时实现了BIM服务链的有效外延，对施工及运营过程具有重要意义，为数字矿山建设提供了基础支撑，具有一定的参考价值。

预防煤矿水害最有效的手段是对水害发生影响因素进行主动的监测预警。为实现煤矿地面及井下一体化水文监测预警系统的研制，首先对煤矿主要水害发生关键影响因素进行分析，确定煤矿水文监测重要监测参数，从实用性考虑设计了水文监测预警系统总体功能结构，分别对地面及井下水文监测运行结构进行了架构， 并进行了现场实践应用，现场应用结果表明：利用水文监测预警系统可以通过数字化手段实现对煤矿生产过程水害因素的有效监测预警，及时掌握矿井水文地质动态变化规律，分析获得井下可能的突水状况。

将框筒结构等效为实体筒，利用能量变分原理推导出结构在侧向力作用下的剪力滞后效应微分方程，并结合边界条件对其进行求解。随后采用Midas Gen有限元软件建立钢筋混凝土井塔模型，分析了梁柱刚度比、角柱刚度、井塔高度以及高宽比等主要因素对井塔剪力滞后效应的影响。结果表明：井塔的最大剪力滞后效应主要集中于结构底层；在保持井塔结构整体刚度的条件下，适当增加梁的剪切刚度、减小角柱刚度以及控制井塔的高宽比，对改善井塔的剪力滞后效应是有利的。

煤炭改扩建项目项目日益增多，其存在的建筑防火设计问题不容忽视。本文以柠条塔矿井选煤厂技术改造设计项目为例，总结分析了选煤厂改造方案阶段存在的耐火等级、防火间距、防火分区及安全疏散等方面的建筑防火设计问题，最终达到最优方案，提出几条解决的对策供设计单位等相关人员参考。

为解决复合顶板切顶沿空留巷围岩存在顶板易破碎、下沉量大等问题，以龙滩煤矿3124S工作面风巷为工程背景，基于复合顶板切顶沿空留巷顶板变形监测结果，研究了复合顶板切顶沿空留巷围岩变形特征，揭示了留巷巷道复合顶板变形破坏机理，同时，根据围岩变形特征提出了分区域多介质耦合支护技术及工艺。结果表明，分区域多介质耦合支护技术可有效控制顶板变形，顶板最大下沉量约为62mm，降低了60%~75%，留巷效率提升了15%~40%，保障了工作面的快速推进。

针对极近距离煤层回采巷道维护困难的问题，结合山西某矿具体地质条件，采用理论计算研究了残留煤柱底板应力分布，分析了非均匀载荷下巷道围岩稳定性，研究发现在剧烈的非均布荷载作用下，一侧巷帮和顶板易发生局部过度承载，通过构建UDEC-Trigon数值模型分析了不同位置处巷道围岩变形破坏特征及不同支护条件下巷道围岩损伤裂隙演化规律，结果认为残留煤柱下回采巷道应避开应力增高区和高水平应力的应力降低区布置，合适的锚杆（索）支护结构可有效抑制围岩损伤裂隙的增加并使围岩趋于稳定。3106工作面回采巷道实践表明：回采巷道布置在距残留煤柱边缘15 m处，可减小残留煤柱底板应力影响，采用高强度锚杆（索）关键部位协同支护方案有利于增强巷道围岩整体稳定性。

