为了确定缓坡副斜井会车硐室的合理布置间距，在以往技术人员研究成果的基础上，采用化繁为简的方式，提出两种公式模型对会车硐室的设置间距进行计算，并对会车硐室的断面参数进行研究。针对两种公式在计算过程、结果等方面存在的差异，从计算思路、复杂程度、工程实际应用等方面对两种公式进行了分析、比较，认为第二种公式模型虽然存在计算过程复杂、运营管理要求高等不足，但在更大程度上实现了对缓坡斜井的利用，降低会车硐室基建工程量。

针对神广煤矿5-2煤房式开采后4-2上、4-3煤上行开采安全生产问题，首先通过理论分析对4-2上、4-3煤上行开采可行性进行了初步论证|然后采用3DEC离散元软件建立了三维数值模型，分析了5-2煤房式开采对上部4-2上、4-3煤整体性和连续性的影响|研究了4-2上、4-3煤开采对层间岩层及5-2煤采空区留设煤柱稳定性的影响规律。结果表明：4-2上、4-3煤的比值K分别为33.07、23.46，均大于临界值7.5，5-2煤采空区煤柱的极限承载强度为7.84MPa|5-2煤开采后，4-2上和4-3煤整体性和连续性保持完好|4-2上、4-3煤层上行开采使得层间岩层应力降低，位移减小，且未对层间岩层及5-2煤采空区留设煤柱造成破坏性影响，层间岩层矿压显现不明显。理论分析与数值模拟结果表明神广煤矿4-2上、4-3煤满足上行开采条件。

外排土场边坡稳定是影响露天煤矿生产安全的重要因素之一，为了分析评价红沙泉露天煤矿外排土场边坡稳定性情况，选取当前条件下的7个典型剖面，分别采用瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法结合岩体力学参数进行稳定性分析，并探索了外排土场高度对边坡稳定性影响。结果表明，当前排土高度条件下外排土场最佳边坡角度为24°，7个典型剖面的稳定系数均高于储备系数要求，随排土场高度增加其边坡角度呈减小趋势，当红沙泉露天煤矿外排土场高度增加至120m时，稳定性系数稍有增大，当增加至160m时，稳定性系数降低，在排土场160m至360m，稳定性系数变化不大，达到临界排土场高度360m时的边坡角度为22°，为红沙泉露天煤矿排土场容量释放提供了参考依据。

以内蒙古长城五矿的实际生产情况，针对“三下”压煤开采问题，设计了连采连充自流充填工艺，并将其划分为“制浆”“输矸”两部分。制浆站可在计算机控制下实现全自动生产，并采用可视化技术对制浆系统运行状态进行监控。并在采区现场进行组装、调试与运行。最后对充填效果进行分析，证明了连采连充自流充填工艺在长城五矿充填开采作业中是完全可行的，实现了矿井绿色开采，可以有效解决长城五矿“三下”压煤问题。

针对目前矿用本安电源存在的保护反应速度慢、输出功率小，无法满足井下用电需求、制约井下集成化和智能化生产的问题，设计了一种基于故障电流变化率的本安短路保护电路。本文将本安电源等效为电势电容电路并进行短路故障特性分析，发现短路后故障电流迅速上升并发生突变|设计了基于故障电流变化率的本安短路保护电路，能够快速准确检测本安电源短路故障|本质安全性能测试结果表明：在发生短路故障后瞬态输出能量为80.667μJ，自恢复和软启动性能稳定，满足设计要求。

针对煤矿设备状态有线监测系统的布线复杂、成本高、灵活性差等现状，为改善现有无线监测系统存在的通讯距离有限、抗干扰能力差、能耗高等问题，及解决已有监测系统数据无法接入共享的信息孤岛的问题，研究了一种基于MEMS技术的矿用无线传感采集系统。详细介绍了该系统的总体设计方案、采集器和集中器的硬件电路设计及软件实现(包括通讯报文的编制)，并通过测试验证了系统的性能可靠。结果表明，该无线传感采集系统可灵活适应煤矿井上、井下复杂工作环境，实现煤矿设备的振动、温度信号的实时、远距离、无线传输，可为矿用设备的健康监测和故障诊断提供丰富的数据支撑。

