成果简介：本项目属于地球物理探测技术领域，是2004年度立项的国家科技部科研院所社会公益研究专项资金项目，于2006年12月完成，2007年8月通过了国家安全生产监督管理总局规划科技司鉴定。本项目的研究任务是在煤矿井下掘进工作面的有限空间条件下，研究含水地质体超前预测的技术方法，开发成套的现场观测方法、数据采集仪器和数据处理系统等，实现突水危险源超前80m的超前预测能力。取得的主要成果有： 1）开发了用于煤矿井下环境、具有自主知识产权的YD32（A）型高分辨直流电法超前探测系统； 2）实现了井下探测现场数据处理，提高了探测成果对掘进作业指导的及时性和非专业人员使用的简便性； 3）开发了智能型、具有自主知识产权的地面精细数据处理和自动解释系统； 4）解决了掘进工作面超前导含水地质体的预测预报难题，实现了对导含水地质体超前80m的有效预测。 从2006年下半年到现在，该技术已经在我国邢台、淮北、开滦、焦作等矿区推广应用，YD32（A）高分辨直流电法超前探测系统销售了24余台套到国有大中型煤矿，YDZ（A）型矿用直流电法仪配套该技术销售了67台套到地方煤矿，进行日常探测；我们也进行了167次实际示范探测。大量工程应用表明，该技术实现了掘进工作面前方低电性地质体的超前80m预测，预测结果稳定；导含水地质体与低电性地质体对应，可以从成果图显示的异常位置及范围直观识别，探测精度基本可以满足采掘作业的要求。通过大量实际应用反映出该技术有以下特点： 1）探测效率高，一个掘进头探测仅需要2个小时左右；现场数据处理，探测成果显示直观、易懂，设备安全、轻便、操作简单，易掌握； 2）受探测环境如液压支架、掘进机等金属体的影响较小； 3）对含水地质体预测可靠，预测能力达到80m，位置误差小于深度的10﹪。 在该成果的推广中，通过成套设备和技术销售以及工程服务为本单位创造直接经济收入3710万元，部分生产单位统计创造经济效益8000多万元，新增利税2094万元，增收节资5246万元。在提高我国煤矿井防治水能力，提高掘进效率，减少防治水工程支出，减少煤矿灾害等方面创造了巨大的社会效益。

成果简介：本项目研究目标是结合我国煤矿生产技术条件，研究开发适合我国煤矿井下瓦斯抽放水平定向钻孔施工的装备和定向钻进工艺，研制能够适用孔底马达定向钻进的新型千米履带钻机；研制可以与孔底马达配套使用，并可通过测斜仪器的高强度大通孔钻杆；开发孔口即时钻孔轨迹测量仪器，能够满足孔底马达定向钻进对钻孔轨迹测量的要求；掌握利用孔底马达和孔口即时钻孔轨迹测量系统来控制钻孔轨迹的定向钻进技术；提高我国煤矿井下千米定向钻机的自主研发能力和定向钻进技术水平，为煤矿安全生产和瓦斯抽采利用提供可靠的装备和技术支撑。主要成果包括以下几个方面： （1）完成了ZDY6000LD千米履带定向钻机的研制 技术参数： 钻进能力：1000m；钻孔直径：96mm～153mm；最大扭矩：6000Nm；额定功率：110kW。 主要技术特点：履带式一体化设计，方便了钻机移动和加固；优化油路设计，可同时满足孔口回转和孔底马达定向钻进要求；关键液压件引进，提高钻机工作的可靠性。 （2）完成了高强度大通孔钻杆的研制 技术参数： 钻杆外径：73mm；通孔直径：55mm；单根长度：3m；最大抗扭能力：8000～10000Nm。 主要技术特点：外平高强、内孔可通过测量仪器、接头强度高等。 （3）完成了孔口多点数字即时测斜仪的开发 主要技术参数： 测量精度：倾角：±0.5°；方位角：±1.5°；工具面角： ±1.5°。 测量范围：倾角：-90°～90°；方位角：0～360°；工具面角：0～360°。 防爆形式：本质安全型。 主要技术特点：采用水力输送的方式从钻杆内孔将多点测斜仪输送到孔底，通过边提升电缆边记录数据的方式存贮钻孔轨迹测量参数，可在孔口即时显示钻孔轨迹参数，用以指导钻孔轨迹控制。同时测量探管具有测量精度高、性能稳定、工作时间长的特点。 （4）通过该项目的研究，掌握了采用孔底马达和多点即时测斜仪进行本煤层水平长钻孔和分支孔施工的工艺，通过井下现场工业性试验，完成了项目计划要求的各项技术指标。 （5）完成了现场工业性试验，并取得良好的应用效果。 2007年11月～12月在陕西彬长矿区大佛寺煤矿历时两个月。采用最新研制的千米履带定向钻机、多点数字即时读数测斜系统、孔底马达进行本煤层定向钻孔施工，期间共完成试验钻孔4个，总进尺1824m，最大主孔深度811.8m，分支孔深度211.8m。 最新研制的ZDY6000LD千米定向履带钻机、多点数字即时读数测斜系统和配套定向钻进工艺将很快在我国矿井条件较好、煤层地质条件适用的煤矿区得到推广应用。通过对市场的初步调研，年需求量将在10台套左右，预计年新增产值将达到1亿。同时本项目形成的定向钻进技术与装备，将提高井下瓦斯抽放钻孔的施工效率和钻孔轨迹控制精度，从而提高瓦斯抽放效率，对煤矿的安全生产、煤层气开发和利用都起到很大促进作用，并带来可观的间接经济效益。

