针对窄煤柱沿空掘巷过程中采空区硐室充填难题，以山西经坊煤矿地质条件为工程背景，采用了FLAC3D数值模拟手段，分析了合理的煤柱尺寸和采空区硐室顶板应力分布特征，提出了采空区硐室掘砌充填工艺，制定了巷道围岩支护控制方案，进行了现场工业性试验，监测了巷道掘进过程中锚杆的工作载荷以及围岩裂隙发育特征。研究结果表明：6m煤柱内塑性区全部贯通，不存在弹性核区，煤柱内围岩具有较好的完整性。采空区水仓区域煤柱围岩裂隙发育且水仓顶板稳定性差，采用掘砌充填工艺后，巷道围岩变形量小且锚杆工作载荷仍有较大富裕系数，现场验证了掘砌充填工艺的可行性。采用掘砌充填工艺对窄煤柱采空区水仓进行二次支护，有效地控制了巷道围岩变形，缩短了煤柱尺寸并提高了煤炭开采效率，为类似工程提供了借鉴经验。

针对综放开采区段煤柱尺寸留设不合理造成的资源损失严重和巷道维护困难等问题，以东川煤矿综放工作面地质条件和开采参数为对象，采用物理模拟、FLAC3D数值计算和理论分析相结合的方法，研究了综放工作面矿压显现规律、不同宽度区段煤柱稳定性及动态应力分布形态，掌握了不同宽高比的区段煤柱变形破坏特征、煤柱极限强度及失稳概率。研究表明：煤柱承受的最大应力和塑性区宽度与区段煤柱宽高比成负相关关系，煤柱弹性核区率与宽高比成正相关关系|当区段煤柱宽度大于18m时，核区率大于65%，煤柱安全系数大于1.1，失稳的概率小于45%，煤柱较稳定|当煤柱宽度小于18m时，核区率小于65%，煤柱安全系数小于1.0，失稳的概率大于60%，煤柱容易失稳。在该矿406工作面进行了实践验证，煤柱帮和开采帮仅有局部片帮现象，巷道变形量较小，保证了现场安全开采。研究结论可为类似开采条件的区段煤柱尺寸设计提供借鉴。

为了解决煤矿未来地面排矸问题，实现煤矿的安全绿色开采，提出矸石返井充填开采技术，并从地面矸石返井加工运输环节、井下矸石运输环节、工作面矸石采充环节和沿空留巷环节四个方面对综采工作面矸石返井充填开采进行了设计研究。结果表明，综采工作面矸石返井充填开采将矸石就地充填，既满足了岩层变形及地表移动控制需求，又综合利用了工业废弃物，避免了大面积征地费用和环境治理费用。

针对薄煤层综采工作面存在的受限空间作业难、多机协同工作能力差等问题，构建了智能化系统。提出了红外、射频、轴编码器多信号融合的采煤机定位方法，建立了以惯性导航为主、视频信号为辅的工作面找直技术。搭建了乳化液泵站智能控制系统、喷雾降尘智能系统、三机和带式输送机故障诊断系统等智能化保障系统|在工作巷搭建集成控制平台，通过多种数据接口接入各保障系统，采用工业总线网络为通道，实现井下集控和地面远控。工业运行表明，系统可实现采煤全流程自动化生产，采煤队生产班减少5人，人员减少30%，每天平均多推进6刀，生产效率提升102%。

为了确保多槽浮选机的矿浆通过能力和刮泡性能，通过水头损失计算、工业试验、清水实验和理论分析，研究了浮选机液位差相关问题，结果表明：矿浆量、煤泥可浮性和充气量等因素对液位差的影响显著|液位差计算值与实测值最大误差为10%|ZJF浮选机采用分两段阶梯配置、段内阶梯溢流堰和段尾溢流尾矿箱的技术，实现液位分段独立控制，矿浆通过能力是采用水平配置的1.732倍。