为了加快露天煤矿智能化建设，设计了智能露天煤矿信息综合管控平台，利用大数据技术为基础，通过对露天煤矿各自动化系统/信息化系统数据的研究，为智能露天煤矿信息综合管控平台提供跨系统多元化的数据治理，并通过可快速部署的云服务模式为其提供智能化系统应用。信息综合管控平台通过大数据云服务的数据、算力和环境支持，紧紧围绕露天煤矿半连续工艺流程，设计了智能三维地质中心、智能生产管控中心、综合安全监控预警及应急指挥中心三个中心，并根据智能化技术发展，梳理了中心的具体系统，为露天矿智能化建设提出具体的构想。

文章详细介绍了我国选煤厂在选煤工艺、选煤装备、建构筑物结构形式、产品装车形式、自动化、数字化、智能化水平等方面的发展现状，并预测了选煤厂未来的发展趋势：一是未来选煤厂技术改造会在动力煤选煤厂增加末煤系统、炼焦煤选煤厂增加三产品工艺以及选煤厂无泥化改造等方面发力|二是选煤厂设计会逐步推广BIM|三是选煤厂装备的着力点要在基础研究和智能化上|四是选煤厂的未来目标是无人化黑匣子工厂。

利用燃气内燃机燃烧煤矿瓦斯拖动发电机发电是近年来煤矿瓦斯综合利用的有效途径。煤矿瓦斯发电项目消防系统设计一直是设计难点。论文从平面布置消防道路、室外消防、室内消防及电气装置消防等方面，探讨了现行规范对瓦斯电站消防系统的要求。并结合山西省晋城某煤矿瓦斯发电项目，总结了煤矿瓦斯发电项目消防系统设计经验。

针对马道头煤矿5209工作面回风巷在高强支护情况下，伴随着上临5210工作面回采产生的巷道大变形问题，采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法，对大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术进行了研究。研究结果显示：巷道爆破切顶卸压的工作机理是通过对煤柱侧未垮落基本顶岩层进行爆破切顶，使其及时垮落，进而减小煤柱载荷和基本顶岩层因为旋转下沉而对煤柱造成的挤压变形|基本顶岩层在爆破切顶卸压后初次垮落步距与周期垮落步距均减小，进而减轻了矿压显现程度|爆破切顶卸压的最佳切顶角度为60°，在爆破切顶卸压后，煤层垂直应力峰值由21.1MPa降低至16.3MPa|爆破后钻孔窥视结果显示，爆破孔与导向孔均沿着孔内聚能管聚能槽方向产生了与走向切缝方向一致裂纹|在5209回风巷进行了巷道表面位移观测发现总体变形量较小，巷道完整性较好，定向爆破切顶卸压效果显著。

为解决受刀把工作面受二次采动巷道围岩破碎导致支护失效的难题，首先根据二次采动巷道矿压的分布演变过程和实测锚索拉力值特征，调整巷道围岩超前控制范围、确定了注浆加固的工艺和时机|随后制定破碎围岩分步注浆和巷道超前支护参数补强优化方案|最后对比施工前后巷道锚索拉力和顶底板移近量，分析巷道围岩控制的效果。结果表明：采用分步注浆加固、扩大巷道超前支护范围并提高巷道顶板支护强度后，二次采动巷道围岩稳定性显著提高，锚索最大拉力由88kN减小至73kN，巷道顶底板平均移近量由633.3mm减小至368.8mm。

为解决骆驼山煤矿斜井井筒形成后井壁涌水治理难题，提出了一种截断井筒涌水补给水源、充填井筒壁后松动圈、提高井筒围岩稳定性的旋喷注浆支护方法。采用旋喷注浆法截断主斜井井筒涌水补给水源，采用壁后注浆技术充填井筒长期涌水携砂所形成的空隙和空洞，加固井筒并进一步封堵井筒涌水|通过水位观测、流场变化分析、钻孔验证和涌水量变化分析等方法对注浆治理效果进行验证。结果表明，旋喷注浆和壁后注浆既可封堵井筒涌水，又能充填加固井筒壁后空隙和空洞，消除井筒后期生产运行期间的安全隐患，对斜井井筒涌水治理具有很好的参考价值。

为了解决朱仙庄煤矿8煤顶板五含水害问题，提出了“帷幕截流，疏干开采”的治理思路，基于地面顺层孔注浆技术研究了大埋深、巨厚层、极强富水岩溶含水层帷幕截流技术，提出了双排平行错位布孔、内外交叉检验的钻孔方式以及前进式控压、多回次控量注浆的注浆控制工艺，运用 “分序孔注浆指标对比分析—地面钻孔检查—井下放水验证”的三阶段质量检验方法验证了帷幕截流效果。结果表明：地面定向顺层孔注浆可实现煤矿大埋深、巨厚层、极强富水溶隙裂隙含水层的帷幕经济高效建造|注浆改造后的岩石抗压强度提高1.6MPa，孔隙率降低77.5%，弹性模量、密度也略有提高，透水率小于1Lu，注浆效果良好|放水验证帷幕过水量小于40m3/h，截流率大于98%，内外水位差大于350m，帷幕截流效果良好且运行稳定。