成果简介：直接从时间域出发，应用时域有限差分方法（FDTD）分析地下和地面的瞬变响应，由于二维情况便于图形表示，采用了线源二地电模型，通过对二层均匀地电结构和含二维低阻体时地面垂直感生电动势曲线的计算，说明瞬变场响应有滞后现象，即异常地质体一亘引起瞬变响应，就会往后延时，并使响应延续较长时间，在实际的工程勘察中，曾用3－5ms以后的延迟时间探测过较浅的异常体，如20m至150m深度范围内的地下老窑采空区，并取得较好的探测效果，上述数字模拟结果为以往的实践提供了理论依据。

成果简介：目前在瞬变电磁法反演方法中，人们使用较多的是电磁场反演拟合的方法。但往往存在以下不足：首先这些反演方法理论复杂，不易掌握；其次它要求工作人员有丰富的工作经验，缺乏延续性，很难推广；再次数据处理量大，计算复杂。本文提出一个基于人工神经网络的专家系统。它避开了具体复杂的电磁场计算，只要经过适当的学习训练就能够解决复杂的实际问题；而且还具有学习记忆功能，使得瞬变电磁法的反演工作具有延续性和继承性。随着专家系统的不断完善，该方法将有广阔的发展前景。

成果简介：瞬变电磁法观测的是二次场，有较高的分辨率，但观测所得的衰减曲线形态彼此相似，不同的地电断面，仅表现为衰减曲线的陡峭程度不同。因此，如何将瞬变信号中所包含的丰富的地下地质信息提取出来，最大限度提高瞬变电磁勘探的应用效果，是值得研究的课题。为此，本课题采用近些年来发展起来的用于信号处理的联合时-频分析理论与技术，选择、优化适合瞬变电磁场信号的时频分布和时频表示，将时域瞬态响应信号拓展到时间和频率为变量的二维信号，构造了联合时-频分析函数，将不同地电断面的响应明显地区分开来；同时利用时频曲线进行时域和频域的联合反演，提高了拟合精度。以此开辟瞬变电磁场资料处理与解释的新途径，提高应用地质效果。课题的中间成果：二维直接时域数值模拟为研究瞬变场在地下传播与扩散的全过程提供了有效手段。

成果简介：西安研究院软件开发中心以强大的专业技术为支撑，致力于中国煤矿信息化软件开发与数字化建设。近二十年来先后在全国多个煤矿推广应用具有自主知识产权的煤矿地质测量信息管理系统。所形成的煤矿数字化系列产品已成为各煤炭企业信息化与数字化建设的首选产品。 煤矿地质测量信息系统于2004年成功升级为网络版。该系统可运行于单机环境或网络环境，主要由煤矿地质基础数据网络管理子系统、煤矿测量基础数据网络管理子系统、煤矿地质测量专业GIS平台以及煤矿地质测量图形与数据的远程管理子系统组成。 主要功能： ※ 完善的数据管理。 ※ 提供了一个面向煤矿专业应用的GIS平台。 ※ 专业图件的自动化程度高。 ※ 资料的远程管理。 ※ 自动进行各种计算。 ※ 自动生成各类图形。 ※ 交互式动态成图。 ※ 不同类型的图形自由组合、叠加派生出新的图件 ※ 提供通用软件接口。如AutoCAD、MapGis等通用软件的接口。

成果简介：全液压动力头式结构，由主机、泵站、操纵台三大部分组成。解体性好，拆迁方便，摆布灵活；回转器为通孔结构，钻杆长度不受钻机结构尺寸的限制；机械拧卸钻具，卡盘、夹持器与油缸之间，回转器与夹持器之间可联动操作，自动化程度高，工作效率高，操作简便，工人劳动强度小。无级调速，转速与扭矩调整范围大，工艺适应强；操纵台集中操作，人员可远离孔口，有利于人身安全。 　　ZDY6000L型煤矿用履带式全液压坑道钻机简介： 　　ZDY6000L型煤矿用履带式全液压坑道钻机属于自行式、低转速、大转矩类型，可采用复合片钻头施工深度约600m的大直径钻孔，也可采用孔底动力钻进，主要用于煤矿井下施工近水平长距离瓦斯抽放钻孔。 　　主要技术参数 　　配套钻杆直径 /mm 　73/89 　　钻机质量 /kg 约7000 　　回转额定转矩 /N.m 　6000～1600 　　回转额定转速 /r/min 50～190 　　主轴额定制动转矩 /N.m 650 　　主轴倾角 /° -10～20 　　最大给进/起拔力 /kN 180 　　给进/起拔行程 /mm 1000 　　行走速度 /km/h 0～2.5 　　最大爬坡能力 /° 20 　　接地比压 /N/mm^2 0.06 　　液压系统额定压力 /Mpa Ⅰ泵 26 　　Ⅱ泵 21 　　电动机 型号 YBK2-280S-4 　　功率 /kW 75 　　油箱有效容积 /L 240 　　运输状态外形尺寸 /mm 3380×1450×1800