为了揭示上覆遗留煤柱叠加应力影响下受多次采动影响的巷道围岩稳定性影响规律，以神东布尔台矿42煤二盘区辅运巷为工程背景，理论计算并数值模拟验证了上覆呈T形分布的遗留煤柱对下伏巷道围岩受力造成叠加影响，范围为170m左右，在此基础上间隔30~35m布置稳定性分析测站7处；进一步模拟分析了深部多次采动巷道围岩应力、巷帮侧向和超前支承压力、塑性区的时空演化过程。研究结果表明：掘巷、一次回采扰动、二次采动超前影响期间围岩应力从基本呈对称分布向煤柱侧转移，最大应力分别约为20.5MPa、32.7MPa、59.3MPa，应力集中系数为2.14、3.41、6.18；侧向支承压力从对称向非对称、从分3段明显差异化向靠近上覆跳采煤柱下方逐级应力集中转化；超前支承压力于跳采煤柱正下方峰值系数为4.08，不同阶段超前剧烈影响范围约为10~60m，一般影响范围最大超过180m。并发现了巷道围岩塑性区的非对称演化过程及“时空危险区域”。基于此综合提出了钻孔水力压裂卸压、长距离支架超前支护、煤柱帮和实体煤帮非对称补强支护等一体化的协调控制方案，现场应用效果良好，研究成果可为类似受动压影响、服务期长的回采巷道支护决策提供有益借鉴。

为解决西湾露天煤矿东端帮烧变岩涌水导致的生态、环保、经济等一系列问题，提出了在矿坑外侧烧变岩内构建一道截水帷幕的设想，并设计了截水帷幕的空间位置及结构参数；针对露天矿边帮变形、频繁爆破导致的帷幕墙透水率难以保证的难题，综合考虑技术、经济、工期等因素，结合矿坑实际地质及采剥条件，首创了采用黏土基浆液构建露天矿柔性、抗震截水帷幕的新方法；针对烧变岩吃浆量大的难题，提出了黏土浆、黏土-水泥浆、黏土-水泥-水玻璃浆相互配合的黏土浆注浆新工艺，构建了一道长720m、深80m、有效厚度7m的截水帷幕墙；最后通过压水试验法、水位动态法、水量分析法检验了帷幕的质量与减水效果。结果表明帷幕墙渗透系数K<10-4cm/s，透水率达到弱透水级别，帷幕墙外侧地下水位升幅明显，治理范围内涌水量由治理前的698m3/h减少至71m3/h，减水率达89%。该项目开创了黏土基柔性、抗震帷幕进行露天矿边帮烧变岩水截流的先河，对其他类型的露天矿边帮帷幕截流技术的研究与应用具有重要借鉴意义。

鲍店煤矿5312巷为特厚煤层小煤柱沿空巷道，净煤柱尺寸4m。现场原位测试了顶帮煤岩体强度和节理裂隙发育情况，分析了现有支护存在的问题，在研发新型锚杆锚索托板、采用T型钢护板新型护表构件和提高锚杆预紧力矩至400N·m的基础上设计了支护方案。井下试验结果表明新支护系统大幅度提高了巷道的初期支护强度，避免了围岩的变形破坏，解决了帮部煤体局部鼓出严重的问题。

邱集煤矿1102工作面顶板为致密坚硬的复合灰岩顶板，基于四周固支岩梁模型，理论计算未切顶前顶板初次垮落和周期垮落步距，发现工作面推采后出现采空区大跨度悬顶等问题。为解决这一难题，分析计算合理悬顶长度，提出工作面深孔爆破闭合切顶技术；拟采用聚能爆破定向断裂顶板形成闭合贯穿裂缝，帮助采空区顶板随推采及时垮落，减小采空区悬顶长度；根据工程地质条件，针对性设计聚能预裂爆破切顶高度、切顶角度和炮孔间距，并推导出合理封堵长度计算公式，形成了一套完整的爆破切顶参数选取方案。经现场试验证明，爆破切顶后，相邻炮孔间裂缝贯通形成闭合切缝面，采空区悬顶沿闭合切缝面及时垮落，复合顶板初次垮落步距从45m降低为24m，周期垮落步距从19m降低为11m，分别降低了46.6%和42.1%，垮落效果良好，为类似地质条件下解决大跨度悬顶问题提供了参考。

