摘 要：城市型矿区是指随着独立矿区快速发展，周边逐步形成服务矿区的城市功能区域，导致矿区被城市包围，形成具有经济和社会功能跟城市紧密相关，矿城空间粘连发展特征的矿区。随着矿区资源逐渐枯竭，城市型矿区在转型发展中具有独特的靠近城区的区位优势，矿城“协同”成为发展趋势。因此，如何优化城市型矿区空间结构和功能组织，实现矿区与城区生产、生活、生态、区域交通等协同发展是一大研究关键。本文以抚顺西露天矿为例，基于调研资料和已有研究成果，对西露天矿矿城空间演进过程进行了梳理，理清了西露天矿形成的空间组织规律和特征，通过构建西露天矿空间结构协同、空间功能协同、空间发展目标协同、空间区域方面协同四大协同体系，系统化地提出了城市型矿区转型发展的四大策略。

为了满足巷道卧底出煤需要，需对巷道顶板构筑充填体假顶。针对巷道顶板条件、支护强度要求、巷道围岩变形实测规律，结合锚杆（索）支护强度理论、材料力学对假顶强度进行分析，并研究确定了构筑假顶的充填材料、系统组成、充填步距、充填空间支设、密封处理、充填工序等工艺。研究认为，充填体假顶设计强度不低于6.6MPa，充填材料采用黄土、河砂、胶结料、外加剂和水制备的膏状浆体材料，充填步距为10m，充填空间主要由脚手架、模板、弹性密封垫等搭接构成密封空间，模板与煤壁间的密封通过煤壁掏槽、密封垫实现。

针对盐井一矿K4煤层存在高瓦斯压力、低透气性、松软、破碎、严重突出危险等特性，在此类煤层岩巷掘进中，石门揭煤施工时存在揭煤速度慢、穿过煤层时间过长、冒顶严重、煤与瓦斯突出危险性更大等问题。为了解决此类问题，研究采用“压裂－固化－预抽”一体化揭煤新技术，分步有序实施高压水力压裂、石门固化、预抽瓦斯等“三位一体”的综合防突措施，可以从根本上防治煤与瓦斯突出事故发生，又能有效缩短石门揭煤周期，提高石门揭煤效率，真正意义上实现了快速安全揭开石门，从而形成一套安全、高效、实用性强的石门揭煤技术，尤其适用于具有强突出危险、高瓦斯压力、高地应力、低透气性的松软破碎煤层的石门揭煤。

主斜井带式输送机担负煤矿井下原煤的运输任务,是煤矿生产的关键咽喉设备。小保当一号煤矿主斜井带式输送机电控系统根据实时采集的煤流量，采用远程调节接口和变频器控制技术进行智能调速，和传统带式输送机电控系统相比最大程度地降低了煤矿主煤流运输系统（含单条主斜井带式输送机）的空载和轻载运行率，从而显著降低能耗，延长使用寿命。本文不仅介绍了小保当一号煤矿主斜井带式输送机电控系统的构成，而且详细阐述了各子系统设备的功能特点，对煤矿主斜井带式输送机电控系统的工程设计具有一定借鉴意义。

部分包裹混凝土柱是一种新型组合结构，其不仅可以用于工业厂房的建设，也可用于旧厂房的加固改造。为研究翼缘厚度、翼缘宽度、腹板厚度、横向系杆间距以及混凝土强度等级对部分包裹混凝土柱抗震性能的影响，利用ABAQUS软件建立了11个有限元模型分析以上因素对部分包裹混凝土柱的滞回性能、延性系数以及抗侧刚度的影响。有限元分析结果表明：当翼缘厚度为12mm时，部分包裹混凝土柱抗震性能最优，延性系数最大；随着翼缘宽度的增大，部分包裹混凝土柱的滞回性能、刚度退化性能发生略微变化，极限承载力增大；腹板厚度和横向系杆间距不是影响柱抗震性能的重要因素；且建议部分包裹混凝土柱的混凝土等级不应大于C50。