成果简介：基于Wingner-Ville分布良好的时频性质，针对它的交叉项的高频振荡特性，利用二维线量积小波对信号的Wigner-Ville分布进行分解，用低频系数重构时频图，使交叉项干扰受到抑制，并就以4个斯包络正弦信号和Wigner-Ville分布为例，用双正交小波作分解和重构说明了交叉项抑制的方法和过程。数值计算表明，该方法对交叉项的抑制优于伪Wigenr-Ville分布。

成果简介：用有限元素法实现了复杂三维地电模型的电偶源频率测深正演计算，涉及到源的处理、边界条件的确定和复杂模型的剖分。通过引入广义变分使得变分原理可以应用于有耗媒质的电磁场问题，用矢量元克服了三维计算中的伪解。还优化了计算方法、进行了压缩存储，加快了计算速度。对场源复印效应、阴影效应的影响做了进一步的研究，得出了一些有意义的结论。解决复杂三维地电模型电偶源频率测深正演问题具有很大的理论意义和应用价值，为今后的三维反演奠定了基础。

成果简介：采掘工作面前方导含水地质条件不清是导致煤矿井下水害频发和采掘效率低的关键。该项目正是为解决煤矿及交通、铁路、水利等行业急需的大距离超前导含水地质体超前预测设备及方法技术。该项目开发了导含水地质体超前探测技术方法、先进的探测设备数据处理软件系统及相应作业方法，可满足目前机械化开采对前方地质情况探查的精度要求。(1) 研制了一套矿井直流电法超前勘探的采集系统－YD32(A)型防爆数字直流电法仪，仪器测量精度高，抗干扰能力强，具有超前探测120米的能力。仪器采用4MHz、24位高精度数据采集新技术，实现24道高速数据采集系统。仪器系统的电气及结构达到国家煤矿用本质安全型防爆标准，并且实现了产品化；(2)开发的智能型数据处理软件系统，具有自动识别和剔除干扰、时域叠加、对比分析、定向信号识别、“智能、傻瓜”数据处理的显著特点，实现数据自动筛选、现场实时数据处理； (3) 开发的数据处理结果解释系统可以快速反演计算导含水地质体的电性差异、空间定位参数和三维成图；由于数据成果唯一，解释时只需按图显示定位异常位置及范围，对异常的定性需要根据异常的视电阻率相对值大小和各种水文地质信息，达到了半定量解释富水性的程度；(4) 研究了巷道超前水文探测预报技术的基本理论、施工方法技术；研究的理论、三点源施工方法及采集装置参数，通过试验证明理论及采集装置参数正确，施工方法合理可行，且工作效率高。(5) 结合掘进作业，对进头超前探测掘经常出现的含水断层、裂隙带、底鼓、渗滴水、潮湿、老窑积水等异常均进行了探测试验，经检验没有发现漏报现象。近200个应用实例和邢台矿区的系统试验研究证明，巷道超前水文探测预报技术可有效探测掘进头前方60-100米距离范围内的含水导水构造，且施工方法快捷，富水异常探测准确，形成了井下掘进工作面超前地质预报作业和对目标导含水地质体安全状态预测新方法；(6) 全面完成了“煤矿导含水地质体超前80m实时预测技术”课题规定的研究任务，创造了1110万元的直接经济效益，填补了我国矿井巷道超前80m预报含水、导水构造的空白，为煤矿防治水害提供了先进的探测手段。

