为了解决我国“三下”压煤开采问题，实现煤炭资源绿色开采，基于近40年来离层注浆充填减沉工程案例，研究了覆岩离层注浆充填减沉机理，从地质因素、采矿因素和注浆材料三个方面对该技术的应用条件进行了深入分析，并在潞安集团夏店煤矿3117工作面开展覆岩离层注浆充填试验。研究表明：覆岩离层注浆充填在应用过程中不能简单均化处理，地质因素中的地层岩性、注浆关键层层位和地质构造是首要考虑的条件，影响离层形成和发展的时间及空间|采矿因素中的煤层采出厚度、开采深度、工作面采宽、开采速度对离层空间形成的大小有着重要作用，进而影响注浆充填减沉效果|注浆材料对注浆工程的经济效益有着直接的影响。

深部矿井近距离煤层群开采后期在上煤层易产生一侧本煤层采空、一侧下煤层采空的类孤岛工作面，其位置设计对于工作面的采动强度有直接影响。结合新街一井地质及开采条件，通过现场调研与分析，提出了近距离上煤层类孤岛面围岩的“下”型结构，并阐述了其开采隐患因素。根据此类孤岛面与下煤层实体煤的位置关系提出了3类布面方案，并基于离散元数值软件建立了8种类孤岛面布置模型。研究结果表明，当类孤岛面布置在内错下煤层实体煤且错距为25 m左右时，巷道实体煤帮峰值应力增高系数降至1.5以下，煤柱帮应力出现明显的下降段，在该位置布置工作面较为适宜。同时考虑到实际此类孤岛面存在厚层坚硬顶板的情况，提出了“合理布面+顶板预裂+卸后再采”技术，为现场相关工程提供借鉴参考。

结合羊马河主斜井驱动机房的设计实践，从平面布置和竖向布置两方面探讨了驱动机房的建筑，结构设计。通过对驱动机房混合结构网架参与整体结构计算分析，得到了跃层柱计算长度的取值原则，确定了该类型不规则结构设计的要点|并研究了驱动平台水平振动及竖向振动，给出了振动控制的设计原则。此驱动机房的设计将为类似工程设计提供参考。

为解决煤炭与煤层气开发的数据库资源和分析工具不足的难题，基于大数据技术协同计算和分布式存储原理，提出了煤矿区煤层气大数据分析管理平台设计方案，建立了基于云技术的大数据互联机制，构建了基于大数据挖掘技术的煤层气开发利用模型库。根据系统架构设计和功能设计，搭建了以Hadoop为核心框架的煤层气大数据平台，并在政府管理部门、煤炭企业开展了多元化的应用，打通了多元异构数据业务的信息壁垒，为煤与煤层气协调开发、煤层气开发利用合理布局提供了数据基础和决策依据。

为破解新疆露天煤矿开发与生态保护的矛盾，实现资源开发与生态保护的协同，围绕该区域干旱少雨、水资源短缺、生态系统极度脆弱的特征，分析了露天煤矿开发对戈壁脆弱荒漠生态系统的主要影响，提出新疆戈壁矿区露天矿恢复应以原生态功能重建为目标，并构建了排土场恢复的四大模式，分别是利用采掘场剥离物中的砾石重构地表、排土场剥离物直接碾压或洒水碾压、构建戈壁沙障、开发性恢复。

淮南矿区近年来逐步进入深部开采，围岩应力高、环境复杂、软弱破碎、稳定性差、变形剧烈等工程技术难题日益突出，传统支护技术的局限性日显露，因此本研究基于淮南矿区潘三矿深井地质条件，采用理论分析、数值模拟、工业性实验、现场实测等方法针对深部强采动影响下煤巷围岩控制难题开展系统深入研究，分析了淮南矿区深部强采动煤巷围岩赋存特征，主要为埋深大、岩性变化大、巷道断面大、复合顶板较多、煤体强度较低等问题，根据淮南矿区煤巷围岩赋存特征分析了深部强采动煤巷控制技术难点|针对淮南矿区深部强采动煤巷围岩控制技术难点，建立了“应力优化-围岩改性-锚固强化”一体化协同控制技术体系，创新了“切顶卸压—注浆加固-厚锚固层强化”一体化围岩控制技术|在2121(3)运输巷道开展了工业试验，巷道回采期间运输巷道两帮最大累积变形量为436.6 mm，底板累积最大相对位移量约为390.1 mm，小于原支护方式下变形量的50%；2121(3)运输巷道顶板浅部岩层1.5～1.8 m范围存在离层和裂隙发育，深部顶板岩层完整性较好，具有较好的承载性能，可以较好的维护巷道稳定性，验证了该技术体系在深部强动压煤巷围岩稳定控制上具有较好的维控效果。