赵固二矿西风井项目采用冻结钻爆法施工，土体在冻结后物理性质的改变对爆破效果影响非常显著。针对目前冻土爆破进尺小的问题，通过室内冻土试验获得冻土基本物理性质，开展系列单孔漏斗试验、宽孔距同段爆破漏斗试验。单孔爆破漏斗试验获得在装药量0.175kg时，冻土最佳炮孔深度0.45m，最佳抵抗线0.35m，最佳爆破漏斗体积0.075m3，最佳爆破漏斗半径0.438m；五孔同段掏槽眼爆破时，获得爆破漏斗体积为0.382m3；一定药量下，周边眼爆破孔底距离为60cm时，冻土爆破轮廓效果较好。试验结果可为冻土爆破方案设计提供参考，加快工程进度。

为解决不连沟煤矿特厚煤层工作面预掘回撤通道变形破坏严重的问题，现场监测了主回撤通道在末采阶段的位移变化，得出主回撤通道围岩变形趋势主要分为三个阶段，即不受采动影响阶段、采动影响阶段和剧烈采动影响阶段；数值模拟了主回撤通道与工作面贯通前后的塑性区分布。提出锚-梁-注综合控制技术来实现主回撤通道围岩有效控制，通过锚杆索支护实现强力护表；通过长锚索配合刚性工字钢梁形成具有强托顶能力的锚吊梁结构；通过对两帮进行注浆加固增强煤体承载能力。现场应用表明，锚-梁-注综合控制技术能够使末采期间主回撤通道围岩变形量大幅降低，保障工作面顺利回撤。

基于韩家湾煤矿3304工作面回撤通道围岩控制为研究背景，通过结合现场监测、理论分析及数值模拟的方法对回撤通道围岩的变形特征进行分析。结果表明：在工作面末采阶段，回撤通道由于受到应力集中的影响，从而出现顶板下沉、片帮等现象。为解决该问题，首先计算分析了工作面剩余煤柱的应力和强度分别与煤柱宽度的分布特征，并以实际生产为基础，提出了回撤通道不同的支护方案，采取数值模拟方法对不同支护方案对比分析，得出由于原设计方案的参数选取不当，从而难以保证回撤通道围岩的稳定性。因此，对回撤通道帮部和顶部的锚杆（索）参数及型号进行合理调整，最终采取内部和外部支护相结合的措施来保证回撤工作的顺利完成。

摘 要：针对松散、破碎巷道围岩的支护问题，开发出钻锚一体化新型注浆锚杆，该锚杆具有钻杆、锚杆以及注浆管多重功能，在一次完成钻孔与锚固的基础上，通过中心孔对松散围岩进行注浆加固，简化破碎围岩注浆加固与支护工艺，提高掘进支护施工速度。对新型涨壳式锚杆进行了实验室试验，确定了锚杆选材、结构设计、工艺参数等。力学性能试验表明，杆体的拉断载荷平均值为286.07kN，约是普通中空注浆锚杆的5倍。在煤矿进行了现场工艺性试验，锚杆钻进与锚固性能可靠，可快速打入巷道围岩中，施加预紧扭矩后，锚杆预紧轴力达到51.5～85.3kN，能围岩施加较高的预应力。锚杆安装后，可实现带压注浆，实现全长锚固，为松软、破碎围岩巷道及时提供高强度、高预应力支护，为掘进工作面的快速高效推进，创造了条件。