结合具体工程，针对渭河二级阶地地表下20m左右的较厚密实砂层，利用桩端土塞效应对桩竖向抗压承载力的提高作用，选择锤击沉桩的敞口PHC短管桩地基增强方式，能够顺利沉桩并节省工期和工程造价。静载试验结果表明，在合理的沉桩条件下，随着桩顶荷载的增加，桩端挤入密实砂层约5.0～6.0d时，PHC400(AB)-95型敞口短管桩土塞效应较强，在砂层中的极限端阻力显著提高，提出PHC敞口管桩在以密实砂层为桩端持力层时，可考虑使用土塞效应作用下修正后的名义等效端阻力，修正系数为1.83～2.33。建筑物沉降观测结果与前期分析预测吻合。

为解决综采面过大断面空巷群的安全生产难题，对国内外过空巷技术进行了调研研究，分析了跳采、充填、常规补强支护面临的技术问题，研究了空巷群围岩变形失稳及泵送支护机理，提出了泵送支护和锚杆索支护相结合的空巷群治理方案。通过数值模拟、理论计算，确定了空巷采用“锚索+W钢带+帮网+泵送支柱”的设计方案。在乌兰木伦煤矿的工业性试验表明，过空巷期间工作面及两平巷均未发生底鼓，空巷内共布置10个测点，最大下沉量12cm以内，泵送支柱被截割超过直径2/3时，才发生失稳垮塌，说明泵送支柱具有抗矿压动载、大变形让压、稳定性好、易于切割的特点，满足大断面空巷围岩控制需要。

针对断层影响带内煤岩体破碎，承载能力差，工作面回采期间易出现煤壁片帮、顶板漏冒等问题，以张集矿1613A大采高工作面过F1613A78大落差断层组为工程背景，提出工作面内沿F1613A78断层下盘预掘措施巷超前注浆加固过断层方案，通过提前揭露断层，掌握断层面煤岩体结构具体情况，针对性采用锚索束强化断层面下盘顶板支护、锚索及注浆加固巷帮断层面下盘煤顶、措施巷内木垛联合工字钢及锚索形成组合整体接顶充填三个关键技术，保障工作面安全顺利通过断层。

为获得影响厚煤层沿空巷道围岩结构稳定性的主控因素，以榆树泉煤矿1014工作面工程概况为背景，采用离散元程序UDEC模拟分析了巷道埋深、沿空煤柱宽度、侧向岩梁悬臂长度、基本顶破断位置距实体煤帮的距离、煤体完整性程度对厚煤层沿空巷道围岩结构稳定性影响，并引入“幅度差”计算公式量化各影响因素对结构稳定的影响程度。研究结果表明：巷道埋深、沿空煤柱宽度、侧向岩梁悬臂长度、基本顶破断位置距实体煤帮的距离、煤体完整性程度均对沿空巷道稳定性产生一定影响，影响程度由大到小为：煤体完整性程度＞巷道埋深＞沿空煤柱宽度＞侧向岩梁悬臂长度＞基本顶破断位置距实体煤帮的距离。

以晋能控股王家岭煤矿20104工作面为工程背景，通过现场矿压监测、精细化数值模拟、力学机理分析和现场工业性试验相结合的方法，对临空掘进的20102回风平巷进行了研究。结果表明：20102回风平巷围岩变形破坏过程可分为初期缓慢增长阶段、快速持续增长阶段和加速增长阶段三个阶段|精细化数值模拟关于巷道两帮煤体中的支承应力变化规律证实了现场矿压监测结果的准确性，同时还指出对顶板岩层预裂后能够显著降低临空巷道围岩两帮煤体中的支承应力，从而减少巷道围岩破坏程度和收敛量|现场对顶板岩层进行高压水力预裂后，围岩顶底板和两帮累计收敛量分别减少了506mm和326mm，围岩变形量得到了一定程度的控制。研究成果为具有类似工程地质条件下临空掘巷提供了指导和借鉴意义。

针对厚硬顶板工作面被动式超前支护劳动强度大、开采效率低等问题，以七五煤矿3上217运输巷为研究对象，开展了巷道围岩内部结构现场测试，揭示了3上煤层巷道顶板裂隙发育规律，并根据巷道围岩力学模型计算了超前支承压力。基于此，提出了分区域主动式超前支护方案，并通过支护强度校核公式，对各阶段主动式超前支护方案进行了验算，满足超前支护要求。工业试验表明，巷道顶底板相对移近量及两帮相对移近量最大分别为50mm和56mm，顶板无明显破碎或离层出现，仅在浅部出现少量横向裂隙。可见，主动式超前支护完全能够满足超前支承压力区支护质量的需要，围岩稳定性更强，能更好地控制围岩裂隙发育，而且改善了工人劳动环境，降低安全隐患，为类似地质条件下回采巷道主动式超前支护提供了参考。

