单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题，常会出现迎采对掘的情况，而迎采动掘巷期间，矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法，对煤柱的合理宽度及迎采期间的矿压显现规律进行研究分析。主要结论有：通过理论计算，煤柱在受到掘进扰动和工作面采动的双重影响下，确保煤柱不完全发生塑形破坏且存在弹性核的宽度至少为30m。数值模拟发现，掘进迎头至相遇位置前方20~30m时，围岩变形开始增大，煤柱帮和回采帮变形量均超过0.5m。当掘进至采空区后方一定距离后, 围岩因同时受掘进扰动与采空区侧向支承应力的叠加影响，变形增幅加快, 煤柱帮变形严重，最大变形量超1m。提出100303运输巷掘进距100302综采工作面70m时，停止掘进，在迎采扰动范围内，优化支护参数，提高煤柱承载能力。现场监测表明, 巷道顶底板和两帮均变形较小均在可控范围内，有效控制了迎采动工作面掘巷的围岩变形。

针对近距离煤层开采后遗留煤柱下位特厚煤层回采巷道布置的技术难题，以开滦集团唐山矿为研究对象，综合采用理论分析、数值模拟和现场实测等研究手段，对上位煤层采动后的底板破坏深度、残留煤柱底板应力分布及下位煤层巷道顶板非均布载荷下易被破坏的原因进行了研究。研究表明：上位煤层开采引起的支承应力导致的最大破坏深度为31.5m，对下位煤层回采巷道布置产生影响；煤柱底板的垂直应力分布具有明显的非均布性, 下位煤层回采巷道更易达到抗拉极限而产生变形破坏。同时对比了下位煤层四种巷道布置方式下的主应力分布特征，优选出内错式和平移式布置方式。进一步，通过巷道的应力改变量Δσ和位移改变量ΔD评估回采巷道顶板受应力及变形的不均衡程度，结合数值模拟计算和现场工业性试验数据印证, 得出9#煤层工作面回采巷道最佳内错距离为37.5m，为特厚煤层回采巷道布置提供了借鉴依据。

针对浅埋煤层前期开采遗留的大量房采破坏区严重影响现阶段工作面正常开采的问题，以五家沟煤矿5-1号煤层15301工作面的赋存情况和开采条件为研究背景, 采用煤矿探巷机器人和机载三维激光扫描系统, 探查出靠近15301辅运巷道三个房采区的情况，对房采破坏区失稳机理进行研究，确定了破坏区支护强度，通过对充填材料不同配比实验，同时结合填充效果的探查结果，提出了安全快速通过充填区技术。研究与实践表明：当破坏区支护强度Pk≥2.1MPa时，可避免房采破坏区失稳；确定了满足五家沟煤矿充填的主体材料为充填料Ⅰ，其中，水泥、粉煤灰掺入比例为3∶7，水灰比为1 ∶（0.8~1.2）；对房采区进行充填后，利用安全快速通过充填区技术，顺利完成了15301工作面房采破坏区充填复采，取得了良好的技术与经济效益，为类似条件下的浅埋煤层开采提供技术借鉴。

为了解决圆管带式输送机桁架结构设计常参照经验而使用钢量浪费的问题，提出基于实验设计（DoE）的优化设计方法。分析圆管带式输送机桁架承受的荷载组合情况，在Ansys workbench中按照桁架的最不利荷载组合施加荷载，找出危险杆件；对杆件截面设计尺寸进行参数相关性分析，选取敏感度较高的控制参数，通过拉丁超立方抽样和非参数回归方法建立响应面模型，采用多目标遗传算法（MOGA）进行多目标优化。结果表明：优化后的桁架结构整体质量减轻32.8%，实现了结构轻量化；同时，杆件应力比均有所增加但满足强度和刚度要求，杆件截面利用更加充分。

