针对我国煤炭核心区大型矿区整装高质量开发问题，系统阐述了新街台格庙矿区高质量开发路径“六个协调”核心理念，重点研究了智能、高效、安全、绿色、零碳矿区建设的实施路径，分析了煤气高效协调开采、多井联合布置、配套工程共享等关键问题，确定了建成清洁化、一体化、精细化、智慧化、国际化一流典范矿区的发展目标，具有先进性、前瞻性、战略性、协调性、集约性，对国内类似大型整装矿区高质量开发有一定的示范意义。

冲击风险量化评估模型，是一种基于理论与数据驱动融合的冲击矿压风险评估方法，在冲击危险矿压领域具有广阔的前景，但是目前该技术评估冲击危险的应用研究还比较少。将冲击风险量化评估模型与实时监测数据相结合，对菏泽赵楼煤矿7302工作面回采过程中的危险进行实时风险量化评估，并对强冲击风险评估(风险评估值大于0.75)区域进行了分析验证，发现强冲击危险区域与电磁辐射值成正比关系，且具有较好的一致性，进而验证了冲击风险量化评估模型的可行性。在此基础上，使用当前数据对后续开采过程进行了冲击风险预测，通过对比分析危险区域的变化及演变趋势，确定了冲击风险相对较小的缩面方案。

为解决目前定量装车站存在的自动化和智能化程度不高、人工操作强度大、装车效果不精准等问题，设计了一种快速定量装车站的精准装车系统，该系统包括车厢编号获取的控制技术、定量仓阀门控制技术以及溜煤槽控制技术。通过可编程控制器PLC对不同设备进行信息采集与处理，实现设备的控制，完成快速定量装车站精准装车。并设计出一套车厢残余煤炭量检测方法，主要是通过二位激光雷达扫描待装车厢的内表面并生成点云数据，对点云数据处理得出车厢内煤炭的三维图像，图像进行滤波处理后得出车厢内残余煤炭质量，实现非接触称重。最后，在国家电投内蒙古白音华蒙东露天煤矿对快速定量装车站的关键技术进行验证。该研究内容可为露天矿火车快速定量装车系统研发提供依据。

在煤矿运输系统智能化升级的大背景下，选取煤矿到电厂的单一运输场景，提出三种不同的运输系统方案，指出了不同运输系统的适用场景，并结合特定煤矿到电厂的运输场景，对不同运输方案从定性与定量两种角度进行了综合对比分析，指出对运输系统进行智能化升级的必要性，给出了特定场景运输系统方案优化比选的方法，为企业合理选择技术经济更优的运输方案提供了思路。

目前重介质分选由于过程复杂、且生产过程干扰较大，具有强非线性等特点。因此，重介质分选过程的自适应控制成为生产提质增效的关键。针对重介质分选密度回路和重介质分选过程的非线性特点，提出了一种多模型切换自适应控制方法。该方法首先采用随机向量函数链接网络(RVFLN)估计系统未建模动态项，并设计了线性和非线性自适应控制器，在此基础上，设计了切换机制，使两种控制器切换作用，提高了系统控制性能，提升控制精度，进而增加选煤厂的经济效益。最后采用万利一矿选煤厂的实际运行数据对重介质分选密度回路进行了仿真实验，验证了该方法的有效性。

针对厚硬顶板极难破碎垮落，形成的长悬臂梁挤压巷道造成围岩变形破坏的难题，以曹家滩煤矿典型工作面为工程背景开展研究。利用TRIZ理论进行了系统分析，通过因果关系法确定了造成巷道围岩变形的原因，并采用空间分离原理分离采空区顶板与巷道顶板，结合预先作用法“软”化采空区顶板，以达到厚硬顶板及时垮落充填的目的。基于TRIZ理论的思想，提出了一种“定向聚能爆破+非定向加强爆破”组合爆破技术。通过理论分析确定了组合爆破关键参数，并采用数值模拟进行了分析验证。在此基础上，进行了组合爆破方案设计。最后，开展了现场工程试验。现场应用效果表明：采用组合爆破技术后，巷道围岩变形破坏问题得到有效解决。