针对构造软煤钻进成孔困难、缺少有效钻进防塌孔工艺的问题，本文构建了软煤顺层钻孔钻进-排渣过程三维力学模型，系统分析了钻进压力、排渣动力、钻进速度对孔壁稳定性和排渣效果的影响机制，得出钻孔失稳的主控因素，并给出孔内煤屑积存量与钻进压力、排渣动力之间的数学关系式，进而获取了钻压与钻速、转速及钻具磨损量的变化特征曲线，最终提出了软煤中速控压钻进工艺，并在朱家店煤矿4号煤层进行实践，结果表明：钻孔终孔深度随钻压呈先增后减趋势，且随转速增加，其下降速率增大，塌孔夹钻次数与钻压呈“V”型变化；终孔深度受转速影响程度较小，在中速阶段呈现渐增趋稳的走势，在低速和高速阶段，夹钻次数明显偏高；给进压力合理范围为60～80kN，转速为130～160r/min，给压方式选择正压推进与零压空转相结合，遇糜棱状构造煤，则需采用正-负压交替的给压方式。

摘要：淮南矿区随着多数煤矿-550m以浅煤炭资源回收殆尽，开始回采深部底层1上煤和1煤，鉴于新集二矿底层煤组在回采过程中将面临下伏地层复杂的水文地质和薄隔水层条件，致使其面临严峻的奥灰岩溶裂隙承压含水层突水威胁。为有效治理巨厚推覆体下底层煤开采面临的奥灰水害问题，提出了空间上以采区为单元的区域治理、时间上超前治理和注浆对象上由煤层底板C3Ⅰ和C3Ⅱ转变为C312灰岩的治理原则。在此基础上结合地面定向钻进技术，对2201和2301待采区施工2个主孔、26个分支孔，累计进尺为28562.42m，累计注入水泥量为6278.13t。结果表明：地面定向钻进探查注浆技术实施后，区内观测奥灰水位的水0101长观孔水位较注浆前上涨了68.37m，太原组灰岩含水层富水性明显减弱，井下探放水钻孔单孔涌水量均小于5m3/h，保障了2201和2301采区10个工作面能够安全回采，解放煤炭资源储量约952.5万t。该技术成功应用实现了复杂水文地质条件下突水危险性工作面的安全高效回采，为类似矿井进行奥灰水害防治提供了科学依据。

为了查明大型导水陷落柱发育边界及其破碎体胶结程度分布特征，利用井上下物探综合探查技术探明了大型导水陷落柱的分布位置及大致范围，利用基于地面定向水平钻钻速录井、钻液消耗量、岩屑录井、随钻测井等综合探查技术手段，通过数据统计分析，查清了导水陷落柱的发育边界范围、破碎体胶结情况及其分布特征。导水陷落柱长短轴为410m×200m，陷落柱内破碎体靠近工作面皮带顺槽突水点前方区域胶结程度差，空洞、孔隙等发育，为陷落柱导水主通道区。井上下综合物探和基于地面定向水平钻陷落柱综合探查成果为注浆治理提供了依据，同时为其它类似构造综合探查提供了很好的借鉴意义。

小煤窑的无序、越界开采留下的大面积的残存空巷，使得采煤工作面回采时极易出现顶板事故，给采煤工作面安全高效回采带来了巨大安全隐患。针对该问题，本文以崔家寨矿1号煤层E13103工作面为工程研究背景，通过理论计算、数值模拟、现场矿压实测等方法对工作面揭露小煤窑空巷前后过程支承压力、煤柱稳定性、顶板结构等进行研究分析，揭示了工作面支承压力分布对小煤窑空巷及工作面顶板的影响，得到了工作面过空巷过程顶板的破断规律以及支承压力分布规律，在工作面揭露空巷前7m到10m区间工作面支护阻力最大，需加强支护。研究解决了工作面过空巷过程中会出现的顶板来压大与冒落等问题，为工作面高产高效快速安全的推过小煤窑空巷提供了新的思路。同时为工作面两巷超前支护距离的确定、防止工作面围岩动力灾害的发生以及工作面安全高效的推过空巷提供理论借鉴。