针对碎软煤层液动定向钻孔施工中存在的钻孔排渣困难、钻进效率低及成孔难的问题，分析了碎软煤层钻孔失稳特征，依据钻杆单位煤渣搅动体积越大越有利于螺旋排渣，提出“高螺旋机械排渣为主、液动排渣为辅”的复合排渣方式，研制出了98mm焊接螺旋钻杆，且试验对比分析了三种规格螺旋钻杆的结构特征与排渣能力。在王坡矿开展现场试验，施工了4个孔深300m以上钻孔，试验结果表明：98mm焊接螺旋钻杆钻进效率可达30.6m/班，单位进尺返渣量可达270kg/m，钻进效率与排渣能力较89mm螺旋钻杆和89mm三棱螺旋钻杆都提高了1倍以上，形成适用于碎软煤层高效排渣顺层定向钻孔成孔工艺方法。

针对目前煤矿常用的超前钻孔水力压裂切顶卸压手段无法良好的处理高厚度的坚硬复合顶板，基于煤矿井下多点拖动式裸眼分段压裂成套装备，形成了煤矿井下复合坚硬顶板超长钻孔分段压裂区域弱化解危工艺技术。通过“高-低”位定向长钻孔分段水力压裂的实施，使基本顶提前垮落触矸，对工作面顶板形成有效支撑，避免冲击地压的发生。并且在鄂尔多斯矿区采用煤矿井下定向长钻孔分段压裂的方法开展超前区域弱化解危治理，工程实践证明防治效果显著：在压裂过程中能够在岩体内部形成宏观裂隙与微观裂隙沟通的立体缝网，上覆岩层能够充分垮落，使其更快达到充分采动状态，降低上覆岩层悬顶达到极限跨距后突然失稳对工作面形成动载荷的风险，极大程度上降低了采动影响区域能量释放强度、周期来压强度和煤体内部超前应力峰值，有效减缓巷道变形。

为降低孟村煤矿在回采期间坚硬顶板可能带来的冲击风险，将地面水平井和分段压裂工艺应用于矿井冲击地压防治。并通过合理选取压裂目标层位，优选压裂工艺，对坚硬顶板实施两口地面L型水平井，分别进行分段压裂技术改造，形成有效人工裂缝，使煤层顶板破碎，释放地层应力。同时，采用全井段的地面微地震实时裂缝监测系统和井下微震监测评价系统相结合的方法，有效监测地面水平井分段压裂裂缝的扩展范围。该技术实现了工作面范围内上覆坚硬顶板区域性弱化，降低了采煤工作面回采期间大面积坚硬顶板垮落可能带来的冲击地压风险。

为了解决近距离高瓦斯煤层群条件下上保护层开采后下伏被保护层因卸压作用大量瓦斯涌入工作面采空区造成上隅角或回风流瓦斯超限的问题，以西汾柳矿区西山煤田东于矿03X00工作面为研究对象，运用理论计算与数值模拟相结合的方法，分析了上保护层开采后被保护层的应力分布情况，得到了卸压瓦斯运移规律，从而确定了工作面“一面三巷”布置与“上覆煤层预抽+下伏煤层卸压抽采”的瓦斯治理技术方案。现场结果表明：03X00工作面开采后2号煤层完全处于卸压范围内，被保护的2号煤层卸压率达到92%，煤层瓦斯含量和瓦斯压力出现明显的下降，降低率均达到60%以上，卸压瓦斯抽采浓度提高60%，纯量提高近1倍，工作面轨道巷和底抽巷回风流最大瓦斯浓度0.3%，上隅角最大瓦斯浓度0.4%，避免了瓦斯超限，保证了矿井安全生产，也为煤与瓦斯协调开采提供了科学支撑。