以棋盘井煤矿(东区)11101运输巷为工程背景，对中厚煤层交叉巷道留巷矿压显现规律进行研究。通过数值模拟方法得到了交叉巷道留巷过程中的应力分布特征，并针对性地提出了围岩支护方案和矿压监测方案。结果表明：随着工作面回采，巷道交叉口处11101排水巷两侧应力集中的峰值差异越来越大，最后表现为巷道左侧的应力集中峰值大于右侧的应力集中峰值。巷道交叉口处顶板相较于其两侧，处于一种“弱稳定”状态，易受到工作面采动压力的影响。经过现场验证，巷道交叉口处的补强支护措施合理，达到了预期的要求。

宋新庄煤矿110303工作面回风巷受110301工作面采动影响，巷道呈现大变形特征而无法满足正常生产需要。因此，在采区对翼110302工作面回采期间于运输巷顶板施工密集钻孔切顶卸压技术，进而优化110304回风巷采后侧向应力分布。结合工作面地质条件，通过理论分析与FLAC3D数值模拟，确定了切顶高度、角度、孔间距等关键技术参数，研究了切顶前后巷道围岩应力演化规律，数值计算结果显示切顶后降低了巷道顶板与煤柱侧应力集中程度，煤柱内部垂直应力降低约36%，水平应力降低约11%，巷道位移量明显降低。通过工业性试验表明，切顶卸压后，110304回风巷顶板、帮部围岩内裂隙发育减少，两帮相对移进量为249 mm，顶底板相对移进量为237 mm，巷道变形得到有效控制，成功将110304回风巷保留下来。该技术可为宋新庄煤矿后续开采提供一定的技术参考。

地质勘查钻孔孔斜校正需要掌握合理的孔斜校正及计算方法，获得钻孔在勘查线剖面上投影后的偏移距离，以便绘制勘查线剖面图。根据地层走向与勘查线夹角大小，将孔斜校正投影方法分成三种情况讨论，在研究地层、钻孔三维空间和三角函数关系的基础上，对不同的投影方法分别统一了计算公式，不需判断勘查线及孔斜方位，直接利用测斜数据带入公式计算。通过Excel对以往勘查钻孔孔斜数据进行计算验证，显示计算公式正确。当地层产状及勘查线方位一定的情况下，孔段顶角越大，钻孔越深，选择不同的投影方法造成的剖面累计偏移距离差值越大。

针对我国鄂尔多斯矿区顶板岩层厚、煤柱留设宽度大以及500～700 m埋深导致的较高地应力引发的煤柱型冲击失稳现象，建立煤柱内应力计算力学模型并针对不同应力表现特征的煤柱进行分类讨论，基于弹性力学叠加原理结合岩石力学以及材料力学的构件内应力计算，推导出煤柱内部任一位置的三向应力换算后从而得到最大最小中间主应力的计算公式。其次以门克庆煤矿3102工作面为背景进行理论计算和FLAC3D数值模拟实验以现场实测数据为准，验证推导得到的煤柱内应力计算公式准确性。最终，根据内应力计算公式得出的煤柱型冲击地压启动临界条件作为指导现场防控煤柱高内应力导致的冲击显现现象的有效措施和手段。

针对坚硬顶板条件下首采工作面初采期间顶板难以垮落问题，以巴拉素煤矿2102工作面为研究背景，采用理论分析及现场试验等方法，建立了工作面初次垮落力学结构模型，提出了“定向长钻孔+常规短钻孔”水力压裂综合弱化治理技术，揭示了基于“长钻+短钻”水力压裂技术的顶板弱化机理，综合评价了压裂后顶板弱化效果。研究表明：未进行压裂治理时，力学模型得到初次垮落步距为77 m，工作面合理水力压裂范围为垂直方向12.26～23.43 m，水平方向0～30.8 m。压裂施工过程中长钻孔最高压力达到26 MPa以上，短钻孔压裂最高压力达到52 MPa以上，均出现明显压降，降幅最大达到26 MPa。治理后工作面呈现“频繁小来压”矿压显现特征，水力压裂治理效果显著。通过“定向长钻孔＋常规短钻孔”水力压裂综合弱化治理技术，保障了2102工作面初采期间安全回采，为类似条件工作面初采阶段强矿压灾害治理提供了可借鉴治理方法。