针对坚硬厚煤层综放开采条件下顶煤难冒放，现有爆破弱化手段炸药审批难度大，安全可控性差的问题，论文提出了“钻-切-压”定向水力压裂顶煤弱化技术，并以榆神矿区神树畔煤矿为工程背景开展了现场试验，利用钻孔窥视、高频电磁波CT技术对压裂前、后顶煤体裂隙破裂及扩展状态进行了探测，统计分析了压裂前、后工作面顶煤回收率。工程实践结果表明，“钻-切-压”定向水力压裂顶煤弱化技术对顶煤裂隙的破裂及扩展效果显著，压裂后钻孔内顶煤裂隙发育比例增加23.5%，裂缝扩展贯通范围达到10m以上；致裂区域顶煤回收率得到明显改善，水压致裂段顶煤的日放煤量由3243t增至3433t，增加190t，提高5.5个百分点；工作面顶煤回收率由66.16%增加至72.49%，较水压致裂前提高了6.33个百分点。该研究成果对坚硬难冒煤层综放开采回收率的提高具有重要的参考意义。

摘 要：为了解决急倾斜特厚煤层水平分段浅部开采工作面存在漏风严重、隅角气体积聚、受自然风压影响较大，工作面氧气浓度过低等问题，以乌东煤矿＋600水平45＃煤层东翼综采工作面为例，根据现场实测数据，提出了均压通风方案及监测方法，确保了工作面与采空区风压平衡。通过对采取均压通风前后回风隅角CH4、CO、O2浓度以及工作面漏风量进行现场实测，结果表明：均压通风系统在防止隅角气体积聚、工作面低氧、减少采空区漏风方面起到了较好作用；通过对均压区进行连续观测，均压系统的稳定性较好，对于矿井的安全生产具有重要意义

摘要：为了提高煤层采前瓦斯预抽效率，降低矿井瓦斯灾害治理成本。特在彬长矿区孟村煤矿开展高瓦斯煤层注液态CO2驱替瓦斯技术工业试验。研究了煤层注液态CO2过程中工艺关键参数和CO2在煤层中的有效影响半径，以期为工艺优化和技术推广提供依据。工业试验结果显示：煤层注液态CO2过程中压力-流量-泵压等关键参数呈现波动特性，反映了煤层注液态CO2过程中的动力学特征。通过液态CO2压注过程中煤层CO2浓度和温度的变化，可知工业试验过程中CO2液相渗流半径达到5 m，气相扩散半径为20 m。相比原始煤层瓦斯抽采，液态CO2驱替煤层瓦斯浓度提升3.61倍，流量提升6.79倍，瓦斯抽采效率提高，降低瓦斯抽采成本，工艺实施为煤层瓦斯灾害的治理提供了技术借鉴。

以平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31030工作面为工程背景，创新研究了充填协同垮落式工作面的回撤技术。通过对工作面快速回撤前准备、回撤现场回撤设备的布置以及回撤工艺的分析，得到了充填协同垮落式工作面快速回撤技术工艺。解决了工作面搬家时设备回撤工效低、安全性差以及综采工作面设备回撤方式不适用于充填协同垮落式工作面设备回撤的问题，提高了工作效率，保证了充填协同垮落式工作面回撤过程中的安全，保障矿井工作面的正常接替。

为解决煤矿井下胶带运输系统的巡检问题，研发了一款钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统。该系统利用PLC和变频器控制箱，通过电机牵引钢丝绳，实现机器人沿轨道往返移动进行巡检。详细介绍了钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统的组成和功能，通过典型实例，总结分析了巡检机器人巡检效果。应用结果表明，该巡检机器人系统实用性强，对智能化矿山建设具有重要意义。

深部大采高工作面复合顶板失稳易造成工作面动力灾害。因此研究深部条件下复合顶板运动规律及支架满载状态，是实现矿井安全开采的前提。本文以陕西黄陵二号煤矿大采高工作面群为研究背景。采用现场调查、数值计算、理论分析和现场监测等方法，综合分析顶板类型、顶板运动特征。根据围岩与支架关系及支架要求，最终确定选用ZY12000/28/63D的二柱掩护式支架。研究表明：418工作面的直接顶由上部细砂岩和粉砂岩组成，共约21.2m；其中粉砂岩具有承载性，并为矿井来压提供力源。随工作面更替，顶板沉降状态发生“V”-“凸”-“U”型的动态变化，工作面位置尾端相对来压更剧烈。通过Analysis分析可知，满载下，支架顶端的位移量大，构件连接处受力较大。现场表明，支架能够适应顶板运动造成的压力，满足工作面的支承需求，达到安全生产目的。