针对特厚坚硬顶煤冒放效果差难以放出的情况，以榆林地区神树畔煤矿3107工作面为研究现场，根据悬臂梁理论分析支架上方顶煤断裂的合理裂缝间隔h，计算得出该条件的顶煤竖直方向的裂缝间隔应小于2.8m，进而提出采用深孔水射流间隔切缝后压裂的方案，设计每组预裂孔水平间距10m，孔内间隔切缝距离7.5m，即竖直方向裂缝间隔2.6m，在回风顺槽超前布置水力压裂孔施工，避免了与工作面回采作业的干涉，施工后通过电磁波CT技术探测检验预裂效果。研究得出：深孔切缝间隔水力压裂能够在顶煤中使预裂缝扩展半径达6m左右,压裂后顶煤放出大块边长不超过0.6m,顶煤回收率达到72.49%，且割煤效率也有所提高，该技术为改善坚硬特厚煤层顶煤冒放性提供了一种有效的途径。

煤矿井田瓦斯地质单元划分是研究煤层瓦斯地质赋存规律和瓦斯综合防治技术实施的基础，对矿井提高瓦斯抽采效率、保障煤炭安全高效生产具有重要意义。为了使瓦斯抽采措施的实施更精准，矿井瓦斯抽采效率更高，本文通过对甘肃靖远矿区魏家地煤矿井田瓦斯地质单元划分，根据不同地质单元瓦斯含量建立了回采工作面梯级抽采的四个等级，不同梯级含量的区域对应实施顺层钻孔瓦斯抽采、上隅角埋管抽采、上出口中位钻孔瓦斯抽采、顶板岩石走向高位钻孔和地面钻井瓦斯抽采等不同的瓦斯抽采技术措施，构建了矿井瓦斯精准抽采模式，并在东102综放工作面进行了试验实践。结果表明，采煤工作面通过实施瓦斯梯级治理、精准抽采的模式，煤体残余瓦斯含量降至6m3/t以下；回采期间，工作面回风流瓦斯浓度控制在0.2~0.3%，同时也避免了现场瓦斯抽采措施实施的随意性和盲目性。基于瓦斯地质单元划分的矿井瓦斯精准抽采为矿井节能降耗、提质增效、精细管理提供了理论依据，保障了矿井安全高效生产。

平煤股份十一矿为有针对性的采取瓦斯治理措施，以己16-17-24070工作面为试验地点，采用以孔代巷区域瓦斯治理技术，运用定向钻机施工梳状定向分支孔，开展了定向钻孔现场工业性试验，测定了工作面原始瓦斯含量、原始瓦斯压力。试验结果表明：①采用定向钻孔+深孔密闭定点取样技术可以获得煤层的原始瓦斯参数；②将定向钻孔主孔布置在煤层顶板稳定岩层，分支孔由煤层顶板穿入煤层，可解决碎软突出煤层钻孔不稳定、易缩径的问题；③井下定点取样实测煤层瓦斯含量为3.74 m3/t ~4.91 m3/t，最大4.91 m3/t，煤层瓦斯压力为0.13 MPa ~0.43 MPa，最大0.43 MPa，均小于河南省规定的“双6”标准，确定该范围区域预测为无突出危险区。试验结果可为掌握煤层瓦斯参数和安全高效开采提供技术支撑。

为解决煤矿井下顶板高位大直径定向孔“先导孔+分级多次钻扩”成孔方法存在的扩孔工程量大，综合成孔效率低等问题，进行了先导定向孔多动力钻扩技术研究。为实现一次高效钻扩先导定向孔，开发了基于钻机与泥浆泵两种动力源、以孔口机械能、孔底压力能多动力联合钻扩大直径定向孔技术，研制了配套双钻头螺杆马达钻具。煤矿井下实钻试验结果表明：多动力钻扩技术装备能够实现孔径120mm到200mm一次钻扩成孔，典型顶板砂岩层中平均机械钻速可达10m/h以上，大幅降低了扩孔起下钻具作业量，综合成孔效率可提高25%以上。该技术丰富了煤矿井下先导定向孔大直径钻扩成孔工艺，对推动顶板大直径定向孔替代高抽巷技术发展具有重要意义。