为精细化查明神府矿区亿源煤矿井田内原不明小煤窑采空区，为采空区治理提供科学依据, 需开展瞬变电磁法、钻探及测井等综合勘查技术工作, 以明确采空区分布范围及富水情况。结果表明：从测井曲线中可以看出煤岩层物性稳定，曲线形态明显, 煤层具有高电阻率、低密度、低伽玛特性，煤层属导电性较差的高阻层（最高大于1000 Ω·m），其他泥岩、砂质泥岩、砂岩等呈现相对低阻特征，煤层与围岩物性差异明显; 瞬变电磁法采用280m矩形发射线框、发射频率25Hz、增益22~25之间、发射电流8A、积分时间15s的参数组合进行探测，对已知采空区反映明显，推断3^-1煤层房柱式采空区总面积0. 985 km²；通过钻探揭露了2^-2煤和3^-1煤房柱式采空区，验证了物探推断的3^-1煤采空区。测井、瞬变电磁法探测、钻探相互依托、相辅相成，达到了精细化综合勘探的目的。

针对深部高应力作用下极松软围岩变形量大、破碎程度高、巷道难支护等问题，以丁集煤矿1232(3)沿空巷道为工程背景，采用数值模拟、现场监测和井下试验相结合的方法, 对深部高应力极松软围岩沿空巷道破坏特征及阶段性控制原理和技术进行研究。结果表明: 随着距巷道迎头距离的不断增大, 巷道两帮应力的不对称性逐渐增大, 实体煤侧应力峰值为37.18MPa 大于煤柱侧35.21MPa， 1242(3)终采线50m 范围内存在应力集中，最大达33MPa，巷道围岩塑性区发育程度为煤柱帮大于实体煤帮大于顶底板；从巷道掘进过程中所经历的复杂围岩变化过程, 将全巷道划分为5种典型的围岩变化阶段来分析围岩变形破坏特征和破坏机理, 揭示了在高应力作用下深部软岩沿空巷道围岩变形量大, 在空间上呈现出明显的区域性和非对称性的特征; 基于巷道初步设计方案和围岩变形破坏特征，及时有效的调整支护方案，对巷道进行分段式、非对称、区域化综合治理，形成深部软岩巷道围岩控制长效机制，为同类型深部软岩巷道地压治理提供了理论和技术支撑。

白芨沟煤矿0102303工作面运输巷道位于上分层采空区下方，顶板为金属网假顶，原支护受上分层采空区扰动影响，变形严重。为此设计顶升式梯形钢管混凝土支架，通过注浆顶升试验测试各型号支架顶升性能，试验结果表明: Φ194mm×10mm钢管注浆效果较好，接顶力达到3.93kN，满足支架顶升和巷道假顶初撑要求。为增加钢管梁抗弯强度, 在空钢管内设置抗弯圆钢，计算得支护反力为2.3MPa，较原支护方式提高了5.4倍。同时, 为解决巷道内各类支架安装困难,设计了一种举升式支架安装机，举升力可达6.8 kN。顶升式梯形钢管混凝土支架注浆30d后，支架荷载基本区域稳定，安装半年内支架荷载最大值为0.8MPa，现场监测顶底板移进和两帮收敛均小于50mm，支护效果良好。

针对特厚煤层大巷变形破坏特征分析及控制技术难题，以砚北煤矿二水平回风大巷为研究背景，在分析巷道围岩地质力学测试及围岩变形破坏特征与机理的基础上, 提出了全断面注浆加固与高预应力支护综合围岩控制技术，制定了煤层大巷修复加固具体实施方案，并确定了相应的技术参数，开展了井下工业试验，试验结果表明：修复加固后35d 左右巷道变形趋于稳定，两帮最大位移量63.5mm，顶底板最大移近量79.8mm；注浆后水泥浆液与巷帮煤体裂隙及破碎区充分胶结，围岩裂隙明显减少，钻孔成型效果显著提高。研究表明采用高预应力锚杆支护及全断面注浆加固后，在巷道围岩内形成锚注加固体，提高了巷道围岩稳定性与抗变形能力以及浅部锚杆（索）锚固基础力学性能，巷道围岩变形得到有效控制。