为研究开切眼和有底抽巷的运输巷爆破切顶对底板破坏深度和矿山压力的影响，以九里山14141工作面为例，运用数值模拟对比分析不同条件下切顶对底板破裂深度的影响，结合现场实测与数值模拟结果分析矿压显现规律。结果表明：有底抽巷的运输巷底板破裂深度约为14.5m；对开切眼和有底抽巷的运输巷预裂爆破切顶能有效切断矿压传递途径，减小老顶初次来压和周期来压步距，降低巷道支承压力，从而减轻底板破裂危害；为焦作地区及全国类似煤与瓦斯突出并且受底板水害严重威胁的矿井安全回采提供借鉴。

我国煤炭行业的微震监测系统普遍应用于冲击地压矿井，但各矿井的微震监测系统仅对本井田内部进行监测，而对井田边界区域的定位能力和精度均较低。随着我国煤矿开采深度及强度的增加，矿间开采扰动引起的动力显现增多。基于该背景，研发了矿内-矿间微震监测系统，旨在实现煤矿微震监测系统之间的协作，提高井田边界的监测水平，并安装于义马煤田。该系统现场测试效果良好，主要表现为：（1）微震系统有效监测范围增加，尤其对于井田边界区域；（2）矿间微震使井田边界区域由台网外转移台网内，定位精度提高。矿间微震对义煤集团井田边界高位覆岩运动监测发现，井田边界附近岩体破裂范围集中在21220采空区后方，且出现较多的大能量事件。

本文通过试配LC20强度粉煤灰陶粒混凝土，在实验室内进行了混凝土抗压强度及弹性模量测试，对比分析了粉煤灰陶粒混凝土与普通混凝土的力学性能，确定了井下锚喷支护配合比方案，并按照该方案在神东矿区寸草塔一矿进行了现场工业性试验。结果表明：实验室内试配LC20强度粉煤灰陶粒混凝土28d强度可达29.6MPa；粉煤灰陶粒混凝土的弹性模量较小，更能适应井下巷道支护条件；现场工业性试验喷射的粉煤灰陶粒混凝土在井下养护28d强度可达29.9MPa，支护效果良好，具有较高的可行性。研究成果将为粉煤灰陶粒混凝土在煤矿的应用提供理论依据和施工经验。

为了深入了解覆岩采动裂隙带内瓦斯富集运移区的变化规律，提高矿井采空区瓦斯抽采能力。以覆岩裂隙演化理论为基础，针对山西王家岭矿主采工作面，运用物理相似模拟的方法，研究了工作面采动影响下覆岩裂隙带及瓦斯富集运移区的变化规律，并以此研究结果，进行现场高位定向长钻孔优化设计。 研究结果表明：上覆岩层裂隙及瓦斯富集运移区受采动影响，在第四次周期来压后裂隙充分发育，裂隙带高度在28m~92.3m，但瓦斯富集运移区发育高度在第二次周期来压后稳定在52m以内。在现场试验中，对高位定向长钻孔参数进行优化调整，得到位于富集区内的钻孔抽采效果明显高于位于富集区外的抽采效果，且高位定向长钻孔稳定抽采期间抽采瓦斯占绝对瓦斯涌出量的55%~75%。研究结果为采动覆岩裂隙瓦斯富集运移区辨识、覆岩裂隙带瓦斯精准抽采提供一定的理论基础。

