基于专业和核心技术优势，北京中煤提出了“科技乙方”服务模式。通过提供科技含量更高的产品和服务，有效释放新质生产力的科技效能，该模式成功解决特殊凿井领域中大量“卡脖子”技术难题，并引领我国地下工程特殊施工技术的发展。“科技乙方”以技术力量实现价值创造，主要服务产品包括冻结技术、注浆技术、钻井技术及装备、智能化建井设计及建设、国家重大引调水技术服务。“科技乙方”是“技术+装备+工程”整体解决方案的提供商，在实施过程中对新出现的技术难题即时研究解决能力更突出，已经在山西省中部引黄工程地面定向钻孔预灌浆工程和涌水应急抢险堵水工程中得到了实践检验。

沿空留巷工艺决定着煤矿的回采效率及经济收益，应结合工程地质条件，选择合理的沿空留巷方式。以沙曲煤矿4303工作面为工程背景，对充填沿空留巷、切顶沿空留巷和充填体外切顶沿空留巷三种沿空留巷工艺进行比选研究。首先，采用弹性力学中的位移变分法对比分析了三种不同沿空留巷方式的顶板下沉量。其次，运用FLAC3D数值模拟软件建立了不同沿空留巷方式计算模型，分析了三种留巷方式下煤体帮侧向支撑应力及围岩变形规律。结果表明：①对于侧向支撑应力：充填体外切顶沿空留巷＜切顶沿空留巷＜充填沿空留巷；②与充填沿空留巷顶板下沉量相比，切顶沿空留巷降低了14.3％，充填体外切顶沿空留巷降低了23.8％；③与充填沿空留巷底鼓量相比，切顶沿空留巷降低了16%，充填体外切顶沿空留巷降低了12%；④对于留巷成本：充填沿空留巷和切顶沿空留巷相近，充填体外切顶沿空留巷成本最高。最后，在以上研究的基础上，将切顶沿空留巷在沙曲煤矿4303工作面进行了应用，取得了良好的应用效果。

针对升富煤矿周边煤矿工作面开采对其井筒安全影响问题，通过理论分析、现场实测和经验类比相结合的研究方法，划定井筒保护煤柱范围，预计工作面正常开采、区段煤柱也开采和井筒煤柱压覆区域不开采三种方案井筒不同位置处移动与变形，提出井壁采动损害等级、损坏分类及结构处理方法的划分类别，评价采动影响下井筒安全稳定状况。结果表明： 3煤01工作面正常开采时主、副斜井不受采动影响，风井在距地面[0,50m]范围为I级（轻微）损坏，对井筒安全影响较小；若区段煤柱也开采，最不利情况下，主斜井在距井口[0,70m]和(70,250m]范围分别为Ⅱ级（一般）损坏和I级（轻微）损坏，风井在距地面[0,33m]、(33,58m]和(58,90m]范围分别为III级（较重）损坏、Ⅱ级（一般）损坏和I级（轻微）损坏，风井最高III级损坏，将影响风井正常使用。

近距离煤层群开采形成煤柱群的工况条件，并使煤柱受力特征复杂化，导致矿井存在隐性危害。为了研究近距离煤柱群合理错距问题，以山西某矿8#和11#煤层为研究背景，采用理论计算的方法，构建了煤柱群合理错距的力学计算模型，采用数值模拟相结合的手段对区段煤柱的合理错距展开研究，并通过现场应用验证了研究的科学合理性。研究表明，煤柱群应力扰动范围可分为3个区分别为应力集中区、应力扰动区、应力叠加区，应力分布范围受煤柱应力传递角、层间距H和上煤柱留设宽度L影响，并且与H成线性关系和煤柱应力传递角成三角函数关系，层间距H对煤柱合理错距长度SL的影响最大。由数值模拟和理论计算得到，区段煤柱的合理错距长度为40m，并采用YHY30本安型钻孔应力计对现场展开监测，监测数据与理论分析结果近似，验证了本次研究的准确性，同时为类似工况条件下区段煤柱的合理错距提供了一种计算模型和解决方法。