针对冲击地压矿井的回撤通道易发生失稳破坏，工作面采动过程中对于回撤通道的影响进行了分析，并结合现场数据分析了双回撤通道内支架压力变化情况，制定针对性防治措施并进行了效果分析。研究结果表明：回撤通道的失稳破坏受工作面采动影响，当工作面剩余长度距离主回撤通道越近时，回撤通道的支承压力越大，巷道两帮的压力越集中，巷道越容易发生失稳破坏。基于主回撤通道易失稳破坏的特点对其顶板预裂爆破效果进行了分析，在预裂爆破后，爆破区域的应力变化幅度明显降低，说明顶板预裂爆破可降低回撤通道受工作面采动影响产生的应力集中。同时，也起到了将采空区应力传递路径阻断和本工作面的超前支承压力传递路径的弱化作用。

为降低近直立煤层工作面水平地应力集中程度，理论分析了近直立煤层顶底板爆破卸压原理，提出了近直立煤层深浅孔爆破卸压方案，采用钻孔成像对爆破前后卸压效果进行了对比分析，并通过现场电磁辐射、微震数据分析对卸压爆破效果进行了验证，研究结果表明：采用深浅孔爆破后，顶底板岩层中形成了立体“缓冲带”，阻碍了高水平地应力向工作面传递，降低了应力集中程度|爆破后顶底板发育新的裂隙，数量增加约46.6%，若干裂隙扩展为离层，局部出现破碎区|爆破后工作面两侧煤岩体电磁强度明显降低，爆破前后微震能量与频次呈现先升高后降低规律，起到了良好的卸压效果。

为了得到彬长矿区巨厚砂岩含水层下综放开采导水裂隙带高度，采用数据分析的方法研究了矿区内17组工作面导水裂隙带高度实测数据，得到了彬长矿区导水裂隙带高度计算的回归公式，并基于彬长矿区雅店矿ZF1403工作面地质条件，采用数值模拟和现场实测的方法对回归公式的适用性进行了验证。结果表明：经验公式与实测数据的结果相差较大，已不能作为彬长矿区导水裂隙带高度计算的参考公式，而回归公式计算结果与数值模拟和现场实测的结果基本吻合，回归公式应用效果良好。在矿区内矿井未实测导水裂隙带高度的情况下，回归公式计算结果可作为矿区内矿井导水裂隙带高度的参考。

为防止近距离煤层群工作面回采后相邻采空区气流互通引起采空区遗煤自燃，以李家壕煤矿31114综采工作面为工程背景，采用现场实测结合数值模拟的方法，对本煤层进风侧、回风侧及上覆采空区氧浓度分布规律进行测定，依据氧浓度分布规律划定了本煤层采空区自燃“三带”分布范围，并给出了工作面安全回采的最小推进度。同时，利用Fluent软件模拟得到煤层群开采上覆采空区氧浓度分布规律，划定了上覆采空区火灾重点防治区域，该区域位于工作面后方50m范围内的上邻近层工作面遗留煤柱，依据遗留煤柱破碎漏风易发火的特征，提出采用地面封堵、隅角封堵、遗留煤柱注浆相结合的综合防灭火技术。

针对首山一矿综采面喷雾用水湿润性能差、雾化捕尘效率低的问题，提出了综采面活性磁化水喷雾降尘技术。实验测试了活性磁化水所具有的强湿润性能，其接触角、粉尘沉降时间及降尘效率相对于纯水都得到了大幅度的提高，同时提出了活性磁化水高效制备工艺。经首山一矿12100综采工作面应用表明：活性磁化水喷雾降尘技术能有效降低工作面粉尘浓度，不同测点呼吸性粉尘、全尘平均降尘效率分别达到了84.67%、88.52%，有效改善了井下职工工作环境。