针对近距离高瓦斯煤层群首采层回采工作面“U”型通风条件下，邻近层瓦斯通过煤岩体卸压产生的裂隙大量涌入到上隅角并进入回风流造成瓦斯超限的问题，以东于煤矿03X04回采工作面为研究对象，分析了回采工作面“U”型通风条件下采空区卸压瓦斯运移规律，从而确定了“回采工作面运输、轨道巷+高、底抽巷”相结合的“一面四巷”联合瓦斯治理技术方案。现场应用结果表明：回采工作面瓦斯抽采率达到81%，本煤层瓦斯含量下降了33%，完全处于卸压范围内的边部底抽巷拦截钻孔抽采纯量达到单孔0.02～0.03 m/min，瓦斯抽采浓度最高达90%，抽采纯量提升2倍以上，大幅度减小了下邻近层瓦斯涌入回采工作面和上隅角，回采工作面轨道巷和边部底抽巷回风流瓦斯浓度稳定在0.2%～0.4%，上隅角瓦斯浓度处于0.3%～0.4%，有效地解决了回采工作面“U”型通风条件下上隅角和回风流瓦斯超限的问题，保证了矿井安全高效生产。

针对高瓦斯矿井近距离煤层受邻近层采动影响下瓦斯抽采钻孔优化调整问题，通过引入保护层开采采动卸压效应与瓦斯越流理论，论证了邻近层采动卸压瓦斯越流效应以及I011501综放工作面受邻近层采动卸压瓦斯排放效果，并提出了预抽钻孔优化布置方案。通过工程实践及效果评价，研究结果表明，在增大钻孔布置间距、降低钻孔施工工程量的情况下，I011501综放工作面采前预抽效果仍满足相关规定要求，6.9 m瓦斯抽放半径能够满足M15煤层综放工作面瓦斯抽采需要。

针对掩护式液压支架升柱过程的不同步问题，在分析立柱升柱工况基础上，构建了立柱-液控单向阀升柱模型，基于阀芯受力平衡建立了立柱液控单向阀的阀芯开启量表达式，给出了立柱不同步的理论条件，并建立升柱系统的AMESim仿真模型，分析了立柱负载大小和液控单向阀阻尼孔直径对立柱同步的影响特性，给出了立柱不同步问题的改进方案，并用仿真与实验进行了验证。研究结果表明：造成两根立柱不同步的根本原因是两根立柱的负载不同，且负载相差越大，阀芯开启量相差也越大，不同步越明显|立柱液控单向阀主阀芯后腔阻尼孔直径对左右立柱的同步性能影响很小，且负载较大的立柱对应的液控单向阀阀芯开启时会出现一个冲击振动，阀芯会先开大然后再趋于较小的稳定值。

为解决矿山排水系统能耗高、效率低的问题，基于粒子群(PSO)算法开展了矿山串级排水系统优化设计。依据两台不同型号的离心泵串联运行理论，结合变频调速比例定律，推导主排水泵流量、扬程与喂水泵速度之间关系。以排水系统效率为优化目标，利用PSO算法对其进行极值寻优，以喂水泵额定转速对应的主排水泵和喂水泵电机电流、电压、功率因数以及喂水泵和主排水泵出口压力、流量为初始参量，通过限制迭代次数得到排水系统总效率理论极值，确定喂水泵最佳转速，并通过变频调速实验对其进行可行性验证。结果表明：所提出的喂水泵最佳转速确定方法具有较高的调速精度，可确保排水系统在高效工况区运行，进而达到节能降耗目的。