针对工作面开采扰动下底板巷道围岩控制难题，以安居煤矿1315工作面跨采底板巷道群为研究背景，通过数值模拟及现场实践的方法，分析了上覆工作面回采过程中巷道围岩的应力和塑性区分布特征。研究结果表明: 工作面推进至终采线100m时，超前支承压力在水平方向影响范围约35.8m，在竖直方向影响范围约37.8m。底板巷道按照到工作面距离的大小先后受到回采影响，具有过程性。针对3_上煤底板巷道群围岩受扰动变形等特点，提出“锚网索+T 型钢带+金属网”联合支护技术方案。现场监测表明，支护方案对底板巷道群围岩变形量控制效果显著，确保了工作面下覆巷道群在回采期间的稳定使用。

为研究近距离煤层开采对上部工作面煤柱破坏及氧化特性的影响，以白芦煤矿74201工作面为研究背景，基于数值模拟、实验研究等手段分析近距离煤层下部工作面开采对上部煤层煤柱塑性区域分布及氧化特性的影响。FLAC^3D模拟结果表明，随4^-2煤层推进，上部煤层煤柱破坏变形特征近似分为三个阶段：煤柱完整；煤柱变形破损，但保持基本连续性；煤柱大范围剪切破坏，煤柱破碎。程序升温实验表明，已发生一定破碎的煤柱，其二次氧化过程中CO及C₂H₄临界温度点均提前10~20℃，耗氧速率最高增2573.1×10^-11mol/（cm^-3·s）；完好煤柱未检测到C₂H₂，4^-1碎裂煤柱及4^-1破碎煤柱分别在250℃和240℃检测到C₂H₂气体，分析得出煤柱破碎过程对煤二次氧化进程具有一定的促进作用，破碎煤柱相对于完好煤柱更易发生自燃反应。本研究得出了上部煤层破碎失稳煤柱自然发火危险性随着下部煤层回采进行不断增大的结论。

大型断层活化会导致煤矿冲击地压灾害频发，保证开采工作面与断层的充分距离是防治此类冲击地压的关键手段之一。以义马矿区大型逆冲断层为例，基于钻孔探测和沉陷观测，分析了断层空间形态、断层运动特征及其与冲击地压的关联性，基于矿区开采下的冲击显现归纳与断层滑移模拟，提出了冲击次数与断层距离呈反比例的关系，得到避免断层滑移的工作面-断层安全距离，制定了逆冲断层条件下的井间工作面接续方案，微震监测评估了防冲效果。研究结果表明，断层对浅部的水平应力环境起主导作用，断层滑移错动过程中上盘地表抬升程度高于下盘，断层错动诱发了工作面冲击显现。工作面距离断层越近，断层运动越明显，冲击显现频次和能量越高，避免断层活化的工作面-断层最小安全距离为455m。相较于近断层工作面开采，跃进-常村井间区域的远断层工作面开采使断层活化次数、冲击显现程度和微震能量显著降低。研究结果为大型断层条件下冲击地压控制技术提供理论基础。

为了解决突出煤层固定孔间距的抽采方式难以满足瓦斯灾害的高效、协同治理的需求, 以林华煤矿2091工作面为工程背景, 提出一种基于瓦斯地质可视化的差异化协同抽采技术，取代以往抽采钻孔的粗放设计模式。首先将瓦斯地质等相关信息录入瓦斯地质可视化系统, 通过系统实现工作面瓦斯地质信息的动态展示和可视化; 其次制定瓦斯含量界定准则, 识别与划分工作面的低瓦斯区、中瓦斯区和高瓦斯区, 在“ 应抽尽抽” 的原则下, 结合采掘进度差异化设计抽采钻孔; 最后通过防突信息分析模块自动生成防突预测图, 有效识别瓦斯治理空白带, 进一步优化抽采钻孔设计。研究表明: 2091工作面整体抽采时间控制在30~150d, 残余瓦斯含量为4. 53~5. 88 m³/t, 回风瓦斯浓度为0. 22%~0. 41%, 上隅角瓦斯浓度为0. 30%~0. 47%, 实现了对2091 工作面瓦斯高效、协同治理。

针对矿用照明供电系统发生远距离短路故障时无法精准有效地检测难题，提出了一种检测不同位置多点电流信号保护方法。该方法将煤矿照明保护线路划分为多个区块，在不同区块发生不同故障时线路的电压与电流的大小会随之发生不同变化，以此为依据可以判断出故障类型和短路点具体在那一区块，做出相应的保护措施。此种保护方法相比传统照明信号综合保护装置的短路检测方法其精确度得到很大提高，并且不受供电距离的影响，可以对短路故障定位故障发生的区块和故障分类，同时根据实际情况搭建出照明供电系统仿真模型，验证了上述方法的可行性。