摘要：为了对煤矿胶结充填体状态进行监测，基于连采连充工艺特点和充填体特性，提出了充填体状态监测的5项基本内容，主要包括液位监测、受力监测、强度监测、温度监测和应力监测，研究了各项监测内容的监测技术和监测方案。分析了充填体预留钻孔、激光、雷达和浮标式等液位监测技术，认为浮标式液位监测适应性较好；受力监测采用挡墙压力计进行监测，量程约为150kPa；提出了实验室测试的充填体监测技术，并展望了可原位强度测试技术；温度监测采用温度传感器来实现；应力监测采用kPa级和MPa级双通道应力计进行监测。

针对郭家湾煤矿51101工作面采空塌陷区生态综合治理问题，利用无人机搭载五镜头倾斜相机获取航摄影像，经过内业处理并三维建模获得实景三维模型。通过对像控点和三维模型精度分析，证明无人机倾斜摄影测量完全满足煤矿治理大比例尺地形图测图要求。依托实景三维模型和生成的高精度DLG数据成果，有效帮助设计人员准确高效的提出相应的采空塌陷区生态治理方式，大大提高了塌陷治理以及土地复垦工作的针对性和工作效率，为后期项目验收提供了准确可信的技术支撑和成果验证，最终有效解决了治理区地表变形和生态破坏问题，具有良好的社会意义，也为今后煤矿塌陷区开采治理提供有效的借鉴和参考。

针对工广保护煤柱开采井筒破损致因及其防治技术问题，以河北邯郸大社煤矿为工程背景，分析工广煤柱开采井筒围岩移动变形特征，揭示井筒破损致因；提出工广内后续工作面开采防治井筒破坏方案，形成相应的施工技术，并成功应用工程实践。研究表明：该矿工广内92606工作面邻近副井，开采引发的井筒竖向附加力是井筒破坏的致因；如不提前采取防治措施，后续92606外工作面开采，将导致副井井筒发生二次破坏；研究提出的不停产单卸压槽防治方案，具有不影响矿井生产、卸压率高、施工简单、成本低等优点。采用壁后注浆、开切卸压槽、架设密集井圈等技术，顺利完成了该矿不停产防治副井井筒破损工程。监测表明，该井筒竖向和环向应力，均小于井壁极限.承载力，处于安全状态，现运行良好，达到了预期效果。

针对曹家滩煤矿应用智能快速掘锚成套装备进行大断面煤巷快速掘进过程中，面临的设备与掘进工艺不匹配，无法实现完全平行作业的情况，以现有技术设备为基础，以现场实测与统计分析为手段，实现提高掘锚一体化平行作业率的目标。开展了现场调研、跟班实测、理论分析及数值模拟，在详细实测掘进工作面工艺流程、人员配置、各工艺时间的基础上进行定量化与理论化研究，针对截割、临时支护、永久支护、检修及日常管理进行了多方面优化。结合理论分析并利用数值模拟研究了锚杆密度、长度对巷道围岩变形的影响规律，在保证安全支护的前提下，提出锚杆减密加长的支护方案，即在保证原有支护强度的前提下，通过增加锚杆长度和增大锚杆间距来缩短支护时间，提高支护效率，实现掘锚同步的平行作业。研究成果对以后其他煤矿在应用掘锚一体机进行快速掘进施工提供一定的借鉴意义。

煤层开采进入千米后，地应力显著增大、围岩软化、高瓦斯、破碎顶板等综合因素使得沿空留巷困难。为解决深部复杂条件下的切顶卸压自成巷难题，以红阳三矿703工作面运输顺槽为研究对象，将恒阻锚索支护与切顶自成巷集成应用，并且对现场巷道顶板受力以及巷道围岩变形量进行了监测。结果表明：在超前工作面实施爆破切顶极大降低巷道所受应力，成巷区巷道顶板整体下沉量较小，巷中顶板最大下沉量约385mm，平均下沉量约280mm，巷中底臌最大值545mm，碎石巷帮无明显侧鼓现象，实体煤帮无明显片帮现象，满足安全和使用要求，巷道围岩变形在可控范围内，留巷效果良好