为了对坚硬厚顶板这种特定地质条件下的冲击地压防治技术进一步细化研究，分析了宽沟煤矿I010203工作面开采过程中上覆坚硬厚顶板冲击地压过程，提出了相应的防冲技术措施，并基于工作面卸压防冲前后微震事件时空变化规律对防治技术进行了效果检验，研究结果表明：B2煤层开采后上覆坚硬厚顶板易在I010203工作面采空区及相邻I010201采空区之间的煤柱区域产生悬顶，不但会造成煤体静载应力集中，而且造成能量积聚，从而产生大量动载，悬顶长度过长时会发生垮落、破断等强动载扰动，当动载荷和静载荷叠加超过临界值时便会造成冲击显现，煤柱集中静载和坚硬顶板破断动载是冲击地压主控因素。根据上述冲击地压分析结果，设计了顶板断顶预裂和煤体超前爆破两种卸压技术措施，并选取卸压前后稳定生产期间的微震事件进行卸压效果对比分析，卸压后微震日总能量和日总频次明显降低，103～104J以上微震事件明显减少且微震的空间分布较为分散，顶板附近微震事件明显减少，说明采取的卸压措施效果明显，可有效降低冲击危险性。

为了研究断层对开采沉陷影响机制，将工作面开采对覆岩的扰动视为应力波在岩层介质中的传递，建立了应力波在软弱岩层和坚硬岩层间双向传递的应力表达式。采用理论和数值计算分析了软弱岩层介质对应力波传递的影响，揭示了断层对覆岩移动变形和应力传递阻隔机制并通过相似模拟进行验证，最后利用数值计算分析了不同断层特征参数对覆岩移动变形阻隔作用的影响程度。结果表明：工作面开采产生的应力波波速越大，采动对覆岩的扰动越大|断层带岩体作为破碎带存在，应力波在断层带岩体多重反射作用下穿过断层带后波速下降明显，开采盘与非开采盘应力波最大波速之比为4.68～35.61，断层对采动应力传递具有阻隔效应，覆岩移动变形主要发生在开采盘|由于应力波穿越断层后在浅部波速衰减小于深部，浅部断层带岩体先于深部断层带岩体发生非连续变形|断层特征参数对覆岩移动变形传递阻隔作用排序为断层带宽度＞断层落差＞断层倾角＞断层带岩体内摩擦角＞断层带岩体黏聚力。

针对煤矿深水平高应力软岩机电硐室的严重底鼓情况，以淮北矿区邹庄煤矿-800m水平机电硐室为研究背景，依据弹性力学与塑性力学理论分析了底鼓的力学机理，同时基于围岩整体稳定性原理，制定了抑制底鼓的技术方案。现场实测数据表明该技术方案简便易行、效果显著，充分论证了研究成果的科学性和正确性。该成果不仅可以用于高应力软岩机电硐室底鼓控制机理与技术的研究，而且可以用于井下水仓、大断面高应力软岩巷道底鼓控制机理与技术的研究。

为解决深部煤层透气性差、瓦斯抽采难度大、抽采达标时间长、抽采效率低等问题，采用实验室实验、理论分析、数值模拟、现场试验等多种研究方法，揭示了含瓦斯煤卸荷增透特性，分析了深部巷道围岩卸压、煤层增透规律，研究了煤巷条带卸压底板岩巷最优位置，给出了煤层显著增透区、一般增透区的计算方法和卸压底板岩巷与煤层合理距离的判别准则，构建了煤巷条带底板岩巷结合水力化技术卸压增透模型，工程应用表明底板岩巷上覆煤岩层卸压增透效果显著，为类似条件提供借鉴意义。

为应对煤矿巷道耦合连续装药爆破掘进时围岩损伤较大的问题，通过理论分析，得出有限长柱状装药爆破时岩石的损伤范围计算公式。利用LS- DYNA数值软件，对不同柱状装药结构爆破时的围岩损伤规律进行研究。结果表明：耦合连续柱状装药时，槽腔半径和炮孔周围围岩的损伤半径最大，分别为81mm和311mm。不耦合不连续柱状装药时，槽腔半径和裂纹长度最小，分别为41mm和200mm。在裂隙区内，距炮孔壁距离120mm的测点，采用不耦合不连续柱状装药时的损伤因子为0.194，分别为耦合连续、耦合不连续和不耦合连续装药的42%、50%和53%。综上，煤矿泥质粉砂岩巷道爆破掘进时，采用不耦合不连续柱状装药既能充分利用爆破时的能量，又能降低爆破荷载对巷道围岩的损伤。