巨厚坚硬顶板下半孤岛工作面回采过程中顶板易产生强动载，矿压显现剧烈，巷道支护困难，冲击危险性高，针对滕县煤田具体的工程地质条件，利用SOS微震技术对某矿保护层下3下1103工作面回采过程中顶底板运动规律监测，以期为该类工作面的防冲工作增添依据。结果表明：该条件下煤层顶板完整性差，岩块回转、下沉等结构性演化是顶板震动的主要来源，重复采动下高位顶板多在末采期间破断，并释放大量能量，危害较大|煤层底板破坏是主要的能量释放途径，构造和煤柱附近底煤冲击危险增大|微震事件频次或能量的降低能够预测强动载出现的时机|大面积采空和半孤岛结构导致S型覆岩空间结构向孤岛侧偏移，实体煤巷道冲击危险性增加。

为了提高煤矿井下变电所系统的稳定性和可靠性，实现井下变电所的无人值守，加快智慧矿山的建设，对潞安集团司马煤业有限公司二采区无人值守变电所系统进行了改造升级。通过更新井下电力监控分站，增添级联综合保护器等设备，组建光纤环网，改进软件系统等措施，提高了信号传递的实时性和可靠性，解决了工作人员井下现场作业时安全没保障、矿井电网发生大面积停电时复电慢、各煤矿井下变电所远程监控系统信息不能共享等问题。实现了防越级跳闸、地面监控中心远程智能监控及无人值守的目的。

基于亿成选煤厂自主运营现状的主要问题，借助于现有的托管运营模式，从技术及管理两个方面解决该厂洗选问题。托管运营模式实现后，筛上物精煤灰分降至9.67%，矸石含精率降至1%以内，中煤含精率降至5%以内，回收率提高了3%左右，参照选煤厂设计能力2.40Mt/a，可增收原煤7.2万t/a，精煤水分降低了3.68%，改善了运输成本，原煤小时入洗量提高至400t/h，设备维修保养时间也从2.5h/d降至0.5h/d，基本实现了亿成选煤厂现代化生产，从而验证了亿成选煤厂托管运营模式的可行性。

针对临近采空区切眼实施留巷围岩控制难题，通过理论分析及现场试验，对切眼留巷支护系统及卸压关键技术开展研究。提出了顶板卸压、围岩主动支护、高强度被动加固的综合围岩控制技术方案与工艺流程。针对厚层坚硬顶板实施“定向预裂+松动爆破”组合卸压技术，通过参数优化设计，实现了90%的单裂缝面及架后采空区顶板及时冒落，改善了围岩结构|采后及时采用“帮部加强锚索+顶板恒阻锚索+挡矸密闭+交替木垛+单体棚”支护，通过主被动支护加固措施控制围岩变形。工作面推进280m时切眼留巷围岩稳定，两帮移近量小于300mm，以底鼓为主的顶底板移近量小于500mm，切眼留巷围岩控制效果满足生产需求。

针对晓楠矿薄煤层半煤岩巷道沿空留巷，提出了切顶成巷技术方案，制定了矿压监测设计，分析了恒阻锚索受力和围岩变形的现场实测数据，得到了薄煤层切顶成巷矿压显现规律，确定了顶板临时支护最佳回撤时间。结果表明，薄煤层切顶成巷无煤柱开采巷道变形和支护结构受力均表现出明显的阶段性特征，均呈现“缓慢-快速-缓慢-稳定”的变化趋势。顶板在工作面后108m后趋于稳定，底板稳定距离大于工作面后287m，顶板临时支护回撤时间为架后300m。

针对厚硬顶板缓倾斜软煤层巷道围岩变形破坏严重、支护作用效果差的难题，采用现场实测、力学建模、数值模拟及井下工业性试验相结合的方法，掌握了厚硬顶板缓倾斜软煤层巷道围岩变形破坏特征，揭示了巷道围岩变形破坏机制，分析了不同因素影响下巷道围岩的塑性区变化规律，提出了“底板锚杆孔扩孔灌浆+帮部注浆+非对称锚网索支护”的联合治理方案。研究表明：此类巷道围岩变形破坏明显不对称，并得出了此类巷道围岩易发生变形破坏的大致位置|增大坚硬顶板厚度与增大煤帮C(φ)值可有效减小巷道围岩不对称变形破坏范围|“底板锚杆孔扩孔灌浆+帮部注浆+非对称锚杆(索)支护”的联合治理方案可有效控制此类巷道围岩变形。