重复采动影响下沿空留巷巷道围岩的稳定性控制是确保工作面在采取该成巷布置工艺条件下实现安全回采的重要保障。本研究以乌兰木伦煤矿巷道布置工艺由原双巷掘进向沿空留巷过渡转变条件下，开采12408综采工作面煤体和与12407工作区段遗留的煤柱时面临的留巷围岩破坏失稳问题为工程背景，通过采用现场实测、理论分析和数值模拟的方法对其沿空留巷围岩失稳响应机理进行分析，并提出了采用多举措融合手段技术解决12408外回风巷道剩余段围岩失稳问题。结果表明：二次动压叠加影响作用、基岩岩性特征与埋深的耦合作用、巷道断面支护强度与回采强度参数匹配的不合理性是导致留巷围岩失稳的主要因素|通过采用补强支护+增加单元支架+合理控制回采速度的耦合控制技术体系后，12408工作面剩余段在回采过程中顶离层值为70 mm，顶板最大下沉40 mm，两帮最大移进量23 mm，整体变化较小，围岩变形状态未影响安全回采，变形处于可维控范围。

针对灵新煤矿061601综采工作面运输巷部分区域发生蠕变，原有支护方案不能较好的控制围岩变形的情况，利用理论分析、数值模拟和现场试验进行倾斜煤层巷道围岩蠕变效应及支护技术研究。根据研究分析可知，在工作面掘进和回采阶段，巷道端头及煤柱帮区域应力集中较严重，且通过增加初始支护力对控制回采巷道围岩塑性区范围起正相关作用，在多阶段下原始支护和优化支护方案模拟对比分析，确定支护方案优化后，能够有效改善巷道浅部围岩承载能力，减缓围岩破坏小范围扩展，说明支护方案能够有效高巷道围岩抗变形能力。同时，在现场应用中优化后支护方案能够分别提升顶底板和两帮围岩控制能力，变形控制效果分别提升达到75.84%和65.49%，即整体巷道优化后的支护方案对围岩控制效果更有效，为矿井安全生产提供重要保障。

以榆树岭煤矿东翼下5煤层老空积水防治为工程背景，提出矿井地下水“复合勘查+定向探放”的工程技术，其中，矿井地下积水区域复合勘查技术方法包括宏观物探勘查、细观钻探勘查和微观化探勘查三阶段等，长距离定向钻孔精确探放水技术方法包括长距离定向钻孔装备工艺及钻孔布置设计等，并对工程实施效果进行监测评价，总体实现了老空积水的疏排，解决了工作面采掘布置的水害隐患。工程应用表明：实施“复合勘查+定向探放”工程技术共6个月，累计疏放老空水约22.6万m3，水压由1.42 MPa下降至0.9 MPa，放水效果良好。

为了探究超高水材料原位充填管路系统设计中水力坡度和临界流速两个关键参数，对现有模型进行修正，以甲料为研究对象，利用室内水力实验探究不同倾角、质量浓度条件下甲料浆的实际水力坡度和临界流速，利用最小二乘法进行参数估计并对模型的准确性进行探究，并以鲁西南地区田陈煤矿7105老巷原位充填为背景进行工程检验，研究结果表明：随着倾角的增大水力坡度逐渐增大，倾角影响系数α与管路倾角近似满足线性关系，临近流速修正系数β同时受到倾角和浓度的影响，浓度越大、倾角越大，临界流速越大；利用实验数据得到α、β拟合公式并带入修正模型，水力坡度模型预测结果误差在10%以内，临界流速模型预测结果误差在5%以内；基于两个关键参数设计的现场充填管路系统通畅，未出现淤积堵管现象和管路磨损现象，证明了水力坡度修正模型和临界流速修正模型在实践应用中的可行性。