为了解决平煤五矿上层煤采空区积水威胁到下层煤开采的问题，对当前采空区积水空间位置及积水量进行分析，从经济性、合理性以及时间效应三个方面对三种排水方案进行比选，分析了定向深孔探放水技术相较于常规钻孔探放水技术具有的优势，最终确定出定向深孔探放水技术为最优方案。基于此，介绍了该技术的施工工艺，进行了方案设计并开展现场实践。现场完成了3个钻孔方案，方案一：角度11°，孔深280 m；方案二：钻孔角度9°，孔深280 m；方案三：钻孔角度6°，孔深271 m。同时采用固安特封孔技术，与传统水泥浆封孔技术相比缩短了88%的封孔时间，累计排放采空区积水量近30 000 m3，解决了己15-32020采空区水害问题，实现了矿井水害经济高效防治，掩护巷道安全掘进。为相似条件下矿井的定向深孔探放水工程施工提供了一定借鉴意义。

针对目前矿山面临的地表沉陷控制及固废处置难题，提出了一种“以抛代夯”的综采抛矸充填技术，基于抛矸充填技术原理，构建了抛矸运动数学模型，得到了抛矸充填基本参数。在此基础上，搭建了抛矸充填模拟平台进行现场抛沙实验，研究并分析了综采抛矸充填技术的可行性及参数的合理性。研究结果表明：①抛矸过程各参数实际测量值及变化规律与理论值较为接近，可以通过理论来指导现场设计；②当抛射倾角为50°，抛矸速度大于8m/s时即可满足抛矸充填需求；③采用抛矸充填整体充填率可达95%以上，且矸石堆积角大小较自然堆积有明显提升，充填效果良好。

以赵固一矿厚松散层薄基岩下分层工作面为研究对象，采用理论分析、数值模拟研究、钻孔冲洗液漏失量观测及钻孔窥视方法对采后覆岩破坏高度进行研究，研究表明：采用经验公式计算得到下分层工作面采后，顶板垮落带发育高度为6.93~27.72m，导水裂缝带发育高度为22.17~71.73m；数值模拟结果表明下分层采高2.5m、累计采高6m时，最大垮采比为2.61，而累计采厚小于6m、基岩厚度不小于30m、黏土层厚度大于5m时可认为黏土层厚度能够阻隔导水裂缝带向上发育；采用现场实测方法得到累计采厚5.8m处，垮落带15.26m，垮采比为2.62，导水裂缝带55.59m，裂采比为9.58。东一盘区下分层工作面后开采覆岩破坏高度的规律，可以为该矿下分层工作面时确定防水、防砂安全煤（岩）柱厚度提供理论依据。

针对薄煤层工作面开采长期面临的装备配套性能低、智能化程度低、经济效益低、劳动强度高的“三低一高”问题，构建了工作面生产时地面工艺调度决策，井下设备依据决策自动执行的“地面规划采煤、装备自动执行、面内无人作业”的智能无人开采新模式。建立了以地面控制中心为核心，以井上下万兆网络通讯平台、采煤机规划截割、液压支架主从调度、机载音视频装置、巡检机器人、电缆拖拽、三岗合一为辅的成套化薄煤层智能化开采关键技术。通过工业实践表明，该模式可实现生产时将工作面内作业人员由原来3人减为无人，达到无人则安；生产效率由原来的每天12刀提升到14刀，最高达到16刀，平均提升17%以上。

摘要：为提高煤矿井下大采高综采工作面粉尘捕获、沉降效率，针对大采高工作面空间分布广、粉尘运移范围大、传统喷雾方式不能有效覆盖产尘源等问题，在分析大采高综采工作面喷雾降尘效率影响因素的基础上，通过激光雾径测试平台、流量监测装置及多谱勒激光粒度分析仪测试喷嘴雾化参数，研发尘源跟踪喷雾降尘系统，实现了采煤机截割滚筒“三维立体”跟踪喷雾降尘。研究结果表明：大采高综采工作面喷雾降尘效率与喷嘴耗水量、喷雾覆盖面积和雾滴粒径等参数有关，并以此建立降尘效率公式；风速对喷嘴雾化降尘效率有重要影响作用，对每个单独喷嘴而言，风速的增加会降低喷嘴的降尘效率；根据计算得出不同风速条件下各喷嘴的降尘效率结果，优先推荐的喷嘴是SS1507；研制了一种具有流量控制功能的尘源跟踪喷雾降尘系统，实现跟踪喷雾降尘的可控及减少耗水量；并在三道沟煤矿85219大采高综采工作面进行现场应用，应用后上滚筒采煤机位置总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别为91.15%和81.96%，下滚筒采煤机位置总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别为90.61%和83.54%，该喷雾降尘技术显著降低85219大采高综采工作面空间的粉尘浓度，对矿山安全生产以及改善职工作业环境具有重要的意义。

