针对当前智能露天矿山尚未形成统一的评价体系及建设思路的问题，通过实地调研、问卷调查、网络数据分析等方式，对全国45处露天煤矿开展了智能露天矿发展状态评价。构建了包括智能技术应用、智能安全治理、智能环境体系、智能基础设施以及智能应急体系5个一级指标的评价指标体系和评价模型，从子系统协调关系分析我国当前露天矿的智能化建设水平，并给出了45处露天煤矿的智能化评价结果。结果表明：目前大部分露天矿的智能化处在发展和追赶阶段，智能应急、智能基础设施以及智能技术应用成为发展短板和未来露天矿应关注的重点。

为了推进深部复杂条件巷道安全高效智能掘进，总结分析了TBM装备煤矿应用情况，结合陕西高家堡煤矿西区辅运大巷工程地质特征，从TBM掘进机型、掘进性能参数、地质条件适应性等三个方面，提出煤矿TBM掘进适应性条件，明确采用敞开式TBM的科学原理，并基于应用实践提出了掘进系统主参数适应性设计和工程运输系统适应性技术。研究表明：复杂地质条件选用敞开式TBM更为灵活，更有利于巷道卡机等灾害防控，而系统适应性设计则应主要考虑刀盘、护盾部件的防灾减灾能力，满足矿井对设备应用的特殊需求，如刀盘系统采用大直径滚刀，以提高硬岩巷道刀具寿命，提高扩挖间隙以满足扩挖需求。

为了实现对煤矿井下供电系统的电能质量检测，设计了包括互感器、电能质量在线检测装置主机、矿用通讯基站、矿用网络交换机等的煤矿井下用电能质量在线检测系统。互感器设计为隔爆型，采用多抽头独立绕组电压互感器，可适用于3kV、6kV、10kV三个电压等级，电流互感器采用多量程电流互感器，一次侧最大电流2000A|检测主机设计为隔爆兼本质安全型，设计了基于数字信号处理器 DSP与微控制器 MCU 的硬件电路，采用C++语言设计了参数测量分析软件、设计了基于电能质量时间组合计算的评估方法及评估流程，设计了基于Python语言的检测管理平台上位机软件。应用表明该检测系统能够将采集的数据转换成标准的电能质量数据交换格式 PQDIF，上传至供电网络检测管理平台，实现数据存储、调用、显示并生成报告。系统可便捷的在井下各供电设施设置监测点，实现对煤矿井下供电系统电能质量在线检测，达到煤矿电网电能质量检测全覆盖，全面反映煤矿井下电网运行水平，为科学评估电能质量并有针对性地开展治理、保证煤矿企业安全生产提供数据支撑。

以河曲露天煤矿为研究对象，采用极限平衡法与有限元强度折减法，分析当前开采条件下的边坡稳定性，提出最佳边坡角度及结构形态，并研究了各端帮陡帮开采方案及其稳定性情况。研究结果表明：河曲露天矿端帮边坡采用凸形边坡结构形态可以在保证边坡稳定性的同时提高煤炭回采率。东端帮的整体边坡角为28°，当前稳定系数在1左右，处于临界平衡状态，可采用快速回填压帮的方式增大下部抗滑力防止边坡失稳。东帮剖面可年增加3.9万t原煤回收。西端帮整体边坡角在27°～28°之间，且稳定系数满足储备系数要求，采用凸形边坡结构时，其最大整体边坡角可以达到34°～36°，采用陡帮开采可使边坡角提升4°，多采煤约26万t，提高经济效益1021万元。

为了促进网架结构在煤炭行业的推广应用，解决设计中存在的网架支座约束状态的设置问题，介绍了厂房屋面平板网架设计，分析了厂房平板网架支座约束状态定义。利用材料力学的理论对悬臂柱支座等效弹簧刚度进行了求解。 明确了网架支座切向、法向支座及弹性支座约束状态的计算方法。以吉郎德露天煤矿主厂房的屋面为工程背景，结合3D3S Design 2021结构通用有限元软件计算结果，探讨了三种不同支座约束状态下网架受力状况，明确了设置橡胶垫支座改善支座刚度不均匀所起的作用。

