1

分体式履带钻机及瓦斯抽采钻孔快速钻进技术

采用适用于软、中、硬煤层的三种快速钻进工艺技术方法，研制了4款分体式履带钻机。其中两款型号的钻机采用两体三部分结构形式，井下使用更加灵活和安全；另外两款型号钻机宽度仅为0.85m，是目前国内最窄的坑道履带钻机。钻机采用紧凑型多变幅整机结构，可实现主机水平开孔高度、主机与孔口距离、主机仰俯角度、水平角度的大范围调整，可实现巷道全断面钻孔施工。钻机最大扭矩为4300Nm，具有在本煤层施工300m深瓦斯抽采钻孔的能力。

适用于类似两淮矿区、西南矿区狭窄巷道和煤与突出煤层等复杂地质条件下本煤层、邻近层瓦斯抽采钻孔施工。

2

煤矿采动区瓦斯地面井抽采成套技术

集采动区瓦斯资源评估、地面井布井位置优选、井型结构优化设计、钻井高危位置判识及工程防护、钻完井施工控制和安全抽采等技术于一体。基于采场围岩破坏和井筒套管变形的耦合作用机理，优化设计地面井结构及防护工艺，通过在采煤工作面前方提前施工地面井或直接在老采空区地表施工钻井，并安设配套的地面井负压抽采系统，实现煤层采动卸压区、工作面上隅角和采空区的瓦斯抽采。可提高采动区地面井抽采运行周期，保证地面井成功率不低于80%，发挥持续抽采煤层采动卸压区、工作面上隅角和采空区瓦斯的“一井多用”功能。

适用于地形地貌相对平坦的丘陵或平原区域；煤矿主采煤层上方有承压含水层；单一开采煤层或煤层群条件矿区。

3

煤矿井下大电流瞬变电磁探测技术

通过对井下小回线电磁场的数值模拟，利用全区视电阻率计算和深度转换、surfer成图等技术，实现煤矿井下灾害水源的超前探测。主要技术指标：（1）主机采用收发一体设计，采集部分采用24位AD转换接收，最高采样频率2MHz；发射部分最高电流可达4.5A，数据处理部分可实现即时成像；（2）探头采用高磁导率的磁芯，接收等效面积达450m²；（3）利用曲线斜率与时间指数幂项的相关性，拟合正演曲线，修正线框过渡过程影响，解决了电感效应影响；（4）通过搜索算法实现全空间系数K的自适应选取，消除了人为经验影响。

适用于煤矿井下掘进巷道超前探测、顶底板赋水性探测、工作面内部灾害水源探测等。

4

多参数成图巷道超前探测系统

采用多参数对比分析及空间多角度全面立体成图技术，解决了单一视电阻率参数存在的浅层屏蔽及煤矿井下低阻环境含水异常不突出的问题。系统探测范围覆盖巷道正前、侧前、斜上、斜下等多个方位，可准确探明巷道掘进波及范围内隐伏突水隐患情况，实现对含水异常空间形态的准确刻画，探测距离为150-220m。

适用于矿山、隧道等掘进巷道前方突水隐患探测。

5

动水大通道突水钻孔控制注浆高效封堵成套技术

采用具有自主知识产权的钻孔控制注浆专利技术，实现动水大通道的快速封堵，并可配合高效定向钻进技术使用。主要技术指标：（1）单次有效注浆量不小于10m³，可形成大断面封堵体，固结体凝胶过程呈受控柔性状态，可依受注体形状凝胶，封堵能力、抗冲击能力强；（2）凝胶及养护条件良好，固结体强度大于5MPa；（3）单袋2-4小时可快速充满。

适用于矿山水害治理与矿山救援工程。

6

自震式微震监测技术

突破传统微震监测系统只能被动接受微震信号，且震源定位需要假定微震波在煤岩体传播过程中保持波速不变的限制，采用可调频自激震源，融合地震定位和层析成像技术，对监测区域内波速场进行实时反演与解算，可计算出煤岩体破裂发生的时间、坐标位置、能量大小和震级等特征，还可在波速场扫描的基础上推断给出监测区的应力场分布特点，根据建立的煤岩动力灾害预警模型，实现煤岩动力灾害危险性预警。主要技术指标：（1）同步授时精度为10^-6s；（2）采样频率<35kHz；（3）配备自激震源，定位精度5-10m。