矸石充填开采可以降低采空区顶板垮落的可能性，并对地表沉陷变形起到关键控制作用。为了更简便准确的评估矸石充填后的效果，以新元煤矿为工程背景，首先概述了矸石充填设备的选型，考察了充填后的三个工作面的充实率，之后模拟计算了地面沉陷量，并通过现场实测来验证模拟结果。最后结合相关变形指标初步评估了该煤矿矸石充填开采对地表建筑物的影响。结果表明：新元煤矿三个工作面充填开采后的最大充实率为73%，最小则为36%|数值计算的地表沉陷量曲线与实测数据点相匹配，证明了模拟工作的可信度|模拟出来的三个工作面的可能最大地表水平变形值为0.15mm/m，可能最大地表倾斜变形值为0.35mm/m，可能最大地表曲率值为0.0022mm/m2|上述这些变形参数均小于相关的 Ⅰ 级变形指标，证明了矸石充填开采后对地面建筑物等的影响是非常小的。通过此数值模拟的方法提前对矸石充填开采引起的地表变形进行合理预测与评估是可行的。

为了查明哈拉沟煤矿工业广场东侧滑坡成因，通过现场地质调查、水文地质钻探、地表位移监测等技术手段研究了滑坡地质条件、渗流与变形特征，采用数值模拟方法分析了滑坡的成因机制。结果表明，在滑坡区东部第四系松散层底部发育一条近东西向的古冲沟，上游有两条支沟|地表神东湖水渗漏和日常生态灌溉水大量补给古冲沟流域，导致地下水位上升，在滑坡坡脚处形成排泄区|使得坡脚处地下水渗流速度和孔隙水压力升高，基质吸力和坡体抗剪强度降低，导致抗滑力降低|滑坡大量渗水，坡体重量增加，并产生动水压力，导致下滑力增加，进而诱发该滑坡|随着水温的升高，滑坡稳定性系数降低。在坡脚施工三口排水井，经过抽水降低坡体地下水位，并治理了上部沟渠渗漏点，目前该滑坡得到了有效控制。

针对目前“三下”采煤充填成本较高和充填效率低下等问题，以矿粉这种低成本水硬性胶材为主，辅以少量石膏和水泥熟料，得到了适用于矿山高效固体充填的早凝、低成本的胶凝材料。通过对矸石粒径级配和胶凝材料固化机理进行了分析，设计正交试验确定出胶凝材料最优配比，即：当石膏5%、水泥熟料25%、矿粉70%时，可实现短时间脱模，表明在该掺量下胶凝材料的水化反应程度最好，其中矿粉中的活性成分能够在早期反应生成水硬性钙矾石(AFt)，促进充填体强度的形成。养护后充填体的7d、28d强度可达到3.48MPa、5.11MPa，略低于425#硫铝酸盐双快水泥的7d和28d成型强度，但在成本上具备明显优势。结合工业应用，对实际充填效果、液压支架工作阻力和地表沉陷观测数据进行分析，表明该胶凝材料在提高充填效率、加强顶板管理等方面发挥着积极作用。

对不同含水状态煤-混凝土连接体进行单轴压缩实验和声发射监测，并对连接体力学特性和破坏特征进行探究，研究结果表明：水对煤-混凝土连接体应力-应变曲线特征裂隙压密阶段、破坏阶段和峰后阶段影响明显，水的存在降低了试样间的内聚力，使其脆性降低，塑形增强|含水率增加，煤岩组合体破坏形态由拉伸破坏变为剪切破坏，塑性变形显著|声发射特征曲线与应力-应变曲线对应程度较好，随着含水率的提高，声发射AE计数峰值位置提前，连接体样提前发生结构性破坏。且AE计数峰值数值逐渐减小，连接体样脆性减弱。

井下大规模开采将导致覆岩产生移动、变形乃至破坏，并在地表形成大范围的沉陷区，形成不良地基，在沉陷区上兴建建(构)筑物将存在着较大的安全隐患，掌握建(构)筑物与地表的移动变形相关规律是确保建筑安全的前提。以沉陷区建筑物为研究对象，分别采用3D打印技术模拟建筑结构、砂石材料模拟岩土结构，构建建筑与岩土的耦合物理模拟实验，研究了煤层开采造成的地基移动变形对建筑物二楼顶部、一楼顶部等各部位的采动响应。研究结果表明：3D打印技术能够较好地实现几何相似与力学强度相似相匹配的建筑模拟，3D打印建筑模拟材料力学强度影响因素：填充率＞材料性质＞打印角度＞打印厚度。