针对连采连充矸石胶结充填系统在长城六矿的工程应用中, 二级搅拌机的出浆口时常堵塞的问题, 采用Fluent 欧拉多相流模型和可实现性k-ε湍流模型, 运用滑移网格法对搅拌机中的固液两相流进行了瞬态模拟, 并根据输出结果分析了堵塞原因, 确定了优化指标。在此基础上, 分别研究了转速、叶片倾角、叶轮直径和叶轮数对搅拌效果的影响, 发现: 提高转速、在45°以内增大叶片倾角、适当增加叶轮直径和叶轮数有助于改善搅拌效果, 缓解堵塞现象, 最终将二级搅拌机的优化方案确定为转速75r/min、叶片倾角34°、叶轮直径1.3m 和5 层叶轮, 有效降低了罐底固液两相流的密度, 提高了出浆口处灰浆的流动性。

为解决煤厚变化区域地表移动变形造成广播电视信号铁塔基础沉降、塔身变形甚至失稳倾覆, 影响电视信号铁塔正常安全运行、降低煤炭资源采出率的问题, 对白坪煤业公司13031工作面地表电视信号铁塔进行了动态保护加固技术, 在对地表移动和铁塔变形计算分析和现场监测的基础上, 试验应用了铁塔地基精准注浆加固技术和动态调平保护技术, 在铁塔基础及周边布置钻孔进行渗透注浆加固, 提高地基强度、补偿地基下沉; 改造固定铁塔基础为高度可调式基础, 当铁塔基础倾斜度接近5mm/ m, 及时通过塔基高度调节系统控制四个塔基高度, 降低塔基倾斜变形。现场应用结果表明, 13031工作面距电视信号铁塔中心-200~+180m 范围, 出现塔基倾斜度2次大于4mm/m, 及时采用塔基动态调平装置对四个铁塔基础进行调平, 工作面采动影响地表变形活动期

铁塔倾斜度均小于许可上限5mm/m, 工作面回采期间广播电视信号铁塔正常安全运行。

为了探究浅埋极薄煤层切顶卸压无煤柱开采与常规留煤柱开采覆岩运移与地表损伤区别，以子长矿区浅埋极薄煤层为背景，基于关键层理论，得到了硬岩破断距及覆岩的垮落高度临界值的计算公式，结合3DEC数值模拟及现场试验，对比分析了无煤柱开采与留煤柱开采条件下浅埋极薄煤层覆岩运移破断及地表损伤特征，确定了极薄煤层覆岩两带高度。结果表明: 当工作面回采达到60m时，两带发育高度基本稳定, 当大于60m时，工作面后方覆岩裂隙由开裂逐渐闭合, 裂隙区随工作面回采向前方移动, 两带高度稳定在24.6~27.7m；相较于常规留煤柱开采, 切顶留巷无煤柱开采方式下覆岩呈连续移动变形，可有效修复煤层开采工作面两侧非连续移动变形导致的覆岩裂隙及地表损伤裂缝，消除了常规留煤柱开采方式下相邻工作面间区段煤柱两侧覆岩裂隙，现场观测较好地验证了该结果。

为解决近距离下煤层破碎巷道围岩难以控制的问题，基于理论分析和数值模拟研究中空注浆锚索注浆前后对破碎围岩的控制效果， 即注浆前后中空注浆锚索与围岩的周边剪应力作用机理。结果表明：注浆前锚固段符合粘弹性本构模型，剪应力曲线呈现线性增加到非线性下降再到稳定的单峰值，注浆后巷道周围预应力场沿锚索形成一个渐变式的整体，使巷道围岩应力场重新分布，剪应力强度随之降低，应力曲线转变二次线性快速增加到非线性快速下降再到稳定的双峰值曲线，有效提高破碎围岩和软岩巷道的抗剪强度。