在我国经济发展处于新常态和“一带一路”战略推广的背景下，单车双敞顶集装箱散料物流运输需求加速提升，现有装车技术只能满足单集装箱装车，无法实现单车双集装箱连续高效装车，单车上的两个集装箱时常摆放不均匀，也给集装箱装车带来极大困难。为解决上述问题，以煤炭集装箱装载为例，根据装车能力需达到6500 t/h的实际装载需求，深入分析了集装箱快速定量装车方案，最终确定单套双仓快速定量装车方案，并提出一种双仓协同异步装车新技术，解决了单车双集装箱无法连续装车的难题，装车效率大大提高，装车质量也得到保障。通过工程实践应用表明，散料集装箱快速定量装车系统实现了集装箱快速定量装车过程的自动化、智能化，最大装车能力可达7200 t/h，研究成果对发展铁路集装箱多式联运、推进铁路供给侧结构性改革、促进综合交通运输绿色低碳发展等具有重要意义。

为了研究地表建筑物筛分厂对西端帮边坡稳定性影响，以红沙泉露天煤矿采区为研究对象，基于极限平衡理论、数值模拟等手段，并采用Bioshop边坡稳定性计算方法，分别以施加地表载荷或无地表载荷为对比，探索了地表筛分厂对西端帮边坡上部、下部影响的局部稳定性规律及对西端帮边坡整体稳定性影响。结果表明：当上部局部边坡地表荷载增大时，边坡受到的影响较小，所以更应关注地表荷载对下部局部边坡及整体边坡的稳定性产生的影响。在地表建筑物筛分厂的设备重量、储煤量以及设备运输等总重量不超过500t并位于距离坡顶55m的位置的条件下，整体边坡的稳定性未受到地表荷载的影响，但下部局部边坡的稳定性略有降低基于数值模拟计算，建议地表筛分厂总重量不超过20万t。

为了分析顶板最大主应力方向旋转对顶板变形破坏的影响，以新疆焦煤集团2130矿25221工作面为背景，采用物理相似模拟实验、FLAC3D数值模拟方法对顶板破坏及岩层结构演化特征、最大主应力方向等值线分布及其对顶板破坏影响进行分析，在此基础上建立顶板力学模型，对顶板挠度分布特征进行讨论。结果表明：随工作面推进，顶板破坏包络线上方承载拱拱体范围增大，拱顶向岩层中上部延伸；顶板的最大主应力方向等值线分布形态由“m”逐渐向“n”型演化（采空区中、上部区域顶板最大主应力方向偏转程度较大），在主应力方向偏转和最优扩展裂隙角协同作用下，促使顶板中上部发生破坏并逐步向高位岩层迁移；建立顶板力学模型，通过Python编程将顶板数据代入计算可得，在顶板岩层倾向4/5处出现挠度峰值。

针对近距离煤层开采后导水裂隙带发育高度判定的问题，采用Box-Behnken方法设计13组实验并利用数值模拟手段，得出每组试验的导水裂隙带发育高度，系统分析了东欢坨煤矿的累计煤厚、工作面长度和推进距离三因素的交互作用对近距离煤层导水裂隙发育高度的影响，构建了以导水裂隙带发育高度为响应值的二次响应面模型，并得到了最优三因素的采场参数。模拟结果的方差分析表明：累计煤厚是影响导水裂隙带发育高度的最大因素，影响导水裂隙带发育高度的因素权重由大到小排序为：累计采厚、工作面长度、推进距离。同时三因素最优参数为：累计煤厚为12m时，工作面长度180m为最优参数；累计煤厚为20m时，工作面长度180m为最优参数；累计煤厚为28m时，工作面长度200m为最优参数。为类似地质条件下煤矿开采提供一定的参考与指导。