针对煤层群条件高突矿井三区联动工程实践过程缺少动态定量评价方法的问题，本文以离柳矿区沙曲一矿为例，重新定义了三区联动的科学内涵，系统分析了三区的量化考核指标、抽采技术特色、作用时长，揭示了其效果动态评价原理。采用理论分析筛选出了三区的安全指标、资源产能、钻孔进尺率等指标，构建了三区联动阶段递进式动态评价模型，给出三阶段中二级指标四参数与时间的函数关系式，并确定各指标临界值，明确了动态评价的整体流程。评价结果表明：沙曲一矿的三区联动过程各区段2#、3+4#煤层残余瓦斯含量与瓦斯压力均＜相应临界值，且生产区的瓦斯指标下降速率最大；三区的转化率依次为95%、85%、90%，全井田动态转化率为70.5%，说明抽掘采衔接相对紧张，主要表现为准备区预抽效果不佳，与现场实践相符。

大同煤田（北区）开采历史悠久，上部侏罗系煤田已近枯竭，各矿井正逐步开采石炭-二叠系煤炭资源，尤其开采石炭系煤层时均受不同程度岩溶水带压开采威胁。为准确评价研究区煤层底板岩溶突水危险性，首先利用多种勘查手段对大同煤田（北区）岩溶水系统展开了调查和研究，确定了研究区独立的“大同煤田岩溶水系统”并对其边界进行了圈定。在此基础上，利用基于GIS-AHP的脆弱性指数法对研究区煤层底板岩溶突水危险性进行了预测和评价，研究结果表明：3号煤层赋存范围内大部分为安全区；5号煤层大部分为安全区和过渡区，危险区主要集中在塔山、同发东周窑、燕子山和马脊梁井田交界处；8号煤层仅北部和东南部为安全区，过渡区和危险区明显增加，主要分布在东周窑井田、燕子山井田、马脊梁井田西北部和塔山井田西南部。

热力耦合作用下煤层的热变形对煤炭地下气化、直接液化和低变质煤原位注热开采等地下高温工程中岩层移动和变形的评估至关重要。采用自主研制的伺服控制多功能高温三轴岩石力学试验机，研究了山西河保偏煤田长焰煤在两种不同地应力条件下的热变形特征，结果表明：（1）在5MPa（相当于200m埋深）、7.5MPa（相当于300m埋深）地应力条件下，长焰煤在500℃内表现为热膨胀变形，热膨胀系数随温度升高可分为三个阶段：开始增加阶段、急剧增大阶段、缓慢增加阶段，且与温度之间关系可采用分段线性函数表示；（2）三轴压力对长焰煤的热变形有显著影响，压力越高，开始产生热膨胀变形的温度点越高，热膨胀系数越小；（3）三轴压力越高，峰值热膨胀系数对应的温度越高，如地应力5MPa时，峰值热膨胀系数对应的温度为400℃，7.5MPa地应力下，450℃内未出现峰值热膨胀系数，其所需温度可能更高。

煤岩识别技术是制约煤矿巷道掘进与煤炭开采向自动化智能化发展的瓶颈。为实现煤岩界面精准识别，本文采集了鄂尔多斯某矿区煤矿巷道掘进面高感光度图像，提出了基于机器学习的像素分类和基于数字图像处理的边界提取算法：（1）首先对图像进行二值化处理，采用边界跟踪算法对二值图像提取边界；（2）针对直接使用二值图像会提取大量非边界信息的问题，对比研究了最大似然法、K均值聚类算法、支持向量机和BP神经网络四种机器学习算法对图像像素的分类效果，选择效果最好的BP神经网络作为分类模型；（3）针对边界附近存在大量细小“孔洞”的问题，提出基于形态学处理的消除方法，为提取连续单像素宽度边界提供了良好的基础。据此提出一种基于边界跟踪算法和人工神经网络的煤岩界面识别方法，从而为巷道掘进机和采煤机滚筒截割高度位置的调整提供依据，试验结果表明，最终提取到的煤岩边界与真实的煤岩界面基本吻合。采用本文提出的方法对从陕西神木榆家梁采煤工作面采集的原始图像进行验证，取得了良好的效果，验证了该方法的有效性和可靠性。