成果简介：“煤矿井下双工数字式岩体通讯技术及装备“是科技部科研院所技术开发研究专项资金项目，项目编号：2004EG122130。项目2004年立项，执行期为2004年至2006年。项目的主要任务是根据超低频电磁波的岩体传播理论，研制一套以岩体通信为主，以其它介质通信为辅的数字式双工防爆矿用无缆通信机。用于煤矿及其它地下隐蔽工程抢险救灾通信、小型矿井通信、坑道通信等。项目的主要内容a. 利用电磁波在岩层中传播衰减的理论，通过电偶极子发射和接收信号，实现了真正意义上的岩体无线传输通讯。解决了在矿井发生灾害或事故时，由于通讯线路的破坏而不能通信的问题。b.首次在岩体通信机中采用全数字语音技术。数字通信相对于模拟通信的主要优点是： 由于数字信号空间离散，信道噪声引起的误码可以通过软件纠错编码减小；便于结合信源编码技术以减小信息冗余，使信道传输的冗余信息能够在纠错编码中得到合理而充分的利用，因此可以获得更好的通信效果；在多次中继传输的情况下可采用信号再生克服噪声累积现象。c.采用了数字语音压缩与数字语音还原技术。语音压缩到1.2kbps并保持相当的话音音质。实现了语音极低频率载波传送。本仪器通频带为4k－20kHz，语音载波频率8kHz，短信载波频率11kHz。d.采用目前国内先进的语音芯片及信号处理技术，保证了可以高速实时的传送和还原话音内容。数字调制解调技术的应用，克服了模拟调制解调技术复杂、设备及电路体积庞大、稳定性差和语音噪声大的缺点。e.数字短消息功能的实现也是该项目的一大特点，由于短信功能不需要输入输出外接设备，即使在环境噪声大到人耳不能忍受的情况下，该功能也可以准确的接收到其它人员传来的指令。f. 研制成功了KTW-1J无缆应急通信机和YXY(A)应急移动通信机，满足矿井的不同使用要求。科研样机计划达到的技术指标：防爆形式：矿用本质安全型；防爆标志：ExibI（150℃）；使用环境条件：环境温度：0 ～ +40℃ 平均相对湿度：≤95%（+25℃）电气性能： 供电电压： ±48V供电电流： 0-70mA 通讯距离： 直线通信距离1000m以上载波频率稳定度：10-6工作方式： 双工调制方式： 数字调制解调工作频率范围： 2k－20kHz不失真输出功率：3W语音失真度： < 1%整机重量： 1.5公斤/台该项目以全数字平台、数字语音压缩和数字调制解调技术，用软件无线电的设计思想提出了基于DSP硬件平台的地下甚低频无线数字通信机实施方案。采用一种1.2kbps的语音编译码器、正交相移调制(QPSK)以及纠错编码/译码等技术通过DSP编程实现了数字语音通信。研制成功了KTW-1J无缆应急通信机和YXY(A)应急移动通信机。KTW-1J数字防爆无缆应急通信机技术指标：防爆形式：矿用本质安全型;防爆标志：ExibI（150℃）；使用环境条件：环境温度：0 ～ +40℃平均相对湿度：≤95%（+25℃）载波频率稳定度： 工作方式： 半双工工作频率范围： 4k－20kHz，语音ADC/DAC转换精度：16bits 语音信息调制方式： QPSK数字语音信息速率： 1.2kbps信道采样频率： 64kHz信道AD/DAC转换精度： 12bits信令调制方式： BPSK信令速率： 6.25bps重量： 　1.5kg外形尺寸： 200×105×80mmKTW-1J无缆应急通信机是国内首次采用全数字语音通信的岩体通信机。由于数字信号空间离散，信道噪声引起的误码可以通过软件纠错编码减小；便于结合信源编码技术以减小信息冗余，使信道传输的冗余信息能够在纠错编码中得到合理而充分的利用，因此可以获得更好的通信效果；在多次中继传输的情况下可采用信号再生克服噪声累积现象。有如下创新：a.采用了数字语音压缩与数字语音还原技术，语音压缩到1.2kbps并保持相当的话音音质。实现了语音极低频率载波传送。B.数字短消息功能的实现也是该项目的一大特点，由于短信功能不需要输入输出外接设备，即使在环境噪声大到人耳不能忍受的情况下，该功能也可以准确的接收到其它人员传来的指令。C. 研究了矿井无线电的传播、衰减规律，成功地将无线电感应理论应用于井下通信机研制。YXY(A)应急移动通信机的技术指标： 频 率： 500kHz 频率 稳定度： 5×10-5 接收机灵敏度： ≤1?V/12dB信纳比 发射机 输出： 3W 调 制 方 式： FM 工 作 方 式： 半双工 尺 寸： 环形天线直径 Φ=540mm 重 量： 1.5㎏ 工 作 时 间： 8小时 防 爆 型 式： 矿用本质安全型 防 爆 标 志： ExibI（150℃）YXY(A)应急移动通信机用于煤矿或其它矿山井下救灾、工程施工、勘测作业等的临时应急语音移动通信。它是借助矿井原有金属介质（如：动力电缆，电话线，信号线或管道等）进行感应通信的无线电通信设备。在矿井的巷道中，借助管道、电缆的辅助作用，通信距离可达到1000米─2000米。该课题研究的两种井下防爆无缆应急通信机技术，为煤矿井下或其它地下隐蔽工程抢险救灾、探测施工等提供了一种简单、快捷、实用的移动通信手段。填补了国内空白，该技术处于国内领先水平。煤矿井下移动通信，特别是以岩层做介质的移动通信，现在还是世界难题，各国许多科技人员都在探索。这是因为地下岩层的变化十分复杂，电磁波在岩层中传播、衰减的理论还不够完善，还不能有效的指导设备的研制开发；煤矿井下地层结构的断层、老窑、陷落柱等地质构造非常普遍，地层的岩性和构造的含水性，对电磁波的传播特性的影响都非常大，而且对这种影响进行量化也非常困难。这就使得理论研究和应用研究都非常困难。所以该课题研究矿井救灾通信技术，特别是以岩体为通信介质的通信技术是前沿技术，理论与应用研究的困难都很大，尚有许多需要探讨和深入研究的问题，主要表现在以下几点：a. 地下岩层的变化十分复杂，电磁波在岩层中传播衰减的理论还不够完善，还不能有效的指导设备的研制开发，应进一步这方面的基础理论研究。B. 煤矿井下的地层结构十分复杂，断层、老窑、陷落柱等地质构造非常普遍，地层的岩性和构造的含水性，对电磁波的传播特性的影响非常大，而且对这种影响进行量化也非常困难。所以研制在不同岩层和各种地质构造的情况下都能实现通信的通信设备是非常困难的。C. 信噪比是一般通信机的重要指标，它直接决定通信机的通信性能。矿井岩体通信机工作频率低，工作环境噪声严重，提高通信机的信噪比也十分困难。