深部综采面多关键层-煤柱系统失稳型冲击地压是鄂尔多斯深部矿区常见的冲击地压类型，目前现场没有统一成熟的治理方案，冲击显现仍时有发生，本文以鄂尔多斯深部矿区某矿3102工作面为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法，对深部综采面多关键层-煤柱系统失稳诱冲机理进行研究，得出了以下结论：探讨了深部多关键层-煤柱系统的空间结构演化规律，研究了区段煤柱承载多关键层加载模式，分析了多关键层-宽煤柱系统的变形与应力转化函数关系，推导了多关键层-宽煤柱系统的失稳冲击工程判据。揭示了深部多关键层-煤柱系统失稳诱冲机理：当煤柱两侧采空区后，低位“ILZ”和面内“DLZ”破断关键岩层组加载至宽煤柱使其压缩变形，之后采场“DLZ”关键岩层组挠曲甚至破断，转移应力加载区段煤柱上，当其承载应力超过失稳阈值 时即发生整体失稳冲击。数值模拟研究了不同缩面宽度条件下的采场区段煤柱应力大小与分布特征变化规律，随着区段承载煤柱宽度的增加，应力分布特征由平台型过渡至马鞍形，应力集中程度和整体冲击危险水平持续降低，现场实测验证了120m区段煤柱的防冲安全性。

煤炭开发初期，由于技术装备问题导致前期一些矿井的特厚煤层开采仅限厚开采了一部分，造成了大量优质煤炭资源的浪费，本文基于榆树湾煤矿20111限厚开采工作面，综合运用现场实测，UDEC数值模拟、实验室试验、理论分析研究了特厚煤层工作面限厚与充填协同分层开采覆岩导水裂隙发育规律。数值模拟表明，当下分层充填开采充实率达到70%及以上时，导水裂隙带发育高度为177.4 m，下分层开采对第四系萨拉乌苏组含水层无影响；下分层70%充实率充填开采物理模型相互验试验表明，下分层70%充实率充填开采时，覆岩裂隙发育明显减缓，导水裂隙带发育高度明显降低，仅为179.7 m，导水裂隙带未发育至最小隔水保护层，可实现第四系萨拉乌苏组含水层下的特厚煤层安全、高效开采。

针对锚杆在腐蚀性介质水中易发生腐蚀而导致锚杆支护失效的问题，对煤矿常用锚杆进行化学成分分析，采用慢应变速率应力腐蚀试验机进行SSRT试验，并对比了断口形貌。研究结果表明：标准溶液中锚杆表现出较高的应力腐蚀敏感性，塑性参数的敏感程度大于强度参数，塑性参数均低于在空气中的数值；表面处理锚杆依然表现出应力腐蚀敏感性，主要体现在延伸率的降低，特别在应变速率为1×10-5 s-1和1×10-7 s-1表现更加明显。此外，拉伸速率与SCC的断口形貌具有直接相关性，拉伸速率越大，断裂方式越接近塑性断裂，拉伸速率较小导致材料出现脆性断裂特征。总体来看，在设计和使用腐蚀性锚杆时，需要考虑其应力腐蚀敏感性指数，并且在实际使用中要注意控制拉伸速率，以减小试样应力腐蚀敏感性的影响。

针对带式输送机音频数据中存在大量冗余的问题，提出了一种基于改进蜜獾算法（Improved honey badger algorithm，IHBA）优化支持向量机（Support Vector Machines，SVM）的带式输送机关键音频数据识别方法。提取音频数据的梅尔频率倒谱系数作为特征；采用Tent混沌映射增加种群多样性，引入新的密度因子和黄金正弦机制来克服蜜獾算法（honey badger algorithm，HBA）易陷入局部最优、收敛速度慢及寻优精度低等缺陷，并通过标准测试函数的仿真实验，验证了IHBA性能。采用IHBA优化SVM的参数，将梅尔频率倒谱系数特征输入IHBA-SVM模型中进行识别。结果表明，IHBA-SVM模型能够有效提高带式输送机关键音频数据的识别率。

受交变冲击载荷影响，悬臂式掘进机截割减速器油液易过早失效，严重影响设备运行。因此提出一种基于Dropout层的模糊深度学习模型（FDD），依据粘度、水分、颗粒数三种指标，对油液状态进行实时监测。首先，依据各指标对油液状态进行模糊评估，划分为四个等级；其次，将各指标数据进行归一化处理，作为深度神经网络的输入，再运用ReLU激活函数对网络进行激活，得到一个过拟合的神经网络；然后，利用Dropout层特性，降低网络拟合程度，同时使用遗传算法对模型中的超参进行优化，从而搭建成准确率较高的深度学习网络模型。最后，使用仿真数据对模型进行训练，并利用实际数据对模型进行验证。结果表明，FDD模型能快速地对油液状态进行监测，其平均预测精度达到97%，数据损失仅有0.0018；同时，解决了油液监测过程中，由于多指标信息不一致导致油液状态表征困难及数据较少情况下神经网络训练困难的问题。