适用于煤岩动力灾害监测预警。

7

冲击地压声电实时监测预警技术

通过对电磁辐射、声发射等信号的分布式实时监测，对监测数据自动进行趋势分析，采用区域性临界值法和动态趋势法实时判定危险性，实现对冲击地压灾害的分级预警。主要技术指标：（1）电磁辐射传感器监测范围为7-22m，最大监测50m；（2）声发射传感器监测范围为10-100m；（3）微震传感器监测范围为10m-3km。

适用于冲击地压和煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害实时监测预警。

8

冲击地压监测预警与解危方法

采用自震式微震监测和光纤光栅采动应力监测技术，反演出煤岩体在不同采动条件下的应力集中和能量聚集区域的时空分布规律，建立以应力监测为核心的多级分源时空监测体系，实现不同尺度下煤矿冲击地压的监测预警。主要技术指标：（1）震源定位精度<10m；（2）可实现1个钻孔内5个测点的应力测量。同时，对煤岩体在不同采动条件下的应力集中和能量聚集区域的时空分布规律、防范措施作用机理进行系统的研究分析，建立起适合我国煤矿冲击地压的综合防治理论和技术体系，解决了冲击地压矿井监测预警与解危问题。

适用于矿井（尤其是发生过冲击地压或有发生冲击地压危险矿井）冲击地压等煤岩动力灾害的监测、预警和防治。

9

井工矿坚硬顶煤顶板水力致裂控制成套技术

采用定向致裂、增加裂缝数目与均匀致裂等水力致裂控制方法在煤岩体中人工增加裂缝，控制采煤工作面顶板的冒落，实现对煤岩体结构的改造，为坚硬顶板、冲击地压、临空巷道大变形、综放面坚硬顶煤冒放性与初采瓦斯等控制提供了新的解决思路和方法。主要技术指标：（1）致裂钻孔最小孔径达32mm；（2）单水路高水压专用胶囊封孔器的效率高，能重复利用；（3）单孔控制范围30m以上，钻孔致裂封孔深度可达80m以上；（4）与爆破相比，顶板控制距离更远、安全性高、管理简单，且成本不到其1/10。

适用于井工矿坚硬顶板、放顶煤开采坚硬顶煤冒放性控制，低透气性煤层增透抽采瓦斯消突等。

10

煤矿顶板动态监测系统

针对传统顶板监测系统数据处理不完善的技术难题，采用工作循环精确识别和多支架顶板运动规律分析技术，通过对巷道顶板离层、锚杆（索）受力、围岩应力和表面位移等数据的综合处理分析，实现巷道安全状态及支护合理性分析。主要技术指标：（1）综采工作面循环识别准确率92%以上；（2）压力传感器数据采集精度达1%，采集周期30s-5min可调；（3）系统设备通过了抗干扰测试（3级A类），防护等级达到IP65；（4）系统支持最多4000个终端设备接入；（5）系统软件以报表、曲线、图谱等多种方式展现顶板动态变化过程。

适用于煤矿、金属非金属矿山、隧道工程等顶板参数监测。

11

煤矿巷道综掘与锚喷作业区域控除尘技术

通过改进典型水雾捕尘机理，基于单一雾场雾滴粒径-速度分布及尘雾耦合规律，形成综掘工作面高效喷雾降尘技术；借助数值模拟及数据拟合分析，确定合理的综掘工作面局部通风系统及最佳通风参数，建立附壁风筒旋流风幕封闭式控除尘系统，形成煤矿巷道综掘与锚喷作业区域控除尘技术。主要技术指标：（1）综掘面综合降尘率平均达到93%左右；（2）综掘面人员作业区域粉尘控制在20mg/m³左右；（3）锚喷作业地点粉尘浓度控制在10mg/m³以下；（4）湿式混凝土喷射机作业流量可达7-9m³/h；（5）喷层水平输送距离达150m，垂直输送距离30m，输送能力较国外产品提高1倍；（6）回弹率低，仅为15%左右；（7）支护强度大于25MPa。

