针对煤炭资源开采过程中存在的大量"三下"压煤问题以及煤炭采出后给人类环境造成的巨大损害,本文提出了采用膏体充填技术,并对充填工世流程以及采空区充填步骤做出了相关的介绍。结合了山西某矿实例,对其经济效益进行分析对比,体现了膏体充填技术的优越性。

通过对极近距离煤层自然发火规律的分析总结,合理运用开采技术措施、均压防灭火技术、堵漏风技术等技术手段,同时还根据煤自燃机理研制新型防治煤自燃阻化泡沫材料,从本质上减少采空区遗煤自然发火几率,最终形成"开采技术措施+控风措施+新型材料"防治极近距离煤层自然发火的综合技术体系。

为提高煤炭资源回采率、延长矿井服务年限和实现厚薄煤层间合理配采,开展了近距离煤层群下伏厚煤层综放开采下上行开采可行性研究。基于燕家河煤矿近距离煤层群5-1,5-2及8煤地质条件,采用理论分析、物理模拟、数值模拟和现场实测等研究方法分析了8煤综放开采采场覆岩运移规律及破断特征,掌握了上覆5-1,5-2煤层与岩层的破坏特征及变形规律,确定了5-1,5-2煤层上行开采可行性。研究表明,8煤覆岩冒落带高度为1626.7 m.5-1煤位于8煤裂隙带下层位,处于8煤冒落带之上,5-1煤及其顶底板虽有明显弯曲变形下沉,但无台阶错动,整体连续性好。5-2煤位于8煤裂隙带与冒落带过渡层位,接近8煤冒落带;巷探表明了5-2煤处于整体下沉,顶底板无台阶错动,整体连续性较好。除内错采空区025 m的5-1,5-2煤层破坏较严重外,其余范围的5-1,5-2煤层结构连续完整,均可上行开采。

为解决神东矿区薄煤层安全高效开采问题，对国内外薄煤层技术装备发展进行了调研，分析了薄煤层开采中面临的巷道断面大、割岩多、掘进效率低、设备适应性差、可靠度低等5大矛盾问题，提出了集薄煤层掘进、切顶成巷、工作面优化布置于一体的巷道布置方案，解决了薄煤层万吨掘进率高、掘进效率低的难题。在分析目前主流的滚筒采煤机、刨煤机采煤技术装备优劣的基础上，提出了采煤装备方案。等高式采煤机机身短、装煤效果好、截割能力大、煤厚适应性好，集滚筒采煤机、刨煤机两者优势于一身，可在巷道内远程控制和检修，破解了薄煤层设备检修难题。通过对波兰矿井的应用实践和神东矿区补连塔矿开采方案的技术经济分析可知，等高式采煤机及配套装备可实现月产12.4万t，年产150万t的高产量，为国内外薄煤层的安全高效开采提供了有益参考。

针对我国薄煤层产量逐年增长和开采技术相对滞后的现状，提出了透明化自适应型中厚偏薄煤层智能开采模式。

5G的到来，极大地促进了云计算、大数据和人工智能等技术的深度融合，成为包括煤矿智能化开采在内的各行各业升级转型的关键基础设施，必将推动煤矿智能化开采技术的创新与变革。首先阐述了煤矿智能化开采的发展历程，总结了相关的政策支持和技术发展态势，系统分析了智能化开采技术在应用推广过程中存在的8方面亟待解决的问题；并从宏观角度分析凝练了技术方面的制约因素，提出以5G技术为核心汇聚而成的技术生态必将成为解决上述问题的一种有效手段。其次，深入研究了通信技术和煤矿开采技术之间的关系，分析了5G技术在智能化开采中的特点和优势，构建了智能化开采核心技术与5G技术生态关联矩阵，指出了5G大带宽、泛在万物互联、低时延高可靠、切片技术等特性和技术在煤矿智能化开采发展中的关键支撑作用，阐述了5G生态在煤矿智能化开采中的重要性，并展望了随着5G技术生态的不断成熟，煤矿智能化开采将探索衍生出的一些高效关键技术和生产管理模式。最后，从多个方面探索了5G技术在智能化开采中的关键应用，包括：系统计算分析管控模式、4D-GIS透明地质和实时推演、工作面自动找直、视频驱动的智能化开采、井下环境感知等。最后针对煤矿智能化开采提出

针对我国薄煤层产量逐年增长和开采技术相对滞后的现状，提出了透明化自适应型中厚偏薄煤层智能开采模式。以神东矿区为例，对当前的中厚偏薄煤层智能化开采技术进行了总结，介绍了中厚偏薄煤层智能开采情况，由此提出厚度1.0~1.7 m的煤层称为中薄煤层的分类概念，以适应煤矿智能化开采和优先发展的需要。首先，在综合处理多源异构信息的基础上，将三维初始地质模型、激光扫描动态数字化工作面、顶底煤厚度探测结果以及煤机姿身数字化，实时提交给智能开采系统进行超前规划，生成动态透明四维地质模型。随后，根据实时生成的动态四维地质模型，获取每个截割位置的顶、底板高度数据，结合煤机姿态参数和采煤机的绝对位置坐标，及工作面平直度要求，对未来几个割煤循环的采煤机调高策略进行提前规划，形成基于动态透明工作面智能化割煤技术。提出了“十二工步”割煤工艺，建立采煤机电缆拖拽系统。最终，以动态四维地质模型构建、采煤机智能化割煤、工作面自动调直、机器人巡检、采煤机电缆拖拽、液压支架自动跟机以及智能协同联控等技术为依托，建立了具备综采工作面全面感知、设备远程集控、协同联动、自动控制、多维数据融合、隐患自动辨识、流程数据驱动、智能辅助决

透明工作面是目前智能化开采的重要研究方向，是实现无人化开采的重要途径。针对记忆割煤应用效果较差、传感器精度低、大数据融合应用率低、无法根据工作面地质条件变化进行自主感知、决策和调整等问题，开展了基于透明地质数据智能精准开采的研究与实践应用。通过钻探、巷道测量和槽波勘探等物探手段来构建较精准的透明工作面三维模型，提前规划截割模板，再联合应用惯性导航技术、雷达定位技术和大数据分析决策技术，来不断修正截割模板，最后通过井下精准控制中心来完成对采煤机和液压支架的精准控制。该技术将当前基于记忆截割的“智能开采1.0”阶段升级为基于透明地质规划截割的“智能开采3.0”阶段，实现由传统的记忆割煤向三维空间感知和自动截割的技术跨越，具有很强的适应性和实用性。

矿井的煤质特征是矿井设计的依据，决定着煤炭加工利用方向。为了查明掌石沟煤矿煤质特征及其开采技术条件，结合历次勘查钻孔的煤质测试资料与工作面采集的煤质样品测试成果，综合分析可采煤层的煤岩、工业分析、元素分析、工艺性能和简易可选等煤质特征，以及煤尘爆炸性、煤自燃倾向性等开采技术条件的横向、纵向上的展布特征，并对比分析了勘查阶段与矿井阶段煤质特征的差异性。研究表明：宏观煤岩类型为半暗淡型-半亮型煤，各煤层具有低灰-中灰、低硫-高硫、中发热量-高发热量、较高软化温度，煤类均属无烟煤（WY3），可作为动力用煤和民用煤；煤尘无爆炸危险性、具有自燃倾向性特征等较好的开采技术条件；研究成果可以为矿井煤的综合利用以及煤炭资源清洁利用提供参考。

基于透明地质大数据智能精准开采技术研究.pdf