为解决深部沿空切顶巷道的底鼓大变形破坏及频繁翻修维护问题，分析了深部沿空切顶巷道围岩应力环境的转变特征，基于滑移线场理论建立了不同应力扰动阶段下沿空切顶巷道的底鼓破坏力学模型，研究了不同应力扰动阶段巷道底鼓破坏机制，并开展了底板强化控制试验。结果表明：深部沿空切顶巷道的围岩应力环境转变可分为掘进后切顶前、切顶后一次采动及沿空留巷三阶段|在巷道两侧滑移线场的对称及非对称作用下，三阶段巷道底板分别呈小变形对称底鼓、采场侧高于实体煤侧的非对称底鼓变形及实体煤侧高于采空区侧的非对称大变形底鼓破坏|随采深增加，沿空切顶巷道底板支护荷载增加|底板限制性强化支护底鼓速率下降约33.3%，底鼓量可降低804mm，最适于控制深部沿空切顶巷道底鼓破坏。

针对敏东一矿软岩回采巷道底鼓严重的问题，采用实验室实验、数值模拟和现场监测等方法，研究了回采巷道底板矿物成分及采动应力对底板变形破坏影响，揭示了软岩回采巷道底鼓机理，并提出了锚杆加固回填支护对策。研究结果表明：巷道底板破坏程度会因与距工作面距离不同而呈现差异化特征，距工作面越近时，采动影响越剧烈，底板破坏程度越高，且会在两帮较高应力挤压作用下向上凸起|同时，底板中含有大量伊利石、蒙脱石矿物成分，在遇水后会发生严重膨胀现象|二者共同影响下，06工作面运输巷易发生“遇水膨胀+挤压流动型“底鼓。

为了预防综放工作面过平行和斜交空巷时出现冒顶压架事故，以漳村煤矿采区煤柱回收过空巷群为研究对象，采用FLAC3D对阻燃PVC混凝土柱支护过空巷柱净距进行优化，分析了空巷围岩应力、位移及塑性区分布特征。结果表明：综合考虑安全、成本和施工等因素，阻燃PVC混凝土柱净距为2m时相对较优|随着工作面向空巷不断推进，顶底板移近量先增大后趋于稳定|围岩垂直应力整体呈先增大后减小的趋势。阻燃PVC混凝土柱支护后，空巷围岩塑性区范围显著减小，塑性区主要分布在巷道顶部及靠近工作面一侧|同时，围岩应力向阻燃PVC混凝土柱转移，顶底板移近量显著减小，最大值为129mm，较支护前减小了70%。

针对掘锚机配套侧帮锚杆钻机施工巷道两帮上排锚杆孔角度较大及掘进时工作面粉尘浓度较大的问题，在掘锚机顶部平台加装机载锚杆钻机，代替人工完成巷道两帮上排锚杆孔施工，同时可以实现掘进面迎头煤层注水孔施工。通过在保德煤矿81309回撤通道掘进面的现场工业性试验表明，MJZ-400/300E型机载锚杆钻机结构尺寸小，与掘锚机配套适用性强，可实现多角度钻孔施工，降低了工人的劳动强度，改善了掘进面的生产环境。

为了解决古汉山煤矿采空区下煤巷支护困难问题，系统分析了以往被动支护情况下巷道变形破坏的原因，基于覆岩破坏规律和胶结再生顶板特征，结合锚杆支护的组合梁理论和悬吊理论，提出了有针对性的锚网索主动支护方案，设计了顶板“双工钢锚索梁+短梁”支护结构，并进行现场应用实践。结果表明：采空区下煤巷锚网索支护技术的应用，实现了矿井下分层巷道支护形式由被动支护向主动支护的转变，提高了巷道支护强度，实现了大断面下分层煤巷一次支护成巷，且支护效果良好，能有效控制巷道围岩变形，可为类似条件下的巷道围岩控制提供参考。