目前传统井下导高探测仪普遍使用两条独立管路进行胶囊封胀和探测段充水工作，实际应用中钻杆与充气管极易缠绕或挤堵，而且现有观测设备只能实现单项压力状态下钻孔漏失量的观测，数据单一且无对比性，为解决上述问题，研究一种单水源分级多压式井下导高探测系统，观测系统包括I级高压注推一体化系统、II级高压胶囊胀封系统、III级低多压递进探测系统，通过减压阀高低压分级转换实现单水源胶囊胀封和探测充水一体化，利用高压转换成不同级别的低压实现低多压递进探测。系统研究可以解决传统仪器探测成功率低的问题，且能丰富不同低压状态下的导水裂缝带探测数据，对于研究多压状态下的采动裂缝导水能力、精确探测导水裂缝带高度有着重要意义。

为确定瞬变电磁法和大地电磁法探测煤矿积水采空区的有效性，基于两种方法的基本原理和工作方法，以鸡西矿区某煤矿工程实例，应用瞬变电磁法和大地电磁法对该煤矿勘探区进行地面综合物探，通过探测反演成果与已知资料对比分析，进行钻探验证研究。结果表明，两种方法探测的反演结果视电阻率变化特征基本相似，都能较好地反映出地层的电性特征，推断勘探区存在1处积水采空区的分布范围也较为吻合，与现场实际资料及钻探结果基本一致，验证了这两种方法的有效性。瞬变电磁法和大地电磁法综合物探能够作为寻找煤矿积水采空区的有效方法，可为煤矿防治水工作提供技术支持，具有十分重要的工程应用价值。

矿区能源过度开发与水资源紧张已成为制约煤炭工业发展的重要因素。针对矿区水资源环境监测的迫切需求，本文提出一种基于多通道光谱的水环境多参数实时监测方法。该方法通过实时采集水体的多通道光谱影像并计算其每个通道光谱反射率，经过最优通道选择和组合与分析得到回归方程，从而反演出水体的叶绿素a（Chla）、总磷（TP）和总悬浮物（TSM）的浓度，可实时监测矿区水环境的水质状况。实验结果表明，该方法获取的光谱影像符合不同地物的光谱特征，可以达到实时动态监测区域内的水质变化，弥补了传统监测方法在时效性、可视化等方面的不足，为矿区水质监测提供有效参考和技术支撑。

摘 要：地下煤火主要是指煤层由于人为因素或自燃形成的煤田火和矿井火，是一种严重的全球性地质灾害。地下煤火在造成煤炭资源浪费的同时，还会破坏生态环境。因此，监测地下煤火的变化进而进行治理非常重要。煤火燃烧会释放大量的热，造成地表热异常，无人机热红外遥感技术为精准探测煤火范围提供了一种有效的技术手段。本文使用无人机热红外遥感的方法，利用无人机对新疆宝安煤矿火区进行探测。根据自适应梯度阈值法和人工阈值法，对两次连续飞行的无人机热红外影像进行温度阈值分割与煤火信息提取，对无人机热红外相机测温精度进行验证，两次无人机影像之间中误差为0.97℃，证明无人机测温精度可靠，技术可行，对煤火范围精准圈定与灭火具有参考意义。

为了消除已有地下采空区对作业设备和人员的安全威胁，提高露天矿采剥作业效率，保障人民生命财产安全，以元宝山露天煤矿工程地质条件与采矿条件为背景，研究了露天煤矿地下采空区顶板稳定性的主要影响因素，对比分析了现有巷柱式采空区安全顶板厚度估算方法在露天煤矿实际应用中的优点和不足，选取了符合现场实际情况的安全顶板厚度的估算方法。结果表明，空场长宽比法比较全面的考虑了影响采空区顶板稳定性的主要因素，可以作为元宝山露天煤矿巷柱式采空区安全顶板厚度的估算方法，基于该方法绘制的现场主要采矿设备在不同采空区跨度条件下的安全顶板厚度取值曲线，计算了不同跨度条件下的不同设备采空区安全顶板厚度值，对于优化采空区治理时间、避免采空区塌陷事故的发生、确保露天煤矿安全生产具有重要意义。