立井井筒是矿井的咽喉要道，立井施工智能化是立井建设安全、高效的重要保障。文章介绍了煤矿立井建设时期钻爆法施工、机械掘进施工、特殊凿井施工等主要施工方法技术装备的发展历程，分析了立井施工智能化技术现状，阐述了立井施工智能化技术方面存在的不足，明确了立井施工工程实际需求，指明了立井施工方法的智能化技术路线和发展方向。

针对浅埋厚硬顶板超大采高工作面矿压显现强烈的问题，基于支架工作阻力及现场微震覆岩监测数据，对曹家滩10 m超大采高工作面矿压显现及覆岩活动规律进行了研究。研究结果表明：10 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为49.35 m，周期来压步距平均为21.89 m，动载系数平均为1.49|工作面存在“大小周期”来压现象，大周期来压期间，工作面来压步距显著上升。非来压期间支架工作阻力增大不显著，周期来压期间增阻显著，支架活柱有明显下缩，特别是“大周期”期间内，立柱平均下缩量和最大下缩量均值分别达到686.12 mm和1321.35 mm|超大采高工作面周期来压具有来压频繁、来压持续时间和来压步距长、动载矿压显现强烈、煤壁片帮剧烈等特点|微震事件活跃区域位于工作面倾向，距工作面中心0～130 m，其中110～130 m为峰值区。煤层顶板上40～60 m微震频次低但能量高，是强矿压主导岩层。微震事件的时空分布规律与矿压规律吻合性较好，高能量微震事件通常先于工作面矿压显现发生，且与周期来压有较好的对应关系，对于矿压的预测可靠性或匹配度相对较高，高位岩层的架前切落是“大周期”来压强度显著增大和片帮冒顶的重要原因。

针对综放工作面液压支架回撤速度慢、转向过程液压支架底板下陷和易侧倾倒架等控制难题，综合采用现场调研、数值模拟和理论分析方法，开发了综放工作面液压支架安全回撤平台，分析了该回撤平台的主要结构和运行流程，模拟研究了液压支架和回撤平台作用过程中的应力和位移特征，并在水峪煤业典型综放面进行了现场工业性试验，综合应用效果良好，对类似综放面液压支架安全回撤提供一定参考。

为了提升新疆阿艾矿区烧变岩水害防治技术水平、减少水害事故发生，分析了研究区烧变岩含水层分布特征、富水特征|根据烧变岩含水层与采掘区域位置关系、导水通道的形成机制及烧变岩来水方向，划分了研究区烧变岩水害类型|提出了采用“地面疏排+井下疏放”的井上下联合疏放水防治技术治理烧变岩水害|研究了基于疏水量、水位动态变化以及钻探验证的水害治理效果评价方法，并选择典型工作面进行应用。结果表明：阿艾矿区烧变岩水害分为掘进扰动裂隙侧向涌水、采动裂隙顶部涌水、集中导水通道顶部涌水3大类|典型工作面烧变岩水累计疏排水量约219.2万 m3，含水层水位平均下降约40 m，经钻探验证仅在工作面终采线外侧的补T1孔涌水7.5 m3/h，其余区域无水，表明烧变岩积水绝大部分区域已疏放完毕，疏放水效果显著。

针对大采高综采工作面粉尘污染严重、降尘效果不佳的问题，以大柳塔煤矿开采层作业区为例，运用数值模拟的方法对喷雾参数进行优化，通过对现有喷雾降尘技术的梳理与比较，提出了支架接尘、煤机内外喷雾与尘源跟踪喷雾相结合的综合降尘技术。现场应用效果表明：风速为1.5 m/s时优先选用HH9.5喷嘴|随着压力的增大，喷雾面积及高浓度喷雾区域呈上涨趋势，压力为6 MPa时经济效益最佳|喷雾综合降尘技术对总粉尘的降尘率达90.11%～94.43%，对呼吸性粉尘的降尘率达81.96%～84.40%，工作面空间内的总粉尘质量浓度可低至20 mg/m3，呼吸性粉尘质量浓度低至10 mg/m3。综上所述，喷雾综合降尘技术能够有效降低工作面粉尘浓度，提升煤矿安全生产水平，可为大采高综采工作面粉尘防治工作提供有益参考。