成果简介：“矿井水情水害信息分析决策管理系统”是科技部社会公益研究专项资金项目，项目编号为2004DIB2J055。2004年申报、批准，2005-2006年执行。该项目将研制开发一套有效适用的矿井水情水害信息分析决策管理系统，通过对矿区水文地质数据的收集、分类、分析、计算和评价，对区矿井水害进行预测预报提供决策支持服务。该系统应主要包括以下功能： A 实现矿井水情水害信息、资料和预测成果的信息化管理； B 实现对含水层地下水位和采区、工作面涌水量的计算和预测； C 依据矿井水文地质信息，实现对矿井突水可能性的预测； D 实现矿井水质和水源的快速判别； E 提供常规水文地质数据的处理和计算方法。本系统的重点不仅在于从理论上进一步研究矿井突水预测机理和各种水量的分析计算模型，同时在当前计算机技术的软、硬件平台上，整合现有的突水预测模型、地下水数值模型，在此基础上，使之尽可能地实用化、通用化和简单化，为煤矿安全防治水服务。

成果简介：瓦斯是煤矿安全生产的主要威胁，而解决瓦斯问题最有效的方法是预抽放。国家煤矿安全监察局已将“先抽后采”列为煤矿安全生产十二字方针的重要内容，因此该项目的成果将直接为贯彻这一方针服务。我国政府为解决煤矿安全问题加大了投入，煤炭形势好转也使国有大型矿井的经济实力增强，这些为该成果的推广创造了非常有利条件。该项目研制的ZDY6000L型履带式全液压钻机是根据我国煤矿的具体情况，总结自己的经验和吸收国外先进技术进行再创造的产物，配套用φ73mm高强度外平钻杆和大直径稳定组合钻具，采用孔口回转、稳定组合钻具定向钻进工艺施工近水平钻孔，适合中国国情，取得的实际效果令人信服。项目承担单位已有30多年研制生产坑道钻机的历史，并将钻探机具作为本单位的支柱产业之一大力发展，借助于该项目的支持生产能力进一步增强，使该成果可以立即实现产业化。尤其是承担单位具有钻探设备和钻探工艺紧密结合的综合优势，不仅能保证设备本身的性能，而且通过对现场人员的培训和示范，使用户全面掌握钻机和钻具的使用方法，在生产中充分发挥作用。目前，晋城、阳煤、西山、铜川、淮南、峰峰、平顶山、抚顺等地的大型煤矿已经购置或正准备购置这种大直径近水平深孔钻机，原来预计的每年销售3～5套的目标已显保守。这种钻机经过局部改装还可以推广到大直径救援孔、非开挖管道孔施工中去，应用范围还可进一步扩大，因此，该成果具有良好的推广应用前景。