为了较准确的评定电容串联电阻电路和电容端电压对电容放电能量的影响，使设计者在设计时就能够对电容放电能量进行评定，判定其是否达到本质安全防爆要求，本文综合考虑了电路中线路的电感、电容、电阻参数，建立了与实际电路一致的电容等效电路模型，根据建立的电容等效电路模型，采用不同的放电形式对电容电路放电过程进行仿真测试。并建立了电容放电数学模型，应用matlab软件对所建立数学模型进行仿真，绘制了“能量—电阻（W—R）”、“能量—电压（W—U）”两种曲线，可供设计人员查询参考，从而提高电路设计效率，缩短开发周期，节约开发成本。

为了测定煤层瓦斯含量、查明煤层顶底板含水层分布和富水性以及工作面地质异常体赋存情况，均需要通过钻探取心获得符合相关规定的煤心、煤样及岩心。本文根据煤矿井下取心钻孔施工工艺及装备的发展情况，结合密闭取心技术、绳索取心技术及水力反循环连续取心技术，介绍了煤矿井下获取煤层、岩层相关地质信息的主要技术方法，概述了各自的技术原理、相关配套装备、应用情况，结合上述3种煤矿井下取心钻进技术在各个矿区的应用情况，总结了上述3种取心技术在煤矿井下应用的技术难点。最后指出煤矿井下取心钻进技术的研究前景及发展趋势，并为加速煤矿井下取心技术的发展提出了相关建议，为煤矿井下取心钻进技术的发展提供参考。

在煤矿井下钻孔施工过程中，钻杆断裂事故往往发生在钻孔塌孔处，由于该处钻孔孔径扩大，使得落鱼头位置与钻孔不同心，而采用公、母丝锥进行打捞时难以接触落鱼头，容易导致打捞失败。针对钻孔孔径扩大段钻杆断裂事故打捞难度大、成功率低的问题，首次开发了适用于煤矿井下钻杆断裂事故的活动肘节打捞工艺以及研制了一种配套该工艺的凸轮-连杆式结构的活动肘节，并利用该活动肘节打捞工艺在钻孔施工现场对钻杆断裂事故进行处理并取得成功，表明采用该活动肘节打捞工艺能有效提高钻杆断裂事故打捞的成功率。

为有效避免预算超支对煤炭工程招标采购造成的经济损失，设计基于BIM技术的煤炭工程招标采购成本预算控制模型，提升经济效益。BIM数据管理平台通过BIM数据管理内核实现IFC数据内煤炭工程招标采购相关数据的交互和存储，通过平台用户界面的BIM图形交互模块和BIM资源管理器模块访问BIM存储数据，并完成数据运算和管理；招标采购成本预算控制模块调用处理后的BIM数据，通过成本监控、成本预警和成本预测功能，并结合BIM软件与造价软件，实现煤炭工程招标采购成本预算控制。实验结果说明：该模型的煤炭工程招标采购实际成本和预算成本相同，成本预算控制准确；煤炭工程招标采购进度快于预期情况，具有显著的煤炭工程招标采购成本预算控制效果。

从标准名称和标准类别、技术指标、标识、运输及贮存相关要求等方面，阐述了我国动力商品煤系列国家标准相较于原工业用煤技术要求系列标准的修订要点，并分析了标准修订的意义。列举了国内重点用煤城市的地方标准情况，将地方标准中按照发电用煤和非发电工业用燃料煤动力用煤的技术要求分别和相应国家标准进行了对比分析，指出了各重点省市在动力用煤指标控制方面如全硫、灰分含量、发热量等均严于相应的国家标准，后续制定发布的地方标准中也陆续增加了煤中微量有害元素含量限值的规定，进一步提升我国动力用煤质量，推动煤炭清洁利用。