为确定采区最优的区段煤柱宽度，在建立区段煤柱宽度综合决策指标系统的基础上，综合运用层次分析法(AHP)、熵权法、加权灰色关联分析法(GRA)和加权TOPSIS法基本原理构建区段煤柱宽度综合决策体系，对多种区段煤柱宽度方案进行综合决策优选。优选过程中，通过AHP和熵权法组合赋权获得各决策指标的权重向量，再结合灰色关联分析法(GRA)和逼近理想解的排序法(TOPSIS)法各自优点，建立综合决策模型对拟选方案进行定量分析，并对区段煤柱宽度设计方案进行综合决策排序。以冯家塔煤矿区段煤柱宽度方案优选为例，得出7种拟选方案的相对贴合度分别为52.88%，58.99%，36.39%，31.96%，42.13%，42.15%和52.81%，最终确定第2种方案最优即煤柱宽度为11 m最佳。经现场实践验证，表明该综合决策体系具有相当的可行性和有效性，为区段煤柱宽度的确定提供了一种新的计算思路。

针对榆神矿区多层厚硬顶板条件下工作面“大、小周期来压”现象及矿压显现强烈问题，综合采用理论分析、数值计算以及微震实测等手段，对曹家滩矿多层厚硬顶板条件下工作面顶板破断运动及工作面来压规律进行分析研究。结果表明：垂高40m范围内的低位基本顶及关键层是影响工作面“小周期”来压的主要顶板层位|垂高70～150 m范围内的中高位关键层破断具有“低频次”“大断距”的特点，并与“大周期”存在密切关联|高低层关键层破断的时空叠加是工作面发生“大周期来压”的重要致因。研究结论对深化榆神矿区类似地质条件下工作面“大周期”强矿压现象的理解以及指导后续系统治理工程实践的开展具有积极指导意义。

断裂构造是影响煤矿开采的重要地质因素，也是诱发矿井冲击地压灾害的主要因素之一。为分析断裂构造对冲击地压的控制作用，以鹤岗南部矿区为工程研究背景，基于地质动力区划法，划分了鹤岗南部矿区的断裂构造，利用分形几何原理，统计计算了研究区断裂全区与分区的分形维数，分析了研究区断裂全区与分区分形几何特征，探究了断裂分形维数与冲击地压空间位置的耦合关系。结果表明：NW向断裂和近SN向断裂对鹤岗南部矿区的冲击地压控制作用程度较高，NE向断裂次之，近WE向断裂则最差。冲击地压空间位置与研究区断裂分区分维值有较好的对应关系，已发生冲击地压的分区，其分区断裂分维值较大，处于断裂构造较复杂和复杂的区域。不同方向的断裂在同一分区的分维值与冲击地压密切程度不同，其断裂对冲击地压的控制作用程度也不同，同一方向的断裂在不同分区的分维值与冲击地压控制作用程度亦是如此。研究成果从分形几何角度揭示了断裂构造对冲击地压控制作用，可为冲击地压预测与治理提供新思路。

针对近距离煤层群开采过程中上煤层开采遗留大量不规则煤柱严重影响下煤层开采的问题，以济三煤矿183下05工作面为研究对象，利用FLAC3D数值模拟软件建立三维数值模型，对上煤层工作面遗留不规则煤柱应力场进行深入研究，分析上煤层遗留煤柱形成高应力区对183下05工作面的影响，研究结果表明：在采空区侧向支承压力叠加影响下，三角煤柱区和窄煤柱区应力集中程度较高|随着煤柱宽度减小，应力集中程度进一步增大，冲击危险性相应增加，煤柱易失稳诱发冲击地压|3下煤层工作面开采期间，受3下煤层工作面超前支承压力与侧向支承压力影响，煤柱支承压力增高，并将会引起3下煤层局部应力升高程度进一步升高，煤体将会处于高承压状态，并且工作面开采侧煤柱应力集中程度明显高于采空区侧。通过采取煤体大直径钻孔卸压和顶板超前预裂爆破两种卸压措施，有效降低了该区域的冲击危险性，实现了安全开采。