成果简介：“煤矿突水灾害实时监测预警系统”属国家科技基础性工作和社会公益研究专项面上项目，项目编号2003DIB4J149。项目以煤层底板突水研究的“下三带”理论、递进导升理论为指导，以现代通讯技术和传感器技术为手段，开发形成适合于煤层底板突水的监测预警系统。该系统总体上由硬件和软件两个部分组成，具有信息自动采集、数据通信、数据库及可视化、警情发布等多项功能。系统选择应力、应变、水压、温度四种传感器，分别监测煤层底板岩体内的应力、应变、孔隙水压力和温度随采动的变化情况；系统采用分布式数据采集方法，根据现场水文地质情况，在城郊煤矿2113工作面突水监测中，设立三个监测钻窝和三个采集分站。系统软件的主要功能包括采集、检测、控制、存储、计算处理、通信、监测曲线的实时显示与警情发布等。该系统软件灵活实用、功能齐全、适合于工作面的突水监测与安全预警。经过在城郊煤矿2113工作面运行试验，证明该系统具有实时性、可视化和可靠性高的特点。由于监测数据没有达到程序预先设置的阈值范围，因而没有发布警情，与监测范围内安全回采的实际情况相吻合。该矿井水害监测预警系统充分发挥了传感器技术、通信技术在矿井水害信息采集和传输中的作用，将成为矿井水害监测预警理论与方法研究的一个重要平台。取得的主要成果如下：（1）在原有突水前兆监测仪的基础上，开发形成了集数据库后台支撑、监测数据实时显示、警情发布等多功能于一体的新型的矿井水害实时监测预警系统；（2）在该监测系统中，主要用于监测煤层底板特定位置的水压、温度、应力、应变等四种参数，分别监测煤层底板岩体内的应力、应变、孔隙水压力和温度随采动的变化情况，实现了工作面多块段多参数集成的连续实时监测，突破了以往类似系统的单点数据监测，使工作面底板随采矿所发生的变化得以及时采集，可使数据处理分析及时进行，进行时效性更高更准确的预报预警。（3）在该系统的分析软件方面，系统提供了设备检测控制、数据采集与存储、数据处理与分析、警情发布等几方面的功能。实时监测开采过程中的应力场、位移场、渗流场的变化情况，通过预设阈值来判断是否达到预警状态。该系统软件灵活实用、功能齐全、适合于回采工作面煤层底板相对完整或断层活化诱发突水的监测与预警。经过在城郊煤矿2113工作面运行试验，证明该系统具有实时性、可视化和可靠性高的特点。（4）通过在永煤集团城郊煤矿开展的工业性试验，不仅检验了水害监测预警系统的运行情况，而且初步形成了矿井水害监测的试验研究基地。

成果简介：采掘工作面前方地质构造情况不清是影响煤矿井采掘效率、引起水害和瓦斯灾害的关键。该项目正是为解决煤矿及交通、铁道、水利等行业急需的大距离超前探测设备及方法技术。该项目开发的超前探测达100-150m 的先进设备及相应方法技术，可满足目前机械化开采对前方地质情况探查的精度要求，保证作业安全，促进提高行业安全高效生产水平的关键技术进步。1） 开发了研制一套防爆型“矿井超前探测仪” 。该仪器设计将采用世界上最先进的成熟技术，其主要研究、试验方法是将机～电转换器、数据采集电路、便携式微机、防爆供电电路等方面，在满足电气性能和防爆条件的前提下，尽量减小体积、重量、功耗和造价，并着力于高可靠性；2） 开发了与“矿井超前探测仪”配套的超前探测数据处理软件包。该软件包除要具备多维多波地震数据处理的功能外，尚应能对槽波、瑞雷波和弹性波CT数据进行处理，要求其处理自动化程度高，并基本具备“傻瓜机”功能。适宜多行业地质工作者和工程勘察工作者掌握和使用；3）研究了一套独头巷道及工作面超前探测的技术和方法。针对煤矿井下超前探测的实际需要，结合该仪器研究相应的方法和技术，包括：独头巷道超前探测方法与技术的研究；工作面探测方法与技术的研究；应用相应系统和方法的示范探测。在该项目研究中主要在瑞利波数据处理方法、TSP数据处理方法、数据采集仪器的研制和数据处理系统等四个方面取得关键技术突破。在瑞利波数据处理方法研究方面认真分析了传统瞬态瑞利波勘探的缺陷，开发了瑞利波的多次覆盖方法，增大了超前探测距离，提高了探测结果的稳定性；开发了频率域稳定性评价和分析方法，提高了自动数据可靠性判别和一致性校正水平；解决了反正切函数相位谱在0～360区间展开成单调函数的关键技术问题，形成了相位谱分析方法；研究了瑞利波的速度校正问题，实现了视速度恢复的工程方法。解决了不等间距观测装置的校正，开发可小偏移距观测系统结构，解决了小断面超前探测的关键问题。在TSP超前探测方法方面，充分研究了TSP超前探测方法在煤系地层的适应性和数据处理关键；实现了TSP数据初至校正、滤波等处理方法，提高了信号处理能力；采用 F-K 滤波和T-P 滤波是两种视速度波场分离方法，对煤系地层中的分离正、负视速度信号取得良好效果，有效消除了部分因数据处理方法引起的假象异常；实现真正的共反射点偏移叠加技术，解决了煤系地层的绕射叠加成像技术难题。在矿井超前探测仪器研制方面，集中解决了FPGA数字接口电路设计问题，减少了仪器的体积和功耗，为防爆处理奠定基础；采用了PC104板构建仪器控制中心，为作业数据采集控制、观测系统定义、数据管理功能的增强发挥了作用，为实现现场初步处理和性能检测奠定了条件。产品通过可国家煤科安全标志认证，整体技术设计经技术审查符合防爆技术基本要求。 在数据处理系统方面，开发了瑞利波现场处理和地面处理软件，实现了自动处理流传中手动细化处理流程；开发了TSP数据处理系统，实现了波形预处理、正演模拟、三维成像等模块，提高了探测能力。 该项目的工业性试验分为瑞利波超前探测和TSP超前探测两部分进行。其中瑞利波超前探测技术分别在兖州、开滦、平顶山、淮北、淮南、济宁等煤田进行了共计14次试验，其中底板单侧超前3次，掘进头超前3次，侧帮超前8次。主要解决可10到100m的超前精细探测。通过每测试验中多次激发间相位曲线的对比可以看出，探测的稳定性、重复性好，证明探测技术是稳定的、可靠的。TSP超前探测技术共进行了3次试验，技术分别在邢台和甘肃、均属于掘进超前探测，主要解决60到150m的超前探测问题。