煤层瓦斯含量精准预测是预防井下瓦斯灾害事故的重要环节，为提高井下瓦斯含量预测的科学性及准确性，获取不同矿区的41组数据，包括瓦斯含量、埋深、煤厚、水分、灰分以及挥发分。对最小二乘支持向量机（LSSVM）、深度信念网络（DBN）、长短期记忆（LSTM）、Elman 神经网络及自适应增强（Adaboost）五种算法进行初选，得到最优基模型为最小支持二乘向量机、自适应增强以及深度信念网络。通过基模型集成得到7种瓦斯含量预测模型，得到Stacking-LSSVMAdaboost、Adaboost、Stacking-Adaboost-DBN和Stacking-LSSVM-Adaboost-DBN四种模型为优选模型。采用判定系数、平均绝对误差、均方根误差以及平均绝对百分比误差四种预测评价指标对优选出的四种模型进行综合评估，选择MAE<0.2、RMSE<0.3且MAPE<10的模型作为最终瓦斯含量预测模型。结果表明，Stacking-LSSVM-Adaboost-DBN集成模型判定系数为0.951，MAE、RMSE和MAPE分别为0.170、0.204 及7.412，所建立模型拥有较高预测精度，可为矿井瓦斯灾害防治提供一定依据。

为解决煤矿采掘工作面瓦斯涌出量无法实时准确预测的问题，通过对采掘工作面瓦斯涌出来源和影响因素进行分析，阐述了工作面瓦斯含量反演的难点和处理方法, 在此基础上建立了瓦斯含量反演模型，提出基于瓦斯含量反演的工作面瓦斯涌出量动态预测方法。该预测方法以瓦斯在煤体中的赋存状态是连续变化为前提，通过工作面煤体瓦斯含量反演并结合瓦斯涌出量特征系数的确定来对瓦斯涌出量进行预测。并在陕西象山煤矿进行工业试验，结果表明，该预测方法能够较好地对煤矿工作面瓦斯涌出量进行预测， 瓦斯涌出量预测值与实测值的绝对误差范围在0.09~0.20m³/min 之间，误差百分比控制在20%以内。利用该预测方法能够对采掘工作面瓦斯涌出量进行实时连续预测，保障煤矿安全高效生产。

瓦斯与水的水合作用可以促使煤层中的瓦斯气体以水合物的形态固化于煤层之中, 为研究外在条件对瓦斯水合物生成的影响, 自主搭建了静态水合物合成实验装置, 开展了瓦斯水合作用实验, 分别考察了促进剂添加量、初始压力对瓦斯水合作用的影响规律, 分析了促进剂、初始压力对瓦斯水合物生成促进作用机理。结果表明: 促进剂的添加有效增加了水合作用效果但却存在极限浓度, 当促进剂浓度介于3wt%-8.7wt%时会促进水合作用的进行, 浓度达到8.7wt%时作用效果最佳, 而当促进剂浓度在14.4wt%时, 则会减缓水合作用进程; 初始压力与水合作用效果呈正相关关系, 初始压力越高水合作用的速率越快, 水合作用时间越长; 通过对反应余气中甲烷组分的监测表明, 促进剂和初始压力能够改变水合作用的进程，对于瓦斯水合固化效果起着决定性的作用。

为解决目前矿用胶带火灾危险性评价中存在的主观分析和单一指标问题，提出了一种基于熵权法结合灰色关联度法的矿用胶带火灾危险性综合评价方法。利用NBS烟密度测试箱、锥形量热仪分析矿用胶带火灾烟气的光透过率、燃烧热释放速率、生烟速率和CO生成速率等火灾危险性关键影响因素，并建立矿用胶带火灾危险性多层次评价指标体系，综合评价不同热辐射条件下矿用胶带的火灾危险性。结果表明：在50kW/m²的热辐射强度下，测试箱内的光透过率迅速下降，在70s时降为0；与热辐射强度25kW/m²时相比，35kW/m²下的热释放速率峰值和总热释放量分别增加了29.06%和36.22%，生烟速率峰值和总烟产量分别增加了45.55%和31. 54%， 到达生烟速率峰值的时间缩短了92.59%；矿用胶带火灾危险性因素的权重排序为：燃烧危险（0.5216）>生烟危险（0.2522）>毒性气体危险（0.2261）。