为消除基质瓦斯渗流作用对流固耦合模型的影响，准确描述瓦斯在抽采过程中的运移规律，建立了更加符合煤层多孔介质特性的双孔双渗透率模型，提出了考虑Klinkenberg效应和动态瓦斯扩散系数的双孔双渗透流-固耦合模型。利用COMSOL模拟钻孔瓦斯抽采过程，分析煤层钻孔预抽过程中瓦斯的运移规律、渗透率和有效抽采半径的变化。模拟结果表明：Klinkenberg效应能有效促进瓦斯运移，渗透率变化是骨架压缩效应和基质收缩效应共同作用的结果，随着抽采时间的增加，基质收缩效应占主导地位，渗透率逐渐增加|观测点的渗流速度可分为快速上升、缓慢下降和稳定不变三个阶段|瓦斯有效抽采半径与抽采时间和孔径符合幂指函数关系。现场试验与模拟结果基本吻合，验证了理论耦合模型的正确性，为瓦斯抽采设计提供理论基础。

针对悬臂式掘进机截割过程中截割载荷无法直接测量，需利用机身截割状态参数来间接反映截割载荷变化的问题。根据掘进机截割工作原理和截割作业特性，选取了截割电机电流、驱动油缸压力、截割臂摆角位置、关键部位应力状态四个截割状态参数，采用数学建模、有限元分析等方法探究了不同截割状态参数与截割载荷变化的敏感关系。研究结果表明，截割电机电流、驱动油缸压力、关键部位应力状态三个参数对截割载荷变化敏感度较高。未来通过融合上述三种截割状态参数、可精准表征截割载荷变化，为悬臂式掘进机自主调控、故障诊断等研究奠定理论基础。

为揭示锦界煤矿31116工作面采空区遗煤的氧化特性，利用程序升温实验系统研究了原煤、预氧化煤、浸水风干煤的低温氧化特性，分析了指标气体产生量、耗氧速率和放热强度与温度的对应关系，实验表明：实验过程中煤样的自燃特性参数均随温度升高呈指数变化规律，CO可作为30～110 ℃之间的指标气体、C2H4可作为110～200 ℃之间的指标气体|二次氧化气体产生量、耗氧速率、放热强度均在反应前期低于初次氧化，反应后期高于初次氧化|浸水风干煤样氧化过程中的气体产生量、耗氧速率和放热强度更高，相较于原煤样，开始检测到CO、C2H4的温度点均提前了10～20 ℃，耗氧速率最高增大了173×10-11  mol/(cm·s)，最小放热强度与最大放热强度最高分别增加了211×10-5 J/(cm·s)和261×10-5 J/(cm·s)，说明浸水过程对煤氧化进程具有一定的促进作用。

针对当前我国煤矿事故时有发生，煤炭行业受内外部因素风险影响突出等问题，提出了煤矿系统性安全风险定义，分别阐述了煤矿系统性安全风险的特点、触发因素和传导机制。构建了煤矿系统性安全风险指标体系，涵盖1个一级指标、5个二级指标、25个三级指标，建立了煤矿系统性安全风险指数模型，并应用该模型对我国23个产煤省(区)2021年度煤矿系统性安全风险进行了分级分析研判。结果表明：一季度、四季度煤矿系统性安全风险指数高，分别为0.3926和0.3959，高于全国平均水平，主要是受企业普遍复工复产、抢工期赶进度、冬季供暖用煤量增加等因素影响，煤矿系统性安全风险呈现上升趋势|贵州、云南、陕西和河南4省煤矿系统性安全风险高，需重点加强对上述时段以及上述省份的煤矿安全监管，防范煤矿重特大事故发生。

为了提高SAC型电液控制系统控制器应用软件运行的稳定性和可靠性，提出在软件开发单元测试中存在的问题：软件测试方法单一，测试环境简易，软件开发测试覆盖率低，不能有效的复现现场出现的问题。针对上述问题，基于SAC型电液控制系统，围绕提升软件质量展开研究。建立自动化测试平台，阐述该测试平台的硬件设计、软件设计，通过数据采集装置采集控制器状态，利用IMX6自动化测试装置进行软件功能自动化测试，实现应用软件的阀口输出、传感器信号模拟、数据实时采集及显示测试。提出基于功能驱动、数据驱动、边界信息、现场问题四种有效的自动化测试方法，能够实现应用软件的基础功能、高级功能、安全功能测试，并结合测试用例及现场反馈问题，复现问题，查找原因，从而保障软件的鲁棒性，为进一步实现应用软件自动化测试提供理论基础。