成果简介：成果内容简介(1)根据煤田地质理论、煤的变质类型理论将煤层气田划分为3类4个亚类:1)深成成因的煤层气田；2)岩浆热成因的煤层气田:区域热力作用形成的煤层气田或岩体接触作用形成的煤层气田；3)挤压成因的煤层气田。以区域热力作用形成的煤层气田最容易进行地面开发,其中次是深成成因的,第三是岩体接触的,第四是挤压成因的,最后是2种或多种成因叠加的,并从理论上进行分析和举例阐述。同时在气田中划分出水压圈闭和气压圈闭2类气藏。它们对煤层气开发区的遴选和开发产能预测均具有指导意义。(2)论述了河北大城、安徽淮南和云南的煤层气资源和开发前景。大城地区的含煤地层为石炭二叠系。含6个煤组,含煤最多可达15层,总厚达34米,一般单层厚2-3米,最大7米。煤的变质程度中等,Rmax:0.56%-1.68%,煤层含气量平均为10.79m3/t煤。一煤组顶面埋深1164亿立方米；埋深在1800米以浅的面积约1000平方公里,资源量约为3000亿立方米。淮南煤田含煤地层亦属石炭二叠系。但含煤层位较大城地区高,含煤层数多,可达36层,总厚达43米,一般单层厚1-3米,最厚可达14米。煤种以气煤为主向深部变质程度增高。煤层含气量一般5-10m<'3>/t煤。煤田-1000米以浅的煤层资源量为444亿立方米；-1000至-1500米煤层气资源量为1953亿立方米。云南煤层气资源绝大部分分布在滇东地区,含煤地层属晚二叠世。含煤20-60层,单层厚1.2-6.8米。煤种从气煤至无烟气。煤层含量8-19m<'3>/t煤。煤层透气性好,滇东煤层气资源为4350亿立方米。若将滇东黔西作为一个整体考虑,在2.5*10(4)km<'2>面积内的煤层气资源量为12597*10(8)m<'3>。可做为全国性煤层气开发基地。遴选出大城凸起,淮南潘集、谢家集、张集和滇东富源恩洪矿区的清水沟单斜、考虑箐背斜为有利开发区。(3)结合煤层气井的钻井、固井、井底联通等工程工艺技术进行研究,取得了满意的效果,如准确测定了含气量,为试井、压裂采气试验奠定了基础。2、关键技术(1)在研究煤层吸附气赋存及煤储层物性特征的基础上作好煤层气资源评价；(2)选准有利开发区块；(3)在煤层气开发的煤层报导井的钻井、固井、射孔、试井、压裂、排水、采气等工程、工艺质理的好坏对开发的成败直接相关,而其中的煤层压裂、改善煤层渗透率一环更是关键中的关键。专题借鉴国外开发煤层气理论和方法,结合中国实际进行攻关,不但在煤生烃,煤储层特征,有利开发区块的选择等方面围绕着煤层气开发进行研究外,还要引进油层压裂取得成功。在反复进行攻关研究的同时掌握了新技术、新工艺、培养了队伍,为今后大面积开发煤层气作好了准备。在河北大城地区的单孔煤层开发中取得重要进展,若用井组开发产能将会更高,产期将会延长10-20年,在开始3-5年即可收回开发的投入,是可以得到回报的事业。

成果简介：用途：在煤矿井下对掘进面前方进行超前探测或对巷道的顶底板、巷道两邦的一定范围内的煤层、岩层的厚度以及厚煤层的分层定厚、夹矸分辨、煤及围岩内的断层、空洞、老窑、岩溶等地质小构造进行探测和预报。技术指标：防爆形式：本质安全型；输入信号道：2道(2-6道可选)；频率范围：0.5-1500Hz；相位一致性：≤－0.1-＋0.1°；A/D转换器：24位SDO，FIR数字滤波；记录长度：128/256/512/1024/2048样点；串音：≤-90dB；显示器：7.2″LCD彩色SNT，分辨率为640×480；重量：采集箱体≤5.5kg，电源箱体≤5.5kg；尺寸：采集箱体240mm×199mm×148mm；电源箱体176mm×126mm×143mm。获奖情况：1998年获煤炭科技进步三等奖、1992北京发明展览会银奖、第6届全国发明展览会铜奖。应用情况：该仪器是MRD-Ⅱ型的换代产品。自2001年进入市场已销售了10台套，先后在淄博、邯郸、皖北、张家口、兖州、重庆等矿区使用，由于其高性能和小体积很受新老客户的欢迎。