为了能够有效识别煤矿井下工作人员的不安全行为，设计了一种基于轻量级OpenPose算法的井下人员行为智能检测算法。使用轻量级OpenPose网络结构获取红外相机数据中的人体骨骼关键点坐标，然后分别选取不同的骨骼点构建不同的检测算法对摔倒、攀爬以及推搡姿态进行检测。试验结果表明，算法速度达到30f/s，姿态识别整体准确率为86.35%。将行为检测模型部署到工控机并结合报警器，实现了不安全行为的精准实时检测和及时报警提示。

为了使杨柳煤矿安全监测平台精准快速地识别机电人员高压作业场景中存在的不安全行为，以井下中央变电所为例，聚焦绝缘护具佩戴情况设计安全识别框架。基于YOLOv7 目标检测算法引用部分卷积（PConv），提高模型在处理遮挡或缺失画面的鲁棒性和泛化能力; 融合快速神经网络结构（FasterNet），降低计算冗余优化检测性能; 最后融合时间空间注意力模块（CBAM），提高算法的特征提取能力。实验结果表明: 轻量化处理后较原模型体积缩小30.5%, 计算量减少23.7%，识别平均精度可达97.3%， 单张图片检测速度提升38.1%。在复杂背景下小目标检测任务中有效地解决了漏检问题。

为了研究地下开采对上覆露天矿排土场边坡变形破坏的影响规律，以酸刺沟煤矿及哈尔乌素露天矿排土场为研究对象，分析了地表沉陷规律及其诱发排土场变形破坏的机制，采用概率积分法对地表沉陷量进行了预测，并借助FLAC^3D软件分析排土场边坡变形及地表塌陷，同时分析了酸刺沟煤矿工作面回采结束后，哈尔乌素露天矿排土场的位移变化。结果表明: 概率积分法预测最大沉陷量为21m左右，模拟计算最大沉陷量为22m左右；两者的地表最大沉陷量均随着开采阶段的进行先增大后逐渐趋于稳定，符合地表沉陷形成移动盆地的规律；数值模拟结果和实际塌陷区位置一致；排土场边坡水平位移量与工作面推进长度呈正相关；工作面走向上，采空区两侧水平位移最大，呈现出向采空区中部滑移的特征，且总体表现为左侧边坡水平位移大于右侧边坡。

为了实现矿区开采沉陷损害的高效可靠鉴定，以山西东坡煤矿开采井田为研究对象，利用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术监测分析了该区域矿区开采所引起的地表形变，同时基于概率积分模型预计了该矿区开采移动变形情况，随后利用边界角确定了开采边界， 结合实地调查最终确定该井田开采是否会对矿区附近某村庄产生损害影响。结果表明：分析矿区在2007年1月至2019年4月期间InSAR形变监测结果以及预计的地表移动变形发现，该村庄始终处于由边界角确定的开采损害边界以外，同时结合实地调查发现建构筑物未有采动损害迹象。

充分掌握采空区垮落带瓦斯运移规律，对提高煤层气抽采效率具有重要意义。为揭示老空区抽采中后期破碎无烟煤的瓦斯渗透规律，利用自主设计研发的破碎煤岩体压实-渗透试验装置，对0.32~0.63mm粒径破碎无烟煤开展试验。研究结果表明：以动态渗透过程中气体压力及流量的变化趋势为依据，气体在破碎无烟煤中的渗透可划分为两种模式；老空区煤层气抽采中后期低雷诺数下破碎无烟煤中气体运移存在拟启动压力梯度，且空隙率越小所需要的拟启动压力梯度越大；破碎无烟煤渗透率与气体压力呈对数正相关，且随空隙率降低呈指数函数减小；随着轴向应力的增加，破碎无烟煤由弹性变形转化为非弹性变形，此时空隙率对轴向应力的敏感程度降低。