综采工作面的智能化开采已成为现代煤矿工业的重要发展趋势，智能化开采已经成为了我国煤炭发展的必由之路，智能感知、智能决策和智能控制作为智能化开采的三个关键要素，其中智能感知作为最基础、最关键的部分。在这一进程中，智能感知技术在该领域的应用正日益成为研究热点，智能感知技术在提高开采效率、降低生产成本、确保工作面安全等方面发挥着至关重要的作用。本文回顾了智能感知技术的发展历程，分析了不同阶段中智能感知的主要特点。根据智能感知技术的特点和关键技术分为了四个阶段：基本感知阶段——多参数监测阶段——多维度信息感知阶段——全面感知阶段。深入研究并全面探讨智能感知技术在中国煤矿综采工作面的关键技术、广泛应用和未来发展趋势，以期为煤矿行业的智能化转型提供参考。

针对智能接收机检测效率低的问题，提出了一种基于深度学习的高效矿井MIMO信号检测模型。该模型由非线性映射网络以及纠错网络共同组成。非线性映射网络实现接收信号到二进制比特信号的初步恢复，纠错网络用于纠正非线性映射网络恢复的错误信号，提升信号检测精度。通过搭建矿井MIMO通信系统对该模型的性能进行了验证，仿真结果表明，在矿井MIMO通信环境中，在发射端调制方式，信道编码方式改变以及信道环境变化时其性能优于传统接收机。同时，相对于深度接收机模型，该模型具有更高的检测效率。这项研究为解决智能接收机译码效率低的问题提出了一个新的解决方案，并在复杂的矿井场景中证明了该模型的性能优势。

煤炭开采产生大量煤矸石，如将煤矸石作为混凝土粗集料再利用不仅符合环保理念更节约砂石等自然资源。为探究煤矸石混凝土力学特性，开展了煤矸石混凝土的多相细观力学特性试验研究，并基于细观尺度建立了煤矸石混凝土非均质数值模型，研究了煤矸石混凝土内部各种介质对煤矸石混凝土力学性能的影响。研究结果表明：细观模型能较好地描述煤矸石混凝土的力学特性、破坏模式和内部损伤演化过程；煤矸石混凝土的力学特性与三相力学性能有关，随着ITZ强度的增加，煤矸石混凝土的峰值应力先增大后减小，但残余强度趋于一致。改善 ITZ力学特性对煤矸石混凝土的破坏模式及宏观裂缝的分布和扩展影响不大；提高水泥砂浆强度可以提高煤矸石混凝土的峰值应力和脆性；粗骨料强度提高了混凝土的峰值应力。当 时，可以有效提高混凝土的峰值应力；当 时，峰值应力增长率会迅速下降。增加骨料的强度可以改善混凝土的脆性。

为研究不同温度对煤燃烧特性的影响，采用锥形量热仪在不同热辐射强度（35、40、45、50 KW/m2）下对安徽省朱集东煤矿气煤进行燃烧测试。结果表明：煤样热释放速率峰值随热辐射强度增加而增大，50 KW/m2时为81.54 KW/m2，较35、40和45 KW/m2时分别增加15.96%、10.41%和1.53%；煤样总热释放量变化顺序为45 KW/m2>50 KW/m2>40 KW/m2>35 KW/m2，即随热辐射强度增加先增大后减小。随着热辐射强度由35 KW/m2增加至50 KW/m2，煤样质量损失速率峰值与总质量损失量均呈上升趋势，分别增加了38.15%和13.75%。在燃烧后期，以45 KW/m2的CO释放量峰值最小，为0.36 kg/kg，相较于35、40和50 KW/m2时分别降低了0.33、0.27和0.04 kg/kg。