针对瞬变电磁信号容易受到电磁干扰的影响，使得数据信噪比降低，衰减曲线失真，而单一的滤波方法存在易丢失地质信息、圆滑过度等缺点，因而较难获得高精度成像结果的问题。提出基于小波包变换-BP神经网络的混合算法，利用小波包变换对信号的能量特征提取能力、分解重构能力和BP神经网络的学习和反馈能力，对瞬变电磁信号进行滤波处理。利用傅里叶变换获得瞬变电磁信号的频域特征，将受干扰信号和未受干扰信号对比，得到两者差异|利用3层小波包分解获得第3层节点能量占比，提取重构信号特征，对瞬变电磁信号进行初步的分解重构|调用训练好的神经网络模型对重构信号进行特征训练，获得最终的瞬变电磁信号。经小保当矿业有限公司二号煤矿实测数据研究表明：混合算法相比常用的S-G滤波、均值滤波等，实用性更强、准确率更高，滤波时保留了真实的地质信息，增强了资料解释的精度，应用效果较好，为资料处理过程提供了强有力的技术支持。

针对轴承轻微磨损故障信号容易被强背景噪声淹没，故障特征微弱难诊断的问题，提出了强背景噪声下滚动轴承轻微磨损故障特征提取方法。利用VMD对轴承振动信号进行分解，基于峭度最大准确选择最优本征模态函数，以最优本征模态函数的功率谱熵最小为目标，设定提前终止准则，实现VMD参数自适应优化选择。轴承早期故障信号经参数优化后的VMD方法分解为多个本征模态函数，选择峭度最大的本征模态分量进行包络解调分析，结合快速傅里叶变换得到包络谱，实现故障特征频率的提取。通过对加强背景噪声的不同型号轴承的实测故障信号分析，结果均表明该方法能够在强背景噪声干扰下有效提取轻微磨损故障信号的故障特征，实现轴承轻微磨损故障的准确诊断，验证了该方法的有效性。

针对煤泥浮选过程中蒙脱石等黏土矿物难以与煤分离的难题，采用溶液化学计算、Zeta电位测试和吸附量测定等方法，结合煤和蒙脱石浮选分离实验结果，研究了Na2SiO3强化煤和蒙脱石浮选分离的作用机理。结果表明：采用Na2SiO3作抑制剂进行人工混合煤泥浮选实验，矿浆pH＜6时，Na2SiO3水解产物以Si(OH)4为主，此时对蒙脱石的选择性抑制效果更强，精煤灰分显著降低、精煤产率变化不大|矿浆pH＞6时，Na2SiO3水解产物以SiO(OH)-3和SiO2(OH)2-2为主，此时对煤和蒙脱石的抑制选择性变差，精煤灰分降低的同时、精煤产率也有所降低。同时，矿浆中添加抑制剂Na2SiO3后，煤和蒙脱石表面电位均发生负移且负电位均增大，导致煤和蒙脱石的相互分散效果增强|随着Na2SiO3初始浓度的增加，煤和蒙脱石表面Na2SiO3吸附量均逐渐增大，且蒙脱石对Na2SiO3的吸附量始终大大高于煤对Na2SiO3的吸附量。采用Na2SiO3作抑制剂用于实际煤泥浮选生产可显著改善浮选效果，精煤灰分可由16.22%降低为14.35%，且浮选精煤产率变化不大。