捕收剂油滴与煤泥颗粒的有效碰撞粘附是提高浮选效率的重要前提。为了研究能量输入对油滴-煤泥颗粒吸附率的影响，采用改进式浮选机及单煤油液滴-煤泥颗粒碰撞试验系统，分析了不同能量输入因素下捕收剂动能的改变及其对药剂-煤泥吸附率的作用。结果表明: 随着搅拌时间的增加，能量输入持续增多，捕收剂-煤泥吸附率随之增大，达到临界值后逐渐减小，这是由于煤油与颗粒之间的吸附作用属于物理吸附，当二者的吸附逐渐达到饱和状态后，能量持续输入打破了吸附平衡，使吸附的油滴发生脱附, 最大吸附率为79.82%，对应搅拌时间为40s。改变叶轮转速，捕收剂动能也随之改变，随着颗粒和药剂分散度逐渐增大，碰撞概率随之增大， 吸附率逐渐提高，当叶轮转速由500r/min增大至700r/min时，捕收剂-煤泥吸附率由78.11%增大至79.82%。研究结果从多个可变因素角度出发探究了能量输入对捕收剂油滴-煤泥吸附率的影响，为揭示煤泥调浆机制与开发调控技术提供理论参考。

为了研究神东矿区煤炭开采造成的地下水位下降是否会对地表植被的生存产生威胁，以神东矿区分布最广泛的植物沙蒿为研究对象， 采用水稳定同位素示踪技术研究神东矿区成年沙蒿的根系吸水深度，通过MixSIAR同位素混合模型分析成年沙蒿的土壤水分吸收策略。结果显示，研究区成年沙蒿的吸水的极限深度为2.5~3m，沙蒿会较均匀的吸收不同深度的土壤水分，但其水分利用策略也会受到土壤含水率高低的影响。该研究揭示了研究区成年沙蒿的根系吸水深度和水分利用策略，从植物角度说明了该区域生态水位的下限是2.5~3m。

煤矿的安全生产运营离不开大数据的支持，为利用大数据分析技术和业务模型，给经营决策提供支持，从而实现效益最大化。文章结合当前大型煤炭能源企业在发展大数据方面所具有的信息化基础，探讨研究大数据在企业经营智能决策中的应用，根据国能BT煤炭部门实际生产经营数据，创建了生产优化模型、月度自产煤供应量及外购煤采购量计算模型和决策模型，并将模型部署至服务器，应用于煤矿WL和煤矿LJH，结果表明模型表现良好，并通过对煤矿实际数据的实证分析，验证了该模型的有效性。

文章从入水方式着手，以自平衡多级离心泵为研究对象，探究了入水平衡装置对自平衡多级离心泵吸水室性能的影响。将平衡水管中心距入水平衡装置出水口距离与平衡水管直径作为设计变量，基于等间距控制变量法构建5组不同对比方案，利用计算流体动力学（CFD）方法对5组方案外特性、压力分布、速度流线分布以及空化性能进行仿真分析。结果表明: 平衡水管的有无、位置与大小均可影响自平衡多级离心泵的扬程与效率，对比方案中，离心泵扬程的极差为2m，效率的极差为0.27百分点；随着平衡水管中心距入水平衡装置出水口距离l或平衡水管直径d越小时，吸水室中高压区明显增大，而涡流密度明显减小，流线更加平顺；吸水室内所发生的空化区域明显减小，优化后方案的吸水室空泡体积分数最大值为90.91%，较优化前方案的吸水室空泡体积分数最大值降低5. 4%。

针对锚杆钻臂井下自动控制过程中存在的环境恶劣、地质复杂等特殊工况，需着重考虑PID的参数选取，为此采用随机分形搜索算法（SFS）对PID参数进行整定。由于随机分形搜索算法存在局部搜索能力不足、易陷入局部最优等问题，在面对机械臂待整定参数多及参数间耦合严重时，其整定效果不佳。因此，引入混沌初始化、正余弦策略、自适应K值选取策略以提高算法的局部搜索能力以及全局搜索速度；采用柯西、差分定向变异策略使算法跳出局部最优。通过标准测试函数测试表明改进后的随机分形搜索算法收敛速度及精度均有一定提高。最后通过锚杆钻臂参数整定仿真实验表明：改进后随机分形搜索算法整定的PID参数总体适应度值提高21%；各关节的量化指标表示改进后随机分形搜索算法跳出了局部最优，提高了整体寻优精度与速度。