采掘接续计划作为煤炭企业最重要的技术文件之一，其准确性直接决定了矿井各项工作能否科学有序开展，在实际工作中受到多种因素的影响，采掘接续计划的准确性很难保证，为进一步提高采掘接续计划编制的准确性，密切结合矿区生产实际，全面分析了采掘接续准确性的影响因素，从改进编制方法、积极采用信息化手段和强化日常管理等多方面入手，充分利用精细化的管理方法和科学的定额测算手段，将采掘接续的准确性提高了约10%。

为解决采空区埋管抽采瓦斯技术因抽采管口位置改变造成抽采效果不佳的问题，以万峰煤矿1201综采工作面为研究对象，基于采空区瓦斯运移理论，分析了采空区瓦斯涌出规律，提出了上隅角错距式双埋管瓦斯抽采技术。利用COMSOL软件数值模拟得到了不同错距抽采条件下上隅角瓦斯体积分数，并通过正交实验分析确定了错距式双埋管抽采采空区瓦斯最有效位置为距底板高1.0m、1.5m，深入采空区10.0m、20.0m处。工程应用表明，错距式双埋管瓦斯抽采技术治理上隅角瓦斯超限效果显著，可为类似开采条件提供参考价值。

为有效解决松软破碎煤层透气性低导致的抽采效率低的问题，利用超大功率的ZYL-17000D定向钻机实现在松软破碎煤层中进行长距离钻进，采用随钻测量装置对长钻孔施工时出现的实际钻孔轨迹与设计钻孔轨迹进行实时比对，对存在偏差的钻孔进行及时纠偏，实现钻孔轨迹的实时跟踪控制。并在长平矿松软破碎煤层中进行现场施工，实现了钻孔长度达到300m的技术突破，每米钻孔抽采纯流量达到0.025m/min，与同一区域的普通顺层钻孔相比，抽采量提高了20.8倍，施工周期缩短了78d。大功率定向钻机长距离钻进的实验成功，验证了大功率定向钻机满足松软破碎煤层瓦斯治理需要，为松软破碎煤层的瓦斯治理提供了一种新的瓦斯治理思路。

以羊场湾煤矿150201综放工作面为工程背景，通过对采煤机喷雾控尘风流场变化分析，建立了喷雾控尘数学模型，计算得出控尘喷雾角度及喷嘴数量，并结合采煤机结构，设计了适应该类条件的扇形雾幕控尘装置，实现了采煤机滚筒割煤扇形雾幕控尘，可有效解决割煤粉尘扩散污染问题|通过实验室测试及现场应用表明：扇形雾幕控尘装置在喷雾压力6～8MPa之间时，有效射程稳定在3.5m以上，有效覆盖面积可达4.9m以上|司机位置总粉尘和呼吸性粉尘浓度由原来的534.6mg/m和156.8mg/m，分别降低到146.8mg/m和48.6mg/m，降尘效率分别为72.54%和69.01%|机尾10m位置总粉尘和呼吸性粉尘浓度分别降低了73.85%和72.16%，研发的扇形雾幕控尘装置可有效降低采煤机割煤粉尘横向扩散问题，操作人员作业环境得到明显改善，效果显著。

针对选煤厂实际生产过程中机械设备故障率高，精煤回收率偏低等问题，以降本增效为目的进行了设备结构和工艺流程的优化设计与应用。应用结果表明：采用红外接收技术对斗提机机械故障进行预警监测，可有效降低事故停机率|通过对绞车减速机结构进行优化，可缩短检修时间。通过对粗煤泥系统进行改造，可增加工艺灵活性并有效提高精煤产率|通过在装车溜槽上增加平车装置可实现装车过程中自动平车。上述技术创新成果对选煤厂的降本增效起到了显著作用。 