为了探究典型盐粉及盐溶液对瓦斯爆炸的抑制规律，在自行搭建的不锈钢火焰加速管道内开展了NaCl、KCl粉末及NaCl溶液抑制甲烷/空气预混气体爆炸试验，研究了不同粉末铺设面密度、铺设长度、铺液浓度、铺液长度对甲烷爆燃火焰传播的抑制效果及其抑爆机理。结果表明，铺设NaCl、KCl盐粉对甲烷爆燃火焰传播具有抑制作用，爆燃压力及火焰平均传播速度均低于空白对照组|当NaCl、KCl盐粉的铺设面密度为150mg/cm2时，两种盐粉的火焰平均传播速度均衰减最大|随着粉末铺设长度的增加，对火焰传播抑制和促进作用均增强，KCl粉末的抑制作用相对于NaCl粉末更明显。布设NaCl溶液，爆燃火焰压力低于空白组。随着NaCl浓度的增加，爆燃压力的变化不明显，火焰平均传播速度呈降低趋势。溶液铺设长度增加，火焰平均传播速度、爆燃峰值压力逐渐降低。

当前矿井回风用热管换热器的设计换热效果与实际应用情况偏差较大。通过基于焓差的Threlkeld法分析了矿井回风析湿工况下的传热系数和翅片效率，进而建立了单根热管换热管的换热模型，并通过逐管法对热管热换热器进行换热分析。结果表明：在实际应用环境中该换热器的总传热系数变化不大，可看作定传热系数传热。换热器的矿井回风与换热器回风侧热管外壁翅片表面温度相差很大，应保证换热器回风侧热管外壁翅片表面温度大于0℃。

为探究对旋风机失速流动信号的瞬态特征，将对流场信号的瞬时特征具有良好辨识能力的小波分析法引入到对旋风机失速特征的分析中，提出一种FFT技术与小波-时频分析相结合的失速诊断方法。首先，基于出口节流阀模型，对小流量失速工况下对旋风机内部的三维非定常流动进行数值模拟与分析|然后，利用所提出的失速诊断方法，对对旋风机在失速发生时流场中的静压信号进行处理和分析。结果表明：对旋风机在10个旋转周期后进入失速状态，伴随着前缘溢流与尾缘反流的出现而发生。另外，FFT技术从频域角度确定出失速特征表现为70Hz及140Hz频率分量的出现，而小波-时频分析从时频角度发现对旋风机在第10个旋转周期开始出现70Hz及140Hz频率分量，证明了所提出的方法对对旋风机失速流动特征具有较好的诊断分析能力。

针对现有煤矿井下轨道式带式输送机巡检机器人续航里程短、爬坡困难等问题，设计了一种轨道和钢丝绳牵引结合的行走机构。首先根据巡检机器人技术要求，对巡检机器人进行了总体方案研究，然后设计了巡检机器人结构、行走机构、轨道安装和数据采集模块。在ADAMS软件中建立了巡检机器人虚拟样机模型，并对其在水平和倾斜两种运动状态的位移变化进行了仿真。该机器人在水平沿轨道方向能够稳定运行|在竖直方向和水平侧摆方向有轻微的波动，但均满足要求|最后搭建了数据采集与传输模块，并对室内环境信息采集测试。结果表明：数据采集与传输模块能够稳定正常工作。因此，该机器人能够为煤矿井下设备运行状态监测提供参考。

随着供给侧结构性改革的深入开展和双碳目标要求的提出，煤炭企业传统的发展方式难以维继，为使煤炭勘察设计企业走上高质量发展道路，中煤天津设计工程有限责任公司结合新集公司发展规划和煤炭产业发展方向，对公司新集一矿、新集二矿、刘庄煤矿、口孜东矿和板集煤矿开展了系统诊断优化工作。项目自2019年4月至2020年12月，历时5个阶段近两年时间，贯彻全生命周期理念，以解决重大问题为主线，对各系统环节进行分析评价，提出了“四重五步”工作方法，“三比”的工作原则和优化应把握的三个特点，探索出一条煤炭先进优势产能的实现路径。新集公司通过生产矿井系统诊断优化工作，共取得15项重大优化成果，29项其他优化成果。

碳达峰和碳中和目标是党中央、国务院统筹国际国内大局作出的重大战略决策。山西省作为典型的资源型地区，对于煤矿企业的升级改革迫在眉睫、势在必行。根据山西省煤矿企业发展现状并结合具有代表性的煤矿企业生产实际，利用物联网、大数据和云计算等现代化技术与传统矿山进行深度融合，建立健全煤矿智慧矿山基础框架体系，探讨和规划了在目前“双碳”背景下适合于区域经济转型发展的智慧矿山系统的建设框架和实现路径。