针对平煤八矿深部软岩巷道变形大、支护失效严重等技术难题，采用现场调研、理论分析、数值模拟以及工业试验等方法，分析了高应力软岩巷道变形特征和失稳破坏机制，提出巷道围岩协同一体化控制机理，设计了“深浅部锚固注浆+深部锚索补强+卸压槽卸压”的围岩协同一体化控制方案。通过理论计算验证得到支护后协同围岩承载体极限承载合力大于其承载合力|通过FLAC3D模拟显示设计方案能够使内外围岩结构相互协同承载，充分释放巷道周围塑性变形能，均匀分布围岩载荷。巷道重新支护后，围岩应力影响范围转移至巷道深处10 m区域，围岩-支护达到协同一体载荷均匀的承载结构|矿井监测数据表明：巷道修复一年后，最大移近量不足巷道宽的4%，最大下沉量不足巷道高度的5%，巷道变形基本趋于平稳状态。

针对深埋厚砂岩顶板赋存条件下工作面回采过程中采场应力高、两巷变形量大、顶板断裂能量大等强矿压显现问题，采用FLAC数值模拟了130207深埋高应力采场应力演化规律和采场位移演化规律，结果表明，工作面推进至一次见方和二次见方时，会出现高应力集中，集中系数最高可达2.5～4.0|二次见方期间回风巷帮部水平位移可达390 mm，底鼓量可达413 mm。为确保工作面安全回采，制定了区域水力压裂卸压方案，依据关键层理论和组合梁理论计算得出130207工作面关键致灾层位为22.83 m厚粗粒砂岩层和40.23 m厚粗粒砂岩层，依据Hubbert-Willsi非渗透性地层破裂压力计算公式得出起裂压力为13.06 MPa。区域水力压裂后，工作面周期来压步距、来压持续距离明显减小，超前支承压力影响范围及应力集中系数明显降低，工作面日最大能量和日平均能量明显减小，这说明定向区域水力压裂技术效果良好。

针对近直立煤层赋存条件，采用理论分析、数值模拟与工程验证相结合的方法，建立水文地质模型，提出一种多涌水来源下近直立煤层露天转井工开采动态涌水量计算方法。研究结果表明：近直立煤层露天转井工回采条件下，露天采坑内松散堆积体的持续补给量不容忽视|定义了采场“采坑充水—下渗补给—再充水—再补给”的浅部开采补给特征和“基岩含水层储量释放与垂向露天采坑水补给相结合”的深部开采补给特征|以青海先锋煤矿为例，开展了矿井涌水量动态计算，并与实测结果进行对比验证，验证方法可行。

为了探究石灰石粉与粉煤灰的交互配比对膏体充填体性能的影响，采用石灰石粉替代粉煤灰在0、25%、50%、75%、100%的替代百分比情况下制备一系列试样，通过测试膨胀率、塌落度、泌水率、凝结时间以及抗压强度等指标，评估了膏体充填体的工作性能以及抗压强度。研究结果表明，石灰石粉和粉煤灰的交互配比对矿用膏体充填体性能有显著影响|随着石灰石粉替代量的增加，能有效地降低充填材料的泌水率与凝结时间，提高膏体的膨胀率|当替代量在25%左右时，充填材料的抗压强度得到增强，当养护周期大于3 d，石灰石粉替代量大于25%时，抗压强度随替代量的提高而降低。

物理模拟试验是研究煤岩冲击地压的重要科学手段之一，研制出低强、冲击倾向性的煤岩相似材料，是冲击地压物理模拟研究的关键。针对材料性能要求，引入冲击能量指数和脆性指数，采用正交试验设计法与敏感性分析法，选取碳酸钙含量、重晶石粉含量、石膏水泥质量比和水含量4个因素，设计4因素5水平共25组正交配比方案。开展试样单轴压缩及声发射特征试验，得到试样应力-应变曲线和声发射演化特征并测定每组试样强度、冲击能量指数等性能参数，对比分析各试验参数在4个影响因素不同水平下的变化规律，并以冲击能量指数和脆性指数作为筛选条件挑选相似材料配比方案。试验结果表明：水含量和碳酸钙含量是制备低强度冲击强煤岩相似材料的主导因素，改变石膏水泥质量比能够调节相似材料脆性程度与强度|以冲击能量指数KE≥1.5、脆性指数BIzhou≥0.2为选择标准，共得到6组低强度高冲击倾向材料配比，水含量为19%～25%，碳酸钙含量为26%～32%时制备试样冲击倾向性能够满足试验要求|试样加载过程中，屈服阶段之前声发射事件不活跃，进入屈服阶段后振铃计数陡增，出现高能量破坏，屈服前后呈现“平稳过渡，急剧上升”的趋势。