废弃井巷抽水储能能够实现废弃矿井资源化利用及可再生能源电力的消纳，但煤矿废弃井巷抽水储能的理论及技术体系仍需进一步完善。分析了我国主要产煤省份煤炭开采空间分布情况，揭示了我国煤矿废弃井巷抽水储能发展的巨大潜力；从工程背景、科学问题、关键技术和工程实践等方面阐述了废弃井巷抽水储能的理论与技术框架。研究结果表明：采空水赋存规律及资源化利用方法、人工坝体及煤柱多场耦合变形机理、废弃井巷抽水储能技术经济原理及煤矿回采与废弃井巷抽水储能过渡机制是废弃井巷抽水储能开发的亟需解决的科学问题；采空水资源评估及生态利用技术、煤柱防渗改造技术、人工坝体设计建设技术及底板防渗改造技术等技术是废弃井巷抽水储能需要攻关的关键技术。进一步厘清了废弃井巷抽水储能开发的理论研究体系，并为废弃井巷抽水储能技术研发及推广应用提供了参考。

为获得斜顶巷道围岩应力分布规律，以共形映射函数为基础，运用复变函数法求解了斜顶巷道围岩应力分布解析解。以潘三煤矿17102(3)工作面运输顺槽为工程背景，分析了斜顶巷道围岩主应力和主应力集中系数分布特征。结果表明：斜顶巷道围岩最大主应力、最小主应力、最大剪应力及其应力集中系数的最大值均出现在巷角处，主应力分量最大值均超过35MPa，主应力集中系数最大值分别超过4.5、2.5和8，巷角是斜顶巷道的薄弱部位；两帮最大剪应力和最大剪应力集中系数整体大于顶底板，表明顶底板较两帮稳定。研究结果可为斜顶巷道支护设计提供理论参考。

伊犁矿区煤层埋深浅、距含水层近，基岩薄且软弱，工作面涌水成为制约矿井安全生产的重要难题。为此，本文通过理论分析和现场实测的方法对伊犁矿区覆岩运移特征以及对工作面涌水量的影响规律进行了研究。研究结果表明：工作面采空区上部仅存在“两带”，无形成弯曲下沉带的覆岩条件，工作面推进速度慢会给覆岩采动裂隙充分的发育时间，“两带”发育高度大，与含水层沟通导致工作面涌水量大；加快工作面推进速度，全部软弱覆岩会随采随冒，地表出现整体性、规律性沉陷，为充分发育的“两带”被快速压实，弥合裂隙导水通道，减少工作面涌水。研究结果为矿井安全开采提供重要依据。

为分析子域解析元素法用于煤矿地下水流场模拟的可行性和精度，本文构建了基于该方法的煤矿地下水流场模型，并将该模型应用于煤矿疏降水量预测实例中，最后将模拟结果与Feflow模拟结果进行了对比分析。模拟结果显示，在各疏降水控制孔位置与疏降水量相同的条件下，子域解析元素法模型与Feflow模型中各带压疏降水孔水位均降至临界安全水位以下所需的时间分别是57d与60d,并且各观测孔在疏降水后的水位均降至临界安全水位以下。结果表明子域解析元素法用于煤矿地下水流场模拟可行且精度可控，是煤矿地下水流场模拟方法的有益补充。

采煤沉陷区治理利用，是煤炭行业践行绿水青山就是金山银山理念、推进美丽中国建设的重要举措。本研究在分析采煤沉陷区土地治理利用标准制定及体系建设现状的基础上，针对现有标准体系不健全、关键技术标准欠缺、标准化工作滞后等问题，遵循全面性、先进性、实操性、开放性原则，探索构建了由基础标准、土地治理利用2个一级体系及若干二级、三级体系组成的体系框架，并对关键技术标准的制定提出思路和建议。采煤沉陷区土地治理利用技术标准体系框架的建立，将有利于健全完善煤炭行业标准体系，有助于指导采煤沉陷区土地治理利用技术标准的制定及实施，积极促进采煤沉陷区治理利用技术的发展进步。