为探索不同密度细粒煤对浮选过程的影响，将不同密度细粒煤泥以不同的配比掺入到粗粒煤中进行试验。利用浮选入料和重选精煤作为试验煤样，用重选精煤制备粗粒煤泥和低密度细粒煤泥，利用有机重液，通过浮沉试验将浮选入料样制备成不同密度的细粒煤。在不同的掺配比例下，首先进行了最佳药剂量试验，然后以最佳药剂量对不同的浮选入料进行浮选速度试验。试验结果表明，低密度细粒煤对浮选影响不是很明显|中密度细粒煤存在时，对粗粒煤浮选速度的影响不如低密度细粒煤明显|高密度细粒煤会通过夹带作用，大幅度降低浮选精煤质量。

煤炭地下气化过程中尤其是干馏干燥区，热解产生的大量有机物，会对周围含水层造成潜在的污染风险，严重制约煤炭地下气化的产业化发展。通过对煤样进行200～600 ℃不同终温下慢速热解，模拟气化通道干馏干燥区无氧条件下的热解反应实验，探究煤热解产生典型有机质种类及含量的变化规律。研究表明，热解温度为200 ℃时，热解产物中含氧化合物含量最高，高达36.19%，随着温度升高，其含量变化较小|酚类化合物随着热解温度的升高而增多，600 ℃时含量达到17.97%|芳香烃化合物在原煤中含量较高，温度高于300 ℃时开始大量释放，占热解总产物的比重较高|在300 ℃时热解产生了大量脂肪烃化合物，随着温度继续升高其含量不断下降，600 ℃时脂肪烃含量下降至总产物的10%左右。

介绍了煤气化细渣的产生机制及主要特性，综述了近年来细渣用于建材、高附加值材料、掺烧等方面的研究进展，明确了细渣中残碳和无定形硅铝氧化物等是煤气化细渣资源化利用和高附加值利用的物质基础，进而分析了预先进行碳灰分离对细渣高值化、深度化加工利用的价值和重要性，讨论了目前泡沫浮选法、重选法、筛分(分级)法等对细渣进行碳灰分离的效果，指出了粒度分布细、孔结构发达，以及残碳与灰渣间相互嵌布、熔融、包覆等是造成细渣综合利用困难、加工成本高、难以规模化利用的主要因素。基于现有研究及应用实践水平，提出优化煤气化工艺过程和相应设备，尽可能提高碳转化效率，减少残碳在固体残渣中的富集是从本质上解决煤气化细渣处理处置难题的途径，而对存量问题宜采用清洁、环保、低成本的填埋技术、土壤修复技术和制备建材技术等已经过规模化验证的方法，并对高效率分离技术、高性能材料制备技术等应通过进一步的科学研究和示范验证，通过政策、市场引导的方式拓展其利用范畴，从而实现相关优势技术从实验室走向产业化发展之路，最终解决煤气化细渣的处理处置难题。

为提高矿用EBZ220型掘进机左右履带行驶的稳定性和同步性，阐述了掘进机行驶控制系统的工作原理和负载特性，分析了掘进机行驶跑偏的影响因素，并对跑偏进行了理论计算。设计了基于PID控制算法的电液同步行驶控制策略，轮边测速装置及智能行驶系统等关键技术。测试结果表明，EBZ220型掘进机左侧履带角速度均值为0.554 rad/s，右侧履带角速度均值为0.553 rad/s，左右履带行驶同步性良好，跑偏量满足掘进机煤炭行业标准，为煤矿井下快速掘进向智能化、无人化发展提供可靠的行驶技术方案。

为解决暗斜井带式输送机中部转载装置受空间限制、结构设计不合理而导致堵料、撒料、粉尘污染等问题，建立了转载物料力学模型|利用离散元方法对三种工况的物料转运过程进行仿真研究，分析卸料效率、输送量及料流轨迹特性。根据现场工况设计出一种中部转载装置并总结出设计方法，利用3D打印技术对转载装置进行预设计和制造。结果表明，利用物料速度、输送量和物料轨迹等参数设计出的中部转载装置在转运过程中无堵料、撒料情况，并通过设计方法不断改善、优化结构，减小物料对中部转载装置及输送带的冲击，延长寿命，具有实际工程应用价值。