我国矿山安全生产形势明显好转，但水害事故是矿井主要灾害之一，准确预测工作面回采过程中底板破坏程度是承压水上采煤水害防治的关键技术之一。根据葛泉矿东井地质特征和11916工作面具体情况，利用“井-地-孔”联合微震监测技术，对回采中底板破坏过程进行监测，在微震定位的基础上，采用微震事件数量直方图和密度图的统计方法，初步获得底板破坏深度为15 m|根据地质数据建立三维地质模型并划分均匀网格，结合微震发生位置、释放能量及数量等震源参数，计算每个网格的能量密度，采用MC算法最终获得底板破坏曲面。结果表明，底板破坏深度不仅与微震事件数量有关，还与微震释放能量、破坏半径以及巷道底板起伏有关，从底板破坏曲面分析得出回风巷道底板破坏深度约为10 m，运输巷附近底板破坏深度约为15 m。最后，将其与钻孔压水试验测试得到的数值对比，证明基于微震监测底板破坏曲面预测方法能更加准确、精细获得底板破坏分布情况。

为研究采动影响下构造发育区煤层瓦斯运移规律，以桑北矿区为工程背景，综合运用理论分析、现场实测与数值模拟的方法，通过构建采动影响下煤体渗透率动态演化模型，结合煤岩应力场、变形场和渗流场相互作用，研究了瓦斯运移流固耦合机制。研究发现，桑北整合区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南，构造复杂，含褶曲、断层等，地应力受重力与构造运动双重影响，3#煤层应力值普遍小于15 MPa。基于含瓦斯煤层应力-损伤-渗流多场耦合模型建立数值模拟，模拟不同抽采时间下瓦斯运移情况。结果表明：原始区域抽采时瓦斯压力变化区域随时间外扩，30 d变化明显，180 d后幅度变小|完全卸压区域瓦斯压力随时间降低，卸压程度越高受抽采钻孔影响越明显，降低幅度越大|构造发育区瓦斯压力变化受构造发育程度影响，发育程度越高影响越小，且随抽采时间增加压力变化区域扩大，前90 d变化明显。现场实测与模拟结果对比显示，原始区域、完全卸压区域和构造发育区瓦斯压力变化趋势分别基本一致。

针对垛式液压支架降柱过程中立柱失速的问题，基于外控恒压调速阀改进平衡回路，研究立柱在负载作用下的承载特性。利用AMESim搭建液压支架平衡回路的仿真模型模拟立柱工作过程，分析外控恒压调速阀的结构参数对立柱承载特性及外控恒压调速阀阀口流量特性的影响。结果表明：立柱受到冲击时，安全阀开启卸荷|立柱下行时平衡回路作用防止立柱失速。减小外控恒压调速阀的阻尼孔直径与调控活塞面积可提高系统响应速度，平衡回路稳定性能提升，立柱承载特性得到改善。

短时电压振荡下矿区供电变电所电能质量小波暂态扰动在检测的过程中存在扰乱类型较多和噪声环境复杂的现象，在进行检测的同时需要及时处理噪声信号，导致检测的效率低，效果较差。针对该问题，对矿区供电变电所电能质量小波暂态扰动进行检测，首先对噪声环境进行小波去噪处理，减少外界环境对检测结果的影响|并基于PCA算法对数据降维处理，调整数据暂态形式，建立识别机制，提高检测精度|最终结合去噪的阈值进行内部检测，获取检测数据。根据实验结果可知，该电能质量小波暂态扰动检测方法具有较高的检测精度，与预设参数吻合度较高，检测效果良好。