多煤层开采引起的应力场叠加效应是引起煤矿深部煤与瓦斯突出、冲击地压及大变形失稳等灾害的重要原因之一。受上覆丁5，6-22260工作面采空区影响，平煤股份六矿戊8-32020工作面掘进过程中矿压显现剧烈，灾害发生风险较高。为揭示受影响掘进工作面巷道围岩应力分布规律，基于流变应力恢复法软岩应力测试技术，开展戊8-32020回风巷围岩应力现场测试研究。结果表明：上覆采空区对工作面应力分布的影响主要集中在自重应力方向，应力集中系数达1.75，水平方向应力影响相对较小|随着与采空区距离的增加，戊8-32020工作面回风巷围岩应力呈现先增加后逐渐减小的趋势|通过数据拟合预测了采空区的影响范围为戊8-32020回风巷右侧约75m，即距离采空区水平距离约146m。

以恒源煤矿487工作面窄煤柱沿空掘巷为工程背景，基于该矿工程实况采用理论计算、数值模拟等手段综合确定487工作面回风巷最优护巷煤柱宽度为5m|基于数值模拟分析了487工作面回采后沿空掘巷超前段顶板、实体煤以及煤柱内围岩应力分布、围岩变形与塑形区演化特征，针对性提出了高强锚杆索组合非对称支护技术，并分析了巷道支护应力场的合理性。工程实践表明：工作面回采动压影响下沿空掘巷围岩剧烈扰动范围存在于超前工作面30m内，顶底板及两帮移近量最大分别为574mm、759mm|超前工作面30m后巷道围岩变形趋于稳定，顶底板及两帮移近量平均分别为190mm、315mm，5m护巷煤柱和高强锚杆索组合非对称支护技术有效控制了沿空掘巷围岩变形。

针对工作面进入末采阶段后，由回采作业引起的采区大巷围岩变形失稳现象，基于超前支承压力分布力学模型，运用极限平衡理论及半平面解法，理论计算得出超前支承压力峰值位置、影响范围及采区大巷处应力大小，分析大巷处应力增高主要是由于工作面上覆岩层较为完整，加剧了超前支承压力的向前传递而引起的。因此，提出采用深孔预裂爆破技术，利用爆生裂隙的贯通形成结构弱面，从而破坏超前支承压力的传递路径，达到减小工作面采动影响范围及提高大巷围岩稳定性的目的|根据工程地质条件，定量分析选取爆破切顶关键参数，并运用数值模拟验证了方案合理性|通过现场工业性试验及矿压监测数据分析表明：在爆破切顶条件下，5#、8#测点顶底板移近量分别减少41%和55.5%，两帮移近量分别减少68.1%和74.8%，说明该方案可改善采区大巷应力环境，缩小超前支承压力的影响范围。

以古汉山矿1604综放工作面为研究对象，采取风量测定法及示踪气体法相结合的手段，分析了沿空留巷及“Y”型通风条件下采空区漏风及瓦斯运移规律，并结合抽采浓度及流量变化，分析了高位巷瓦斯抽采特征及影响因素，提出了针对性优化措施。结果表明：沿空留巷段漏风加大了采空区瓦斯涌出量及涌出范围，采空区瓦斯为工作面瓦斯涌出主要来源，漏风作用进一步增大了采空区瓦斯治理难度|高位巷布置在裂隙带下部，在一定程度上改变了采空区风流流动方向、削弱了采空区瓦斯涌出强度，但持续增大高位巷抽采流量，抽采纯量提高有限，当抽采流量在20～25m/min时，抽采浓度整体较高|采取有效措施减少沿空留巷段漏风并合理控制高位巷抽采流量，将有效降低漏风对抽采瓦斯的稀释作用，提高抽采浓度，实现抽采效率和效果最大化。

针对红会一矿1715综放工作面采空区外因火灾隐患，从时空演化的角度分析了工作面具体冒落情况，优化了工作面采空区孔隙率、渗透率动态分布模型，结合COMSOL数值模拟软件计算了该工作面推进不同阶段采空区三带范围及漏风情况，提出了适宜该工作面的时空联合火灾治理措施。结果表明：总配风量一定情况下，“两进一回”W型通风方式“三带”范围比U型通风方式更小，后者漏风情况更为严峻，自燃发火隐患更大|而采用“两进一回”W型通风方式后，随总配风量增加，自燃三带范围增加且向采空区深部延展，最终确定进风巷风量为300m/min、辅助通风巷风量为400m/min的配风方案为该工作面火灾治理期间最佳通风方案，自燃区域最窄|依据时空联合防治技术方案，于1715工作面进行了现场验证，1715工作面外因火灾隐患得到了有效解决，对国内类似火情治理具有重要借鉴意义。