适用于煤矿巷道综掘工作面与锚喷作业区域，隧道、地铁等地下工程，边坡支护、水利工程等地面工程的喷浆作业区域。

12

矿用救灾无线通信系统

采用安全信息采集、井下无线宽带通信、音视频数据同步传输等技术，可实现救护队员体征参数、环境参数、环境视频图像等重要信息的无线传输，还可实现指挥人员、救护基地和救护队员之间无线语音集群通话，以便正确指挥救援，避免次生灾害。主要技术指标：（1）可监测救护队员体温、心率、姿态、活动度等生命体征；（2）可监测温度，CH₄、CO和O₂浓度等环境参数，其中CO检测范围：0-5000ppm，CH₄检测范围：0-100%；

适用于矿区紧急救援和突发事件处理。

13

煤矿四维灾害模拟与预警系统

通过建立精细的瓦斯、水文、应力、地温分布、矿压分布等地质模型，结合各种实时监测数据、生产数据和各种灾害的发生机理，利用模态识别技术对危险源进行判识，实现对矿山顶板、煤与瓦斯突出、突水透水、冲击地压、煤层自燃等各种灾害的超前预测和安全预警。对于突发的灾害事故，系统自动匹配并启动数字应急预案，通过四维地理信息技术平台的技术分析，结合三维物联网感知技术、井上下双向通信技术、导航技术等实现各个应急单位、部门、机构的快速联动和协同救灾。

适用于各类矿山灾害模拟与预警。

14

自动隔绝式压缩氧气自救器

采用先进的机械、电子、无线高频传输技术和新型的环保材料研制而成，能使井下作业人员与有害空间隔绝，同时自动为佩戴者提供氧气实现自救，为灾变现场作业人员逃生赢得宝贵的时间。主要技术指标：（1）自动启动、手动启动、手动开启功能互为补充，安全冗余度高；（2）采用硅胶半面罩连接供氧，保证了接颜密合性，避免了传统口鼻夹具容易脱落出现意外的弊端；（3）自动启动响应时间3s，手动启动时间5s，手动开启时间7s；（4）防护性能符合《隔绝式压缩自救器》（AQ1054-2008）、《自动压缩氧自救器（装置）》（Q/ST-Z1001-2014）等相关规定，自救器自动开启电气单元达到Exia1Ma最高防爆等级。

适用于煤矿金属非金属矿山、冶金、化工、船舶、隧道、建筑、军事、消防、公共安全等相关领域。

15

煤矿安全监测监控系统

基于多主通信，采用工业以太环网和现场总线型传输架构，实现了全数字化信息传输，系统的最大监控容量为255台分站，满足各类矿井的监控需要。主要技术指标：（1）基于多主通讯的数字分站可在10s内将井下传感器数据变化上传至地面，亦可在5s内完成分站之间的异地断电功能；（2）系统终端设备具有即插即用、类型自识别、故障自诊断、数据黑匣子等功能。

适用于煤与瓦斯突出矿井的瓦斯、火等灾害的监测监控和预警。

16

煤矿井下安全光纤传感综合监控系统

通过集成工业以太网、开放式总线传输、系统通信故障自诊断、中终端设备对等通信等技术，构建适用于煤矿井下环境的多环冗余与开放式总线接入、无线数据接口相结合的，高速率、多冗余的安全监控系统网络结构，提高了煤矿安全监控系统通信结构的稳定性、抗干扰性、系统互联互控性、监测点容量、系统巡检时间与故障控制响应时间等性能指标，实现不同系统间的互联、互控。主要技术指标：（1）甲烷浓度监测：范围0-100%，误差±0.06%（0-9.99%）、真值的±6%（1-100%），响应时间<7s，传输距离>6km；（2）一氧化碳浓度监测：范围0-1000ppm，分辨率1ppm，误差±10ppm；（3）乙炔浓度监测：范围0-1000ppm，分辨率0.1ppm，误差±0.5ppm；（4）乙烯浓度监测：范围1-200ppm，分辨率1ppm，误差±1ppm；（5）乙烷浓度监测：范围0-500ppm，分辨率1ppm，误差±1ppm；（6）氧气浓度监测：范围0-25%，分辨率0.1%，误差±0.3%；（7）钻孔应力监测：范围0-60MPa，分辨率0.05MPa，精度0.5%F.S；（8）锚杆应力监测：范围0-250kN，精度1%F.S；（9）顶板离层监测：范围0-200mm，分辨率0.1mm，精度0.5%F.S；（10）点式温度监测：范围0-130℃，分辨率0.1℃，精度±1℃；（11）分布式温度监测：范围0-300℃，空间分辨率2m，定位精度±2m，温度分辨率0.1℃，温度精度±1℃。

