煤矿开采光纤智能感知与安全决策关键技术
智能感知是煤矿智能化开采的关键技术之一，针对煤矿开采基础信息采集传感不全面、可靠性差、灵敏度低及安全决策技术落后等问题，发明了系列矿用光纤光栅传感器，构建了多参量、大容量煤矿开采光纤感知系统架构，创新了巷道围岩状态信息和工作面三机姿态光纤感知技术，建立了煤矿开采光纤智能感知与安全决策系统，集成了煤矿开采多参量远程在线监测云平台，形成了煤矿开采“智能感知-动态响应-前兆预警-安全决策”关键技术体系，已在全国20余个矿井进行了推广应用，取得了显著的经济、社会效益，研究成果于2020年被中国煤炭工业协会鉴定为国际领先水平。 废弃矿井地下水污染风险评价与控制技术 提出了废弃矿井地下水污染模式，构建了废弃矿井地下水污染风险评价指标体系与方法，研发了废弃矿井地下水污染源头控制-通道阻断-生态处理的综合防控技术。 成果示范应用情况：成果已在山西、贵州、河北等地关闭（废弃）矿井地质环境调查、废弃矿井地下水污染风险评价、污染控制与酸性矿井排水处理等方面得到应用；形成的政策建议得到了国务院、生态环境部领导的高度重视，推动了我国废弃矿井地下水污染管理工作。 覆岩隔离注浆充填绿色开采技术 通过地面钻孔向其下方封闭的离层腔体高压注浆充填，产生“压下托上”作用，形成阻止关键层破断的支撑体，有效控制地表沉陷，实现建（构）筑物压煤开采。该技术突破了充填采煤成本高、效率低的重大技术难题。首创了控制关键层的压实注浆充填新理论，发明了覆岩隔离注浆充填开采工艺，研发了覆岩隔离注浆充填工况监测调控技术。该技术适用于长壁综采（综放）工作面，单面产量120万t/a，地表下沉系数小于0.10，吨煤充填成本60元。 已在安徽、山西、河南、山东、河北等矿区的17对矿井40余个工作面进行了应用，采出压覆煤炭资源近2000万t，实现了提高资源回收率、保护地面建筑物、保护土地资源与环境、粉煤灰与煤矸石等固废无害化处置等多重目标。 智能化超高速激光熔覆技术及装备 智能化超高速激光熔覆技术是解决矿山装备在高磨损、强腐蚀及高温氧化等极端环境下服役的最有效方法与途径。技术研发了适用于矿山装备关键零部件智能制造与成形的超高速激光熔覆技术专用送粉喷嘴及送粉器，开发了用于盾构滚刀、链轮、立柱及溜槽的激光熔覆新工艺，形成了适用于高端矿山装备关键部件的超高速激光熔覆智能生产线，提出了基于矿山装备可靠性的关键零部件智能制造评价方法，全面提升了矿山装备的智能制造能力和产业化水平，大幅提升了我国矿山装备制造水平，推动了行业绿色可持续发展。 项目成果可进一步推广应用于工程机械、能源、冶金、交通和航空航天等工业领域，解决该领域关键部件在超常态下服役过程中涉及的摩擦磨损、腐蚀、高温氧化等技术难题。 机制砂石工艺细粉高效回收与废水循环利用技术工艺 利用高效旋流分离技术实现了泥、砂的高效机械分级；利用厚料层分级技术强化了细砂的高效脱水与回收；采用管流混凝、稳态沉降和机械压滤高效排泥工艺，完成了水的高质量循环及细泥的高效分离与脱水。旋流器45um分级效率>80%、底流浓度>60%；细砂厚料层脱水产物的限下率>70%、含水率<25%；循环水浓度<1g/L，脱水细泥含水率<25%；水循环利用率>95%。该技术已列入《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2019 年版)》。 该成果已在湖州新开元碎石有限公司（400万t/a）、徐州明阳石料有限公司（600万t/a）、康诚石矿（湖州）有限公司（400万t/a）等大型砂石矿山推广应用。