为解决严寒环境下露天煤矿带式输送机巡检速度慢、工作环境恶劣、工人劳动强度大等难题，提出适用于露天煤矿带式输送机巡检任务的吊轨式及吊绳式胶带巡检机器人的解决方案，结合严寒环境下露天矿的环境特点，对比分析这两种巡检机器人的安装方式、工作原理、功耗、续航等指标，进而确定其适用范围。由于低温环境对机器人的核心储能单元——锂电池提出了严苛的要求，因此，对电池低温状态的放电性能完成测试，并研究电池组预热保温技术，试验结果表明：预热状态的电池容量、放电电压都有着显著的提升，其中，-20℃的放电容量提升了33.4%，对于保证巡检机器人在严寒环境下的稳定运行具有重要意义。

为了判定乳化液泵卸载阀主阀的失效机理，根据卸载阀使用时的实际工况，搭建了卸载阀液压模型，对主阀启闭过程中，阀芯速度、位移以及阀口压力、流量进行了研究，发现主阀在开启过程中阀芯震颤严重，压力流量波动范围大，较闭合过程而言，对主阀的失效影响更大。经过理论计算，得出主阀开启后稳态时的阀芯开口量，并对主阀稳态及瞬态开启过程进行了分析，得出了各状态下主阀压力、速度、湍动能以及流体轨迹的变化情况，着重对主阀a/b/c处损伤原因进行了判定分析。结果表明，阀芯a处损伤主要因瞬态气蚀、涡流造成，b处损伤主要因瞬态及稳态流体涡流造成，阀套c处损伤主要因瞬态及稳态气蚀造成。

目前我国厚煤层主要采用综放开采技术，而放煤过程中经常出现过放或者欠放等问题，因此放煤过程中刮板机上部煤量三维重建是实现特厚煤层综放开采的核心技术问题之一。针对该问题，设计了一种放煤量激光扫描智能监测系统，利用激光扫描法获取临近放煤口位置的刮板输送机上煤流轮廓的点云数据，根据刮板输送机上的煤流特征信息实时构建堆煤量的高精度三维模型|提出了一种适用于综放工作面的放煤量三维重建方法，结合最近迭代点算法(ICP)求解每帧激光数据之间的变换关系，设计高次回归滤波消除拼接误差和环境噪音，使模型效果更贴合工作面实际工况|利用了峰值信噪比和平均结构相似性的调和数评价方法，对不同算法的去噪性能进行合理地打分和对比，证明了该算法具有更强的适用性。

在煤矿发生重大安全事故中，水害事故造成的人员伤亡和经济损失较大。煤矿水害防治工作的关键是防治导水通道，如何提高陷落柱等导水通道探查和识别的准确性也是目前煤矿安全生产研究的热点。以黄玉川煤矿X6疑似陷落柱探查为例，通过提取三维地震和瞬变电磁探测中对导水陷落柱敏感的属性特征，利用粒子群算法优化的BP神经网络进行多场多属性信息融合技术精细定位导水通道，结合地质资料及钻孔工程探测，验证了该方法探查陷落柱的准确性，解决了陷落柱等导水通道精细定位的问题，为煤矿安全高效开采提供了重要保障。