为改善井下工作环境，打破高温矿井逢夏停工停产的困境，以平煤股份十矿为工程背景，提出了基于全风流路径风温预测的采煤工作面冷负荷计算方法。建立了采煤工作面温度场数值模型，分析了入口风温与控温靶区温度值的依变关系；设置控温靶区目标温度值，并通过焓差法对制冷前后的采煤工作面冷负荷进行计算。研究结果表明，以采煤工作面上端头超前工作面50 m为控温靶区，入口温度与控温靶区温度的依变关系为：y=89.57-72.88×0.99x；降温前，入口风温为30 ℃，控温靶区温度为35.7 ℃。降温后，入口风温为13.6 ℃，控温靶区温度为26 ℃；降温前工作面入口风流焓值为85.53 kJ/kg，控温靶区风流焓值为128.88 kJ/kg；降温后工作面入口风流焓值为28.36 kJ/kg，控温靶区风流焓值为66.77 kJ/kg。工作面的冷负荷为2286.8 kW。制冷机组制冷量为2300 kW，机组运行后工作面温度平均降低7～10 ℃，湿度降低20%以上，降温除湿效果明显。

在低照度、高浓度粉尘的综采工作面，探地雷达是解决煤岩界面识别难题的有效方法。针对现有研究忽略粗糙煤岩界面对识别结果影响的问题，采用蒙特卡罗方法生成具有不同均方根高度和相关长度的粗糙表面，并叠加至岩层走向起伏的煤岩界面，利用时域有限差分方法进行煤岩地质模型的正演模拟实验，以研究煤岩界面粗糙度对界面位置及后向散射波振幅的影响规律。实验结果表明，当粗糙煤岩界面的均方根高度大于1/4波长单位时，多径效应引起的电磁波干涉现象导致煤岩界面识别结果较差，当其均方根高度大于1个波长单位时，识别基本失败|粗糙煤岩界面的相关长度对识别结果影响较小，界面位置及后向散射波振幅变化与界面走向起伏规律近似一致。粗糙空气-煤壁界面均方根高度增加时，其回波会与煤岩界面后向散射波在局部位置发生电磁波干涉效应，导致煤岩界面识别困难。

针对煤矿井下环境昏暗，目标模糊不清等问题，提出一种基于多透射率融合的煤矿井下图像清晰化方法。首先结合图像去雾方法，对图像HSV通道进行最小滤波处理，并取最大值并转换为RGB值作为大气光，然后提出多透射率融合方法，通过求多尺度暗通道图像，获取与多个尺度暗通道相对应透射率，并设计融合方法将多个透射率进行融合，最后利用获得的大气光和透射率，根据大气散射模型，求得清晰化图像，实现煤矿井下图像清晰化。实验证明，本文方法能有效提升图像质量，在主观上能有效的改善图像的细节信息，提升图像整体亮度，客观上在信息熵、平均梯度、模糊系数及结构相似度等指标上均取得明显改善。

利用煤化工废水制备水煤浆可降低水煤浆气化工艺废水的处理难度，实现废水中污染物的综合利用，减少对环境的不良影响。选取新疆褐煤，以亚甲基双萘磺酸钠(NNO)为分散剂制备水煤浆，探究了煤化工废水组分中苯酚和氨氮对水煤浆成浆特性的影响机理，并基于原子力显微镜(AFM)探索了相应液相环境中颗粒间相互作用力，分析了其与浆体流变性的关联关系。结果发现，颗粒间作用力与浆体流变性具有良好的对应性，其中：随苯酚浓度的提高，AFM颗粒探针进针过程中斥力增大而作用距离缩短，退针过程中粘附力减弱及作用程的下降，表明苯酚的加入降低了水化膜厚度而释放出更多自由水，表现为表观黏度下降|随着氨氮浓度的提高，AFM颗粒探针进针过程及退针过程均主要表现作用距离的提高，表明氨氮的加入增加了水化膜厚度而束缚了更多自由水，表现为当氨氮浓度足够高时表观黏度快速提高。此外，研究发现即便在液相组成不同时，退针过程的作用距离和最高引力值与表观黏度之间仍呈现出较好的单调关联，为深入探索水煤浆体系中颗粒表界面调控、废水环境调节和添加剂的研发提供了一种机理性指导方法。