为了研究水力耦合条件下近距离煤层下覆岩破断特征及采动裂隙演化规律，以沙曲一号煤矿为研究对象，采用理论分析、相似模拟及数值模拟研究相结合的研究手段，分析了受水力条件影响下伏煤层回采过程中覆岩裂隙动态演化规律，指出了水力条件对于覆岩垮落及采动裂隙发育的影响。结果表明：工作面回采过程中上覆岩层的垮落形态及采动裂隙的演化规律不受水力条件的影响，然而受到水力条件的影响覆岩初次来压步距减小10m，其周期来压步距减小3m，且工作面回采相同的距离受水力条件影响的工作面覆岩垮落强度较为剧烈，其位移量及来压强度也相对较大，因此在对工作面覆岩进行支护时应加大支护强度或增加支护密度。

为系统研究安新煤田地下水补径排关系，掌握安新煤田地下水渗流规律，采用数值模拟的方法，建立了水文地质概念模型，概化了地层结构及模型边界条件，剖析了煤层上部各含水层渗流场的演化规律。结果表明：安新煤田第二含水层在黑河河谷地区具有较高承压水头，随着矿井及周边矿井的开采，对地下水有一定的疏干作用，其水头有一定的衰减；煤4顶板上部的砂岩复合承压含水层水头值较大，但该复合含水层的富水性在平面和垂向上均存在着较大差异，且补给条件和富水性差；煤4顶板砂岩复合承压含水层对大柳煤矿煤4开采影响不大，但对新柏煤矿煤4顶板局部存在水害隐患|通过全局灵敏度分析，得出数值模型总灵敏度较小，结果比较稳定，验证了模型的准确性。

为了研究坡面拐点位置对边坡稳定性的影响规律，基于简化Bishop法建立了边坡不同拐点位置的条块力学模型，采用FLAC3D模拟分析了117个不同曲率下不同拐点位置的边坡模型。结果表明：坡面拐点位置的改变会影响边坡滑体中条块重力的大小进而影响边坡的稳定性。不同坡面形状边坡的安全系数随拐点位置移动的变化趋势不同，内折形边坡的安全系数随拐点的下移线性递减，外折形边坡的安全系数随拐点的下移线性递增。当边坡曲率绝对值为0.5、1、1.5和2时，内折形边坡的最大安全系数比最小安全系数分别高5.97%、13.43%、19.39%和21.75%，外折形边坡的最大安全系数比最小安全系数分别高3.48%、9.38%、11.32%和14.81%。即边坡安全系数随边坡曲率绝对值的增大整体上呈下降趋势，内折形边坡的稳定性比外折形边坡受拐点位置变化的影响更剧烈。拐点位置对边坡稳定性的影响规律应用于露天煤矿靠帮开采中可以降低剥采比，提高资源回收率。

以三塘湖煤田汉水泉矿区9-1号、11号和15号煤层为研究对象，通过对比煤层及煤岩煤质特征，划分原煤焦油产率特征，分析富油煤赋存特征|通过对比灰成分指数、全硫、镜惰比等地球化学参数，分析富油煤沉积环境。结果表明：9-1号、11号与15号煤层以镜质组为主，惰质组次之，具有低水、低灰、高挥发分、低硫～特低硫的特征|各煤层焦油产率分别为6.6%～22.3%、6.4%～21.5%、6.4%～19.2%，均属于富油煤|焦油产率变异系数均介于10%～12%，发育稳定|富油煤大面积呈环、带状分布。该矿区富油煤形成于温暖潮湿气候下还原性强的滨浅湖环境，从矿区中部向东、西部，由辫状河三角洲前缘到滨浅湖，煤焦油产率逐渐增大|从15号煤层到11号煤层再到9-1号煤层，随着覆水深度的增加以及还原性的变大，且辫状河三角洲前缘向西北偏移以及面积的减小，富油煤分布面积越来越大，发育越来越好。