适用于煤矿安全监控。

17

井下孔底马达钻孔钻进技术

采用高压水驱动孔底马达的形式进行孔底钻进施工，配合随钻测量装置实现了钻孔轨迹可控的定向钻进。主要技术指标：（1）按输出扭矩及结构形式研发出4种型号钻机；（2）钻机输出转速50-240r/min，最大钻孔深度可达1500m；（3）钻机定向钻孔直径最大120mm，扩孔直径最大300mm；（4）随钻测量系统测量方位角：0-360°(精度±1.5°)，工具面向角：0-360°(精度±1.5°)，工具倾角：-90°-+90°(精度±0.2°)。

适用于煤矿井下中硬煤层施工瓦斯抽放长钻孔及分支孔，也可用于施工地质探测钻孔。

18

适用于少人或无人工作面的采煤机自动截割控制技术

采用现代控制技术、总线技术、抗干扰技术、数据通讯技术，使采煤机具有位置自主定位、姿态自主定位、远程控制、自动导航、自动切割等功能，实现全工作面自动化运行截割。主要技术指标：（1）采煤机截割高度控制最大误差<4mm；（2）采煤机水平姿态检测最大误差<0.1°；（3）采煤机行走位置控制最大误差<32mm；（4）中央控制单元总响应时间<1s。

适用于煤矿工作面采煤机的无人值守，全自动化自动截割。

19

矿用钻孔测井分析系统

以自然伽马测井（称GR）技术为核心，采用高度集成化的硬件设计，在现场一次即可高效完成钻孔视频、GR、孔斜（方位、倾斜角）、孔深的采集，实现各种任意倾斜角度钻孔的综合测井与数据分析。主要技术指标：（1）可探测任意倾斜度的孔深150m以上；（2）采用视频与自然伽玛数据按深度同步分析岩层岩性的专利方法，弥补单一GR曲线划分层位的不足，实现地层划分并生成钻孔岩性柱状图；（3）可通过视频分析孔径变化、岩层裂隙、离层情况、出水点特征等；（4）可自动绘制孔斜轨迹平面图、孔斜轨迹剖面图并生成钻孔地质剖面图，各类图件可以CAD格式导出。

适用于各类煤矿、非煤矿山井下及隧道工程中的地质、防治水、顶板支护（锚索孔）、瓦斯抽放等各种任意倾斜角度钻孔的综合测井。

20

煤矿无人化智能开采技术

以网络通讯为基础，以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机及可视化远程监控为手段，以生产系统智能化控制为核心，实现在地面（巷道）综合监控中心对综采设备的运行监测与远程干预控制，确保工作面割煤、推溜、移架、运输、消尘等智能化运行（包括“一键”启停、视频监视、数据监测、智能采高调整、斜切进刀、连续推进等功能），最终达到智能化采煤作业的目的。

适用于较薄、中厚煤层（煤层赋存、地质条件相对稳定）的智能化开采。

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矿用本安型电磁波无线随钻测量技术

采用电偶极子原理在地层和钻柱上激发出低频电磁波的方法进行数据传输，通过配套高精度、高稳定性测量探管，可在定向钻孔施工时实时调整钻进姿态，指导钻进；还可配套井下伽马测井探管、井下电阻率测井探管，实现煤矿井下多参数无缆测井。可在定向钻进钻孔施工中实时测量、显示钻孔轨迹，保证钻孔在目的层延伸，相比有线随钻测量，不依赖中心通缆钻杆，可显著降低定向钻进成本，扩大定向钻进技术的应用范围。主要技术指标：（1）传输距离不小于500m；（2）传输速率可达50bps；（3）测量精度：倾角±0.2°，方位角±1.2°，工具面向角±1.2°。

适用于煤矿井下瓦斯抽采、水害防治、地质勘探及地面定向钻孔施工。