针对孔隙结构的特点，文章以VB.net为编程语言，开发了“岩石微观孔隙结构定量分析”软件，实现了利用压汞法表征孔隙结构，利用氮气吸附法表征孔隙结构的图形化技术统计功能。应用软件对松辽盆地泥页岩孔隙表征进行了分析。该软件功能完善，实现了对煤岩、页岩等岩石孔隙结构的定量研究，提高了分析效率，能够满足生产应用要求，有很大的推广应用前景。

求取精准可靠的概率积分参数在开采沉陷移动变形预测中至关重要，在非线性模型广泛应用于参数预测的背景下，本文开展了融合FWA和Logistic模型的概率积分动态参数预测方法（FWA-Logistic方法）。Logistic模型在农业、医学、变形预测等领域得到了广泛应用，并且该模型形态特征符合概率积分参数变化规律，理论上，Logistic模型可较好的适用于概率积分动态参数预测；顾及非线性最小二乘求取模型参数的波动性较大，且不合理的初值选取会导致求参结果发散，本文引入了一种FWA算法；综合FWA算法原理、Logistic模型和概率积分动态参数变化规律，提出了FWA-Logistic方法。实验结果表明，拟合样本参数q、tanβ，θ的效果较好，拟合中误差分别为0.023,0.097和0.025；预测未来4个时段的参数的平均相对误差分别为3.64%，1.53%，0.08%，最大相对误差为7.76%。为验证预测参数的实用性，基于最后一个时段的预测参数，代入概率积分模型进行地表主断面下沉预计；与实测相比，预计下沉误差在-243～196 mm之间，中误差约为90.57mm。

为了研究负压除尘器内部的流场特性和提高负压除尘器的除尘效率，分析了负压除尘器的除尘机理，讨论了负压除尘器引射筒内部影响除尘的因素。基于Fluent软件搭建了负压除尘器流体模型，采用单一变量法对不同水压、喷嘴直径和喷嘴位置下的除尘器内部流场进行分析。得到负压除尘器的最佳参数：水压为12MPa，喷嘴直径为1.5mm，最佳喷嘴位置为距离集气罩端面400mm处。仿真结果对研究负压除尘器的除尘效率具有一定的参考价值，为负压除尘器的喷嘴结构设计提供依据。

断相故障是导致三相异步电机损坏的主要原因之一，现有断相鉴别方法需要进行复杂的数学运算，数据精度和计算速度受算法性能影响较大。基于此，提出一种根据二次谐波在三相电流包络信号中的占比来鉴别断相故障的新方法。本文分析了典型的断相故障特征，通过傅里叶级数变换，计算出电机对称运行、单相运行、非对称运行状态下二次谐波在三相电流包络信号中的占比，并针对相不平衡工况进行了验证，给出了硬件电路设计原理。实际应用证明，该方法实现简单，对断相故障非常敏感，能够准确识别断相故障，不易受到三相电压幅值不平衡的干扰，适应范围广，为及时、有效地鉴别出断相故障提供了一种新的可行方法。

针对目前煤矿水泵房无GPS环境下巡检机器人的自主定位、抗干扰能力弱、不能很好的帮机器人完成日常巡检任务等问题，研究基于Fast-SLAM的同步定位与建图方法。首先建立SLAM的概率模型，采用最小线性二乘对里程计进行标定和融合轮式里程计、IMU的方式对传感器数据进行预处理，获得比单一轮式里程计更为精确的位姿信息，减小相对定位中的非系统误差。然后再利用机器人的坐标变换关系将外部传感器获得的环境信息和机器人的运动信息转换为世界坐标系下，基于粒子滤波算法对proposal分布进行优化以获得机器人的精确位姿估计。最后通过覆盖栅格建图建立全局环境地图。经MATLAB仿真和实验结果分析表明，在经过传感器预处理和算法优化后的Gmapping算法满足机器人实时定位的需要，且具有较高的建图精度，可以有效应用于煤矿水泵房。