针对现有煤层气含量测试结果偏差较大的问题，借助绳索取心煤层气损失气量模拟实验平台，分析了典型碎软煤层矿井不同粒度煤样在孔底原位采样提至井口、地面装罐以及解吸罐解吸单个阶段损失量变化特征，定量揭示了煤层损失气量估算偏差大是引起煤层气含量测试不准的根本原因，样品粒度越小估算偏差越严重。研制了地面钻井煤层密闭取心装置，设计了上下球阀联动关闭结构，装置密闭压力达11.5MPa，将煤层气含量测试简化为解吸气和残余气两部分，提高了气含量测试精度。搭建了密闭取心工艺技术参数模拟试验平台，研究得出密闭取心最优参数组合。在工程应用试验中共采取煤层气含量测试样品4组，其中密闭取心3次，常规取心1次，取心深度为736.44～740.69m，平均煤样取心率72.02%，比常规取心平均提高了25.92%。

采煤机惰轮轴长期在重载和交变载荷作用下运行，极易在轴肩根部产生裂纹，影响结构的完整性。为了对惰轮轴根部裂纹进行定量分析，建立惰轮轴超声检测二维有限元模型，研究超声波在惰轮轴中的传播过程及其与缺陷相互作用规律。搭建超声检测实验平台，验证了有限元数值模型的正确性。分析了不同深度裂纹回波的时域波形和频谱幅值的变化规律，结果表明，幅值随着裂纹深度的增大而增大，带宽随着裂纹深度增大而变宽，采用最小二乘法对频谱幅值进行拟合，得到频谱幅值和裂纹深度的拟合函数，实现轴肩根部裂纹深度的定量分析。最后，制作了惰轮轴试块，开展不同深度裂纹的超声检测实验，验证了拟合函数的正确性。

为了对井下作业人员和各类井下设备进行实时的定位管控，及时发现异常情况并采取措施，防止安全事故的发生，针对煤矿井下场景复杂、存在大量小目标和跟踪目标尺度变换大等特点，提出一种基于深度学习的井下运动目标跟踪算法。在孪生跟踪算法的基础上，提出了一种局部-全局匹配网络来提高算法在不同场景下的跟踪精度，并设计了一个无锚框的分类-回归网络，降低模型计算复杂度。为了验证模型的性能，收集了40个井下视频序列用于测试。测试结果表明，所提出算法能够有效提升对小目标、尺度变化大的目标和复杂背景中目标的跟踪能力，性能优于常用的目标跟踪算法的同时达到57f/s的实时运行速度。

为分析煤与瓦斯突出事故中风筒防逆流装置的安全性，研究了现有防逆流装置在10MPa煤层瓦斯压力规模的突出冲击波超压作用下的动力学特征，并且基于研究结果和安全设计理念给出改进方案。结合流体动力学，得到了巷道不同位置的冲击波超压数学模型，并运用LS-DYNA软件对冲击载荷下的风筒防逆流装置结构破坏进行数值模拟，得到不同结构和材料的风筒防逆流装置的动力学特征。研究表明：风筒截面积远小于巷道截面积，由于传播路径截面积的缩小，从巷道进入风筒的冲击波超压会突然增大至巷道中的五倍。现有的防逆流装置在10MPa煤层瓦斯压力规模的冲击波超压作用下最大应力值达到664MPa，远大于Q235钢的屈服极限235MPa，无法满足安全要求|结构改进后的25mm和30mm厚度防逆流装置，在最恶劣工况下最大应力均小于材料的屈服极限，最大变形远小于自身厚度，可以满足安全要求。

为了解决矿井下带式输送机机头地脚螺栓在长期动载荷下松动破坏引发的安全事故问题，首先以底板和混凝土的水平作用力分析了井下地脚螺栓的破坏机理，建立了带式输送机机头的受力模型，其次对机头受力平衡进行分析，确定了地脚螺栓的预紧力，最后利用数值模拟软件，研究了采用不同直径的地脚螺栓锚固对底板应力分布和位移的影响，进一步确定了机头锚固的合理地脚螺栓直径参数。通过GMY400锚杆(索)测力计对地脚螺栓紧固力进行监测统计分析，确定了选取直径的合理性。研究表明：为了达到锚固性能最大化，在锚固时应综合考虑地脚螺栓直径和混凝土壁的厚度，现场实践证明选取合理的地脚螺栓直径能有效的降低紧固力损失量，改善了地脚螺栓锚固效果及预防了机头失稳事故的发生。