为研究潮湿细粒煤复合式干法分选效率，对潮湿细粒煤进行了振动强度和气速的单因素试验，结合RSM-BBD预测模型获得了最优参数；并对不同水分的原煤在不同分选时间内的分选效果进行了探索，同时分析了气流对潮湿细粒煤分选过程的影响，并评价了分选效果。结果表明：随着分选时长的增加，分选效果明显提高，最大灰分离析度可达12.05。试验煤样在气速为0.78 m/s，振动频率为25 Hz，振幅为3 mm时达到最佳分选效果，此时可能偏差E=0.135 g/cm3 ，且在此条件下分选产品有很好的脱水效果，复合式干法分选可实现潮湿煤炭的提质。该研究可以对细粒煤炭的干法分选工艺提供理论和技术支持。

起泡剂汽化成泡法可以解决传统起泡剂添加方式存在的无选择性吸附等弊端，利用高速运动采集系统分析了仲辛醇、甲基异丁基甲醇（MIBC）和空气分别在不同汽化温度下成泡的热/动力学特征。研究表明，随汽化温度升高，气泡宽纵比逐渐增大，气泡的体积逐渐减小，不同药剂汽化成泡体积由大到小为空气>仲辛醇>MIBC，气泡表面张力和附加压力随汽化温度升高而降低是气泡宽纵比和体积变化的主因。气泡上浮末速随汽化温度升高而减小，且到达稳定末速的时间缩短。气泡动能随温度升高而降低，相同汽化温度下，仲辛醇汽化成泡的动能大于MIBC，气泡的表面能、动能与势能之和随汽化温度升高而减小。

旋流微泡浮选柱由于气泡尺寸小、泡沫二次富集作用强，在分选微细煤泥时比传统浮选设备具有更好的分选效果。但对于其他难浮煤泥，如固体浓度高、粒度组成宽的浮选入料，尤其是很多配煤入选的选煤厂出现煤质波动时，旋流微泡浮选的浮选效果并不理想，这限制了旋流微泡浮选柱的应用。本文综述了旋流微泡浮选柱结构改进方面的研究进展，分析了不同结构的旋流微泡浮选针对三种难浮煤泥（微细煤泥、高浓度煤泥和宽粒级煤泥）的分选效果。结果表明，通过结构改进，旋流微泡浮选柱能够适应宽粒级和高浓度浮选的需要，并保留其对微细煤泥的良好分选效果。

高瓦斯以及具有煤与瓦斯突出危险的矿井主要通过施工各种类型的瓦斯钻孔来降低煤层瓦斯浓度或者消除突出危险。但是钻孔施工过程中会从钻孔中涌出大量的煤渣和瓦斯，且钻孔摩擦有着火的风险，严重威胁到作业地点施工人员的安全。为了避免钻孔施工过程中的瓦斯、煤尘和火灾问题，自主研发了一套CBS-2型三防装置，其主要由封孔套管、气渣分离箱、二次气尘分离箱、控制阀以及防喷除尘毛刷等部件组成。通过现场应用，实际降低巷道瓦斯浓度77.8%，降低孔口瓦斯浓度97.4%，降尘幅度达90%以上。该装置满足矿井普通顺层钻孔钻进施工中灾害防治需求，提高了矿井井下钻孔施工过程防瓦斯异常、防尘以及阻火能力。整个装置的所有控制都采用气动阀门控制，可以快速提高瓦斯排放效率，也为后期的电动自动控制改进奠定了基础。

现有的阀控锚杆钻机系统存在严重的节流与溢流损失，导致整机效率低下。为解决这一问题，围绕矿山机械装备绿色化、智能化等发展目标，提出了一种新型闭式泵控锚杆钻机系统。通过理论分析与联合仿真结合的方法，首先，对比研究了新型锚杆钻机与阀控锚杆钻机的能耗特点；其次，设计了一种基于压力反馈的自动调速方法；最后，针对泵控系统非线性严重、控制精度低的缺陷，设计了模糊自适应PID来对推进油缸进行闭环位置控制。结果表明，与传统的阀控锚杆钻机相比，新系统的动力源功率显著降低、整机效率获得了大幅度提高，节能效果显著；回转马达可依据压力的变化实现自动调速，误差不到1%；与PID控制相比，采用所设计的模糊PID，稳态时，可使钻机的定位误差减小70%以上。