为了研究特定矿井或地区的截割比能耗，利用MG900/2400-WD采煤机在陕蒙煤田某矿区的运行数据，结合设备使用的实际工况，提出了针对不同数据类型的数据清洗算法，消除数据采集过程中的误差。速度修正算法，利用架号数据的变化情况来判断采煤机的速度方向，修正错误的速度数据。采高修正算法，使用采高数据前后50s内的众数来填充由于振动冲击引起的数据突变。可视化清洗前后的数据进行对比验证。通过观察采煤机位置变化情况，选取了45组采煤机在正常截割时的数据。利用采煤机牵引速度左右采高及滚筒截深，计算采煤机割煤体积。利用采煤机电机电流数据，计算采煤机割煤消耗的能量。结果表明这两种算法能够分别修正速度和采高数据中存在的误差，使用清洗后的数据能够计算出的截割比能耗。这两种算法为采煤机运行大数据清洗与应用提供了新的思路，截割比能耗的结果为下一阶段此采煤机的推广、设计和改进提供指导数据。

摘要：本项目提出高浓矿井水“旋流分离+膜处理+旋流澄清”处理新工艺，将大颗粒物进行旋流分离，再经陶瓷膜过滤脱除悬浮物，浓缩后的高浓煤泥水再进入旋流澄清装置加药絮凝沉淀，得到合格的产水。此工艺经中试试验研究得出，矿井水处理效率高出水浊度<10NTU，系统水回收率达到97.5%，微砂循环率为97%以上，药剂用量比传统混凝沉淀等技术减少40-60%，吨水药剂费用节省0.2元。

为解决低阶难浮煤泥浮选过程中煤油消耗量大、浮选效果差的问题。通过对煤油-SPAN80捕收剂进行磁化处理，考察不同磁化条件下捕收剂用于低阶煤的浮选效果。采用响应面法对捕收剂磁化条件进行优化，建立响应面回归模型，分析磁化温度、磁化强度和磁化时间及其交互作用对精煤产率和尾煤灰分的影响规律，最后进行优化前后对比实验。结果表明，变量因素对精煤产率和尾煤灰分均有明显影响。当磁化温度为20℃~30℃，磁化强度为0.2~0.4 T，磁化时间为4~8 min时，煤泥浮选效果处于较好水平；响应面优化试验得出以精煤产率和尾煤灰分为响应值的二阶回归方程，磁化时间对精煤产率和尾煤灰分的影响最显著，磁场强度和磁化温度的影响次之；磁场强度与磁化时间的交互作用显著。优化后捕收剂最佳磁化条件为磁化温度27.5℃，磁场强度0.26 T，磁化时间6.05 min，此时精煤产率和尾煤灰分分别为63.41%和74.29%，试验值与预测值的误差只有0.82%和1.09%，证明该响应面优化模型用于预测实际情况具有可行性。

生产超低灰煤是实现神东矿区商品煤材料利用的重要保障。本文针对煤基活性炭用煤对灰分、铁含量的要求，对神东矿区原煤提出了水介质旋流器分选的思路。研究了锥段锥角、底流口直径及给料压力对分选效果的影响，并在优化条件下进行了稳定试验，结果表明：优化的分选条件为：锥段锥角120°，底流口直径16 mm，给料压力0.07 MPa。稳定试验获得了灰分2.42%、产率70.07%，铁含量0.24%，达到了目标要求。数量效率为87.59%，不完善度为0.21，为电容炭原料煤生产提供一种新的思路。