为提升煤矿安全风险分级管控和事故预测预警能力，实现煤矿行业企业的动态监管和风险防控，基于人工智能和机器学习等视频分析技术，实现对井上、井下诸多工作场景进行智能监控，自动发现隐患并报警，建立了煤矿智能视频预警系统的开发平台架构、业务应用架构，提出了煤矿智能视频预警分析指标体系、预警防控与分析方法、建立安全生产统一信息平台|分析了以视频图像数据为依托，GIS地图动态全景展示工作区规范佩戴安全帽、轨道站人识别、趴蹬运输车行为识别、重点岗位人员脱岗识别、胶带跑偏检测、胶带空载检测、井下烟火检测等7个智能视频预警系统应用场景。

为查明分散剂类型对不同粒度泥岩颗粒悬浮液分散效果的影响，选用韩城区块太原组11#煤层顶板泥岩样品，开展了不同粒度泥岩颗粒的分散剂优选实验，分析了不同分散剂实验条件下的泥岩颗粒悬浮液静态稳定性和质量浓度特征，探讨了分散剂对泥岩颗粒的分散稳定性的影响。实验结果表明：随泥岩颗粒粒度增大，十二烷基硫酸钠(SDS)，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分散剂的泥岩颗粒悬浮液分散稳定性均变差|萘磺酸钠(SN)分散剂的泥岩颗粒悬浮液分散稳定性变化不明显。随静置时间增加，不同分散剂泥岩颗粒悬浮液分散稳定性降低，不同分散剂的泥岩颗粒悬浮液质量浓度均不同程度降低。SDS分散剂的泥岩颗粒悬浮液在不同粒度、不同静置时间条件下泥岩颗粒质量浓度最大。SDS具有的直链烷烃疏水基更易吸附于泥岩颗粒表面，对三种粒度的泥岩颗粒均能起到很好的分散效果，建议在煤层气洗井工艺中选择SDS作为分散剂。

为实现浮选尾煤高价值利用，以沙曲选煤厂浮选尾煤为原料，利用固定床反应器，采用不同负载方式的铁、钙、钾离子对浮选尾煤与松枝共催化热解制备富氢燃料气。结果表明：添加催化剂后，浮选尾煤与松枝共热解试验半焦产率明显降低，气体产率显著增长，表明催化剂的添加对共热解气体产物产率和热值具有促进作用，其促进作用由强到弱依次为：Fe系催化剂＞Ca系催化剂＞K系催化剂。负载方式会不同程度地促进催化热解产气，就气体产物热值而言，由强到弱依次为负载型＞浸渍混合型＞机械混合型|对于目标气体H2而言，由强到弱依次为浸渍型＞负载型＞机械混合型|对于目标气体CO，催化剂负载方式无明显影响。添加K系催化剂对CH4产率呈抑制趋势|催化剂对CO2产率的抑制作用由强到弱为K系催化剂＞Ca系催化剂＞Fe系催化剂。

针对传统电加热输送带接头硫化机加热时间长、能耗高、响应慢等问题，将电磁感应加热技术应用到接头硫化机中。首先建立了电磁感应加热装置的电磁-热耦合模型，分析了激励电流的频率、强度对加热板中涡流场的分布规律，并探究了添加导磁体对电磁感应加热功率的影响，基于电磁感应仿真分析得到了加热板的温升曲线和温度场分布，确定了激励电流频率和强度的最优参数，最后搭建了电磁感应加热试验台进行加热试验，验证了仿真结果的准确性。结果表明：增大电流频率、强度能提高加热板发热功率，添加导磁体后加热功率提升29.9%|在激励电流频率25kHz，强度29A的最优参数下，加热板经238s由28℃升至145℃，平均差为8℃，减少了硫化升温时间。

针对煤矿井下无人驾驶技术需求，设计了CAN总线控制的整车控制系统，并对整车各个控制执行单元实现的具体功能进行设计，具体包括驱动电机、制动系统、电池管理系统、人员接管控制逻辑、甲烷气体报警系统、灯光、喇叭等驾驶辅助设备等的功能设计，对山西天地煤机装备有限公司的WLR-9(A)型电动皮卡车进行整车改造和应用程序的开发，并在张家峁煤矿进行地面与井下无人驾驶测试。测试结果表明CAN总线控制的整车底盘的稳定性与可靠性能够满足煤矿井下工况环境要求。