针对振动弛张筛因物料在入料端堆积导致筛分效率低下的问题，提出了一种由一个主动筛框和三个浮动筛框组成的四质体变振幅弛张筛机构，采用传递函数法求解得到主、浮筛框振幅及相位的表达式|绘制了主、浮筛框的幅频特性曲线和相频特性曲线，分析了筛框质量、剪切弹簧和隔振弹簧刚度对弛张筛动力学特性的影响|通过多目标协同优化算法，调节了三个浮动筛框在工频范围的振幅，使得物料随筛分的进行而受到的激振振幅不同。结果表明：四质体弛张筛存在四个固有频率，四个固有频率的大小可由计算动刚度矩阵行列式|Z(s)|〗=0的复数解虚部得出|剪切弹簧刚度主要影响二、三、四阶的共振频率，而隔振弹簧刚度主要影响一阶共振频率|当主筛框质量为916 kg，隔振弹簧刚度602×103 N/m，浮动筛框质量分别为82.6、107.5、119.8 kg，三个剪切弹簧刚度均为1.13×106 N/m时，四质体的三个浮动筛框在其工作频率的振幅为3∶2∶1。

基于细粒煤泥分质回收与合理化利用目的，为强化中灰煤泥浮选回收与分离效果，实现细粒煤泥“低灰精煤、中灰煤泥和高灰泥矸”三产品分选，选取浮选精煤和中灰煤泥两种试样，通过浮选试验考查了不同分选参数下的浮选效果，研究了浮选精煤与中灰煤泥浮选行为差异，并借助原子力显微镜测定了液膜薄化过程中强/弱疏水性基板与气泡间的相互作用。研究表明：浮选精煤的接触角为109.25°，较中灰煤泥高28.62°|浮选精煤中含有较多的烷基和氨基等阳离子型基团，中灰煤泥含有较多的羧基和羟基等含氧官能团。增加柴油和仲辛醇用量、提高浮选搅拌转速都有助于提升浮选精煤和中灰煤泥的回收效果|增加充气量能提升浮选精煤回收效果，但中灰煤泥回收效果有所降低。浮选精煤的浮选速率明显高于中灰煤泥，在相同浮选条件下浮选精煤优先浮出。对于强化中灰煤泥回收，分选参数影响次序为搅拌转速＞矿浆浓度＞充气量＞起泡剂＞捕收剂。强化粗粒中灰煤泥分选回收时，应采用“高药剂用量、强搅拌转速、低充气量、高矿浆浓度、延长浮选时间”分选条件|对于分离浮选精煤与中灰煤泥，应采用“低药剂用量、低搅拌转速、高充气量、低矿浆浓度、降浮选时间”分选条件。强/弱疏水性基板与气泡间的临界液膜厚度理论值分别为39 nm和16 nm，在吸引性分离压作用下气泡突破液膜与基板发生黏附。当液膜厚度薄化至疏水力作用程时，总分离压力开始转向吸引，膜薄化驱动压力急剧升高，液膜在疏水力的作用下发生破裂。

针对当前集中式直流电法仪器在煤矿水文地质勘探中应用范围窄、自动化程度低等局限性，设计了一款基于ARM与FPGA的矿用多通道在线式高密度电法仪系统。该系统设计了六通道电法仪分站，使用高性能ARM处理器实现电法数据的传输和信号的控制功能，采用24位AD和FPGA可编程逻辑芯片对现场电极信号进行高精度采样和参数配置，通过IGBT电路在电法仪分站设计了本质安全性高压驱动电路，电法仪从机主控电路采用低功耗微处理器STM32L431，使用微型继电器控制电极实现灵活配置与控制，最终实现多通道自动跑极操作。通过系统软件可以远程控制电法仪系统在煤炭矿井环境下进行参数设置、传感器数据采集、后期的数据反演等操作，实现了地质勘探与矿井探水的整个工程应用。系统实际测试结果表明该系统具有数据采样精确、抗干扰能力强、应用效率高、数据反演结果准确等特点，满足了在煤矿水文地质中应用直流电法勘探的需要。

对于综采工作面可视化远程干预模式，采用巡检机器人代替人工巡检是实现智能开采的重要手段，在系统分析综采工作面巡检机器人研究现状的基础上，提出了包括巡检机器人自适应工作面、多传感器融合的环境感知与定位等难点，通过设计一种适用于综采工作面的巡检机器人系统，解决了巡检机器人自适应综采工作面的难题，并实现工作面环境视频图像采集、滚筒跟踪、快速巡检等功能。经现场验证，巡检机器人主机续航时间≥3.5 h，续航里程≥4.5 km，定位精度≤0.1 m，最大巡检速度可达0.35 m/s，为真正实现巡检机器人代人巡检提供完整、可靠的解决方案。