为了缩短煤矿无轨胶轮车进口湿式制动驱动桥的采购周期，降低整车成本，对某型湿式制动驱动桥轮边减速器传动原理、传动比确定及结构设计和主减速器传动比计算、齿轮基本参数确定及结构设计等关键技术进行了研究。研制成功的湿式制动驱动桥在台架上完成了垂直弯曲疲劳强度和加载试验；装用该驱动桥的5t胶轮车行车制动最大距离为4.7m，符合设计标准；在水平干硬路面连续运行2h，桥壳表面最高温度为68℃；煤矿井下应用表明主减速器圆弧锥齿轮顺、逆时针传递转矩可靠，使用12个月无故障。驱动桥轮边减速器和主减速器两者传动比的分配要利于多盘湿式制动器的设计，且制动系统安全系数设计要有裕度，由此来提高无轨胶轮车在大倾角、长距离巷道下坡运行时的制动可靠性。

为提高液压系统控制精度和稳定性，设计基于STM32F103控制器的电磁阀智能控制系统。智能控制系统按照频率 采集阀芯位移传感器和流量传感器数据，经接口电路转换、ADC模块、PID模块处理后完成基于位移、流量双反馈闭环控制的电磁阀智能控制系统。建立电磁阀试验平台，完成电磁阀正向、反向行程试验，分析并绘制阀芯位移、阀口流量传感器数据与输出电压关系。试验结果验证了设计的电磁阀智能控制系统的有效性和精确性，控制效果较好。

为提高煤层瓦斯测定精度，一般采用密闭取心的方式进行煤层取样，本文配套煤层密闭取芯用三筒单动取芯器，设计了一种密闭取芯用超前隔水式PDC钻头。通过对普通底喷式钻头、锥面煤心导进式钻头以及超前隔水式钻头三种结构形式进行对比优化，选用超前隔水式钻头为密闭取芯用钻头，该钻头采用超前式小钻头压入煤层，小钻头采用合金切削齿进行干钻，有效隔绝钻井液进入煤心。根据流体力学连续性方程优选水眼数量与尺寸，降低水眼钻井液对煤层冲刷，并采用斜水眼、反向斜面水道等结构进一步防止钻井液进入煤心。根据全覆盖井底的原则进行PDC切削齿排布，优化钻头钻进效率。采用设计的钻头在淮北芦岭煤矿地面采动卸压瓦斯抽采井中进行现场试验，试验证明煤心采取率满足密闭取芯施工要求。

为了降低SL3装船机悬臂煤炭作业仰角，合理选取了优化溜筒长度的方法，通过对抛料铲煤流过程轨迹进行模拟并修正，确定了实际煤流轨迹的近似抛物线模拟函数，通过该函数得到了同抛料点处不同溜筒长度的抛料距离，结合实际装船要求合理选取溜筒筒体长度优化截短范围为1.5～2m，同时给出了装船作业煤尘抑制方案。方案实施后，悬臂作业仰角降低了3°～5°，满足了悬臂低仰角作业要求，各船型各轮次的流程作业效率平均提升了95t/h，经济效益明显。

煤矿安全风险预警模型是实现煤矿安全风险超前预测预警的重要手段，为了进一步提升煤矿安全风险预警模型自动评估的准确性，结合各类煤矿基础数据、动态监测数据，基于柔性神经网络模型，建立指标体系指标因子属性特征的关系网络、指标权重因子和柔性关系算子库，构建基于柔性神经元网络的决策树风险预警模型。通过对内蒙古煤矿安全生产数据的检验分析，对比传统的决策树和层次分析预测预警分析方法，该方法可自动获得更高的预测预警准确率，有助于降低煤矿安全生产事故的发生率。

为研究煤矿管理工作与事故的联系，结合多年煤矿建设、生产技术管理及安全管理等经验和实地调研，通过近几年事故分析发现：造成事故的主要原因有煤矿企业管理混乱，未严格落实“三责”和“三个必须”；安全管理体系、法制建设、管理制度不健全或未严格贯彻落实；安全管理机构不健全或管理人员未履行职责；安全生产准入把关不严；“三违”现象屡屡发生等。针对上述问题就安全管理体系建设，法治、制度、队伍和安全文化建设，安全生产准入，反“三违”等方面阐述煤矿安全管理上的方法和建议。