成果简介：用途：为利用岩体和巷道超低频语音通讯技术、软件无线电技术最新开发出的可在多种介质中传播、简便实用的便携式地下移动语音通讯系统。实现以井下主站为中心4平方公里范围内救灾应急通讯和调度指挥通讯。该系统适用于矿井抢险救灾应急通讯和其他井下常规通讯手段失效时的应急通讯。技术指标：工作方式：半双工数字单边带语音实时发送、接收和中继；双工数字语音压缩、QPSK调制解调语音实时发送、接收和中继；工作频率：上行载波5kHz(试验可调整)；下行载波10kHz(试验可调整)；通讯介质：岩体、感应；重量：手机小于1.5kg；主站小于10kg；语音信号带宽：300Hz-3kHz；传输方式：语音传输、短信息传输、语音中继传输；通讯覆盖范围：以井下主站为中心4km<'2>；发射功率：手机2W；主站5W；通讯距离：单机：水平1000m以内；安全性质：矿用本质安全型；中继：水平1000m以上；工作时间：发1＋收2＋守侯4模式下连续工作8h。

成果简介：该项目为钻探设备和工艺相结合的综合性科研成果，主要应用于煤矿安全技术领域。该项目针对我国煤矿井下的工作条件及施工中、大直径工程钻孔、瓦斯抽放孔的需要，研制成功了ZDY4000S钻机, 研制了Ф420mm的高强度大直径螺旋钻杆、Ф450mm和600mm的扩孔钻头，并对螺旋钻杆的排粉性能进行了较深入的模拟研究。利用研制的钻机、配套钻具和钻进工艺在阳泉煤业（集团）有限责任公司新景矿进行生产试验，完成Ф600mm的试验孔4个，最大孔深为50.6m；在焦作、水城、盘江矿务局完成Ф113～300mm的瓦斯抽放孔近50000m。ZDY4000S钻机是自主开发的大能力坑道钻机。主要技术参数如下：1、输出扭矩：4000N.m 2、钻孔倾角：±45 °3、给进行程：780mm4、钻杆直径：73/420mm5、终孔直径：153/600mm 6、终孔深度：350/50m7、输出转速:5～280r/min 8、最大给进/起拔能力；150kN9、电动机功率：55kW 在制定总体技术方案时，充分考虑了国内外在坑道钻机研制方面的经验和教训。进行零部件结构设计时，采用了CAD和优化设计等先进设计方法，并在钻机的给进结构等方面有突破，使之重量减小，结构工艺性改善，工作可靠性明显提高，并具有较强的处理孔内事故能力。Ф420mm的高强度大直径螺旋钻杆的加工采用了先进的摩擦焊接和数控加工方法，改进了钻杆结构，减小了应力集中。由于在摩擦焊接工艺参数和热处理规范上进行了优化，使钻杆强度达到国际先进标准（API）的要求。新开发的大直径多级稳定组合钻具为实施大直径长钻孔本煤层瓦斯抽放提供了一种新型钻具。通过对螺旋钻杆排粉性能进行的较深入模拟试验和新开发的大直径多级稳定组合钻具定向性能的生产试验表明，采用螺旋钻杆并附以少量的高压水排粉，是施工近水平大直径救援钻孔的有效途径。在总体技术水平上，已居于国际先进水平。在瓦斯抽放钻孔和大直径钻孔的施工能力和实际应用效果上，填补了施工直径Ф113～300mm、深度350m的瓦斯抽放长钻孔和直径Ф600mm、深度50m大直径钻孔在煤矿井下的空白。

成果简介：自1985年以来，已先后承担完成了资源开发、市政建设、建材、交通、电力、区域开发、公路交通等行业100余项内外资建设项目的环境影响评价和工程治理，其中国家级、省部级重点建设项目30余项。现执有环境影响评价甲级、环境监测甲级、环境治理丙级、水土保持方案编制乙级资质证书。根据市场需要，十多年来还开发了重金属废水的无害化处理技术、水资源污染生物治理技术、饮用水集中除氟工程及家用降氟器(专利)、矸石山灭火工程及设计；煤矸石专用肥料开发等。技术特点：城镇环境规划与设计；新建、改扩建、技改项目环境影响评价；建设项目水土保持方案编制与设计；工业废水、生活污水及饮用给水处理；资源综合利用。推广应用：先后承担了世行和亚行资助的铜川、宝鸡、渭南等在陕西境内中等城市大部分的“气代煤”工程，其报告质量得到了国内和国际同行的赞誉。近年来西安分院的环评与环保技术已涉足陕西、甘肃、四川、贵州、河南、山东、山西、河北、内蒙、湖北、宁夏等省市。