新疆大南湖矿区烧变岩厚度大，富水性强，隔水煤(岩)柱留设与边坡稳定控制问题是露天煤矿开采的关键之一，以新疆大南湖二矿为背景研究地下水与爆破振动耦合作用下烧变岩边坡隔水煤(岩)柱构造技术。通过现场爆破试验和数值模拟分析，揭示了边坡岩体应力和安全系数变化规律，确定了爆破振动影响范围|建立了多岩层隔水煤(岩)柱模型，提出了烧变岩露天矿隔水煤(岩)柱留设方法|基于边坡稳定分析给出烧变岩边坡参数设计方案，采用极限平衡方法对边坡参数进行了优化。结果表明：大南湖二矿隔水煤(岩)柱尺寸为火烧区边界+400m水平留设50m，考虑水力坡降优化后的边坡角为24°，相较原设计提高了2°，地下水与爆破振动耦合作用下烧变岩露天边坡隔水煤(岩)柱构造技术解决了边坡稳定控制及坡面涌水问题，对内蒙古西部及新疆地区烧变岩煤矿的安全开采具有一定参考。

为研究在地质构造、煤质、地层特征等复杂地质因素影响下的瓦斯赋存与运移规律，以小回沟煤矿为工程案例，对地质构造为主导影响因素下的瓦斯含量精准预测进行深入分析，采用泛克里金插值模型与瓦斯地质单元划分的手段，研究瓦斯含量预测算法模型，运用计算机软件技术与瓦斯地质分级评价方法开发了动态瓦斯地质预测与分析系统。结果表明，该系统实现了矿井瓦斯地质图动态绘制与综合分析，并完成瓦斯含量精准预测预报与瓦斯地质信息的信息化与精准化管理，为瓦斯防治提供决策性依据与辅助手段。

针对东欢坨矿冲积层厚度变化较大的特点，以该矿厚冲积层条件下多煤层多工作面开采地表观测站实测数据为基础，基于遗传算法反演了矿区不同冲积层与基岩厚度比条件的地表移动概率积分参数。结果表明：测区内实测最大下沉值为10893mm，最大倾斜为62.3mm/m，最大曲率为1.69mm/m|采用遗传算法解决了多工作面开采概率积分参数反演问题，并对反演下沉系数进行修正，当矿区冲积层与基岩厚度比Hs/Hj≤1时，下沉系数0.82，主要影响角正切1.81，拐点偏移系数0.04，开采影响传播角90°-0.4α|当矿区冲积层与基岩厚度比Hs/Hj＞1时，下沉系数0.96，主要影响角正切2.05，拐点偏移系数0.03，开采影响传播角90°-0.3α|研究成果在西村采动影响的应用分析中效果良好，验证了该矿条件地表移动规律和参数正确性。

为研究褐煤氧化过程中关键官能团的变化特征，利用原位漫反射傅里叶红外光谱仪在空气和氮气气氛下从30℃升温至450℃。并对常温状态下的红外光谱曲线进行分峰拟合，找出煤样本身含有的官能团种类及含量大小，然后对比各个官能团在热解与氧化过程中的变化规律，以找出煤氧化影响的关键官能团。结果表明：煤样中主要含有的是含氧官能团(36.67%)，其次为羟基(33.37%)、脂肪烃(18.65%)、芳香烃(11.31%)|氧化过程中影响的羟基主要是分子间缔合的氢键，游离羟基和分子内羟基不受氧气影响，只受温度影响|因而羟基中的氧化关键官能团为分子间缔合的氢键，其余氧化影响的关键官能团有：六种振动形式的脂肪烃，芳烃—CH及芳环中—C=C—骨架以及羰基、羧基、酸酐。

为探究低温气氛对褐煤氧化生成CO的影响规律，以内蒙古平庄煤矿褐煤为研究对象，采用程序升温装置、ESR扫描试验以及煤氧化动力学理论，从宏观与微观角度分析褐煤氧化升温阶段中参与反应的活性基团、官能团以及不同温度进气条件下的活化能大小、自由基浓度的变化规律。研究结果表明：低温气氛通过抑制自由基的链式反应及其激发效应来提升反应体系所需的表观活化能，从而抑制煤的氧化进程|在氧化反应初期，相较于25℃进气条件，5℃、-15℃和-35℃对氧化产物CO的抑制率达11%、41%和73%，而在研究阶段的后期，低温气氛对氧化产物CO的抑制效果不断减弱甚至可以忽略。

黏土水泥浆作为应用广泛的矿山注浆材料，需要对其在裂隙中的扩散理论做系统性的研究，优化长期以来依靠经验公式指导设计与实践的状态。基于流体基本方程，结合考虑时变性的广义宾汉姆流体本构方程，推导出钻孔注浆条件下，黏土水泥浆在裂隙中辐向扩散方程|对比了单次注浆时间较长条件下，浆液流变参数考虑时变性和不考虑时变性对注浆压力的影响|分析了考虑流变参数时变性时裂隙开度、注浆流量和流变参数同注浆压力的关系。结果表明：在单次注浆时间较长情况下，浆液的时变性对注浆压力有较大影响|一定注浆流量下，裂隙开度越大，浆液所需注浆压力越小，但呈非线性关系，且对注浆压力的影响效果强于时变性|另外对于不同注浆流量情况，随扩散距离变化，流量与时变性对注浆压力的影响先后占主导|浆液流变参数与注浆压力呈正相关关系，且扩散距离越长影响越显著。

基于水-能源-粮食投入-产出指标体系，运用SBM-DDF模型分析静态截面数据，运用ML指数模型分析动态面板数据，测算2004—2018年蒙陕甘宁能源“金三角”30个城市水-能源-粮食复合系统的投入产出效率，并对要素贡献和构成进行分解。结论表明：蒙陕甘宁地区整体效率值相对稳定在0.65～0.85范围内，其中产出要素效率值平均贡献率达到77%，是整体效率值的主要拉动力。西安、天水、延安、庆阳、包头、呼和浩特、鄂尔多斯代表最佳生产前沿面，黄河上游城市的系统效率亟待提高。TFP指数增长年均值为1.019，整体呈现平缓右偏型W结构，其中技术变化是TFP增长的主要推动力，技术效率对其有制约作用。实现TFP增长的地区明显集中于经济发展较快、资源相对丰富的省会城市和重点城市群。

针对采煤机状态监测参数存在冗余性和数据类别不平衡等问题，在选取采煤机状态指标数据的基础上引入XGBoost集成学习算法对采煤机健康状态进行评估。首先，选择综合相关系数，即Spearman相关系数和Person相关系数进行综合用于表征采煤机状态数据变量间的相关关系，通过计算状态参数间的相关系数筛选出采煤机健康状态评估指标|根据专家经验对采煤机状态量进行等级划分，建立训练样本。整个样本采用XGBoost集成学习算法训练，通过交叉验证法选择合适参数，建立最优模型。最后，根据采煤机实例数据集进行模型验证和分析。实验结果表明：基于XGBoost的采煤机健康状态评估方法平均准确率可达98.50%，能有效解决数据集的不平衡问题和状态评估难题。

针对现有煤矿巷道修复机器人作业机构不够灵活、作业效率低等诸多不足，提出了一种四自由度三节臂的煤矿巷道修复作业机器人作业机构，基于D-H参数法建立了该作业机构的运动学模型，分析了该作业机构的正逆运动学，得到了关节转角与末端位移随时间的变化关系，利用虚拟样机技术和蒙特卡洛法仿真分析了所设计作业机构的作业空间和极限作业尺寸，结果表明运动过程中各关节转角变化平稳，没有突变现象，两种分析方法得到的作业空间相似，作业极限尺寸偏差在5%以内，且均优于设计值，表明该作业机构符合预期要求。研究成果对煤矿巷道修复作业机器人敏捷高效作业机构设计具有参考价值。

为解决煤矿井下老巷及房采区探查面临的安全问题，结合防爆技术和机器人技术，研究并设计了煤矿探巷机器人。通过阐述探巷机器人的设计方案：机器人系统主要包括了机器人本体、无线中继和手持遥控终端，详细介绍了感知、检测、控制系统组成和工作原理，并进一步对于探巷机器人的软件系统设计流程和实现方法进行阐述：具体包括主控程序的流程设计、信息采集及显示报警程序以及数据传输及通讯程序的流程设计。研发成功的探巷机器人在现场进行应用。试验和应用效果表明：该机器人有很好的适应性，作业效率高，安全高效，可代替人工进行老巷探查，是矿井老巷探查的发展方向。