煤矸石快速精准的识别对提升煤炭产能有着极大的影响，而现有的煤矸识别分选方法在分选设备、准确率以及效率上尚有不足。提出了一种基于深度学习的激光雷达双通道伪彩图像煤矸识别方法。首先，基于激光雷达距离通道信息，设定高度阈值去除目标矿石以外的干扰信息；其次，对原始点云数据降维投影，以快速获得煤矸反射强度信息和表面纹理特征；然后，对降维处理后的强度通道与距离通道进行融合，构建煤矸双通道伪彩图像数据集；在此基础上，针对伪彩数据集对经典稠密连接网络（DenseNet-121）进行优化，利用优化后的DenseNet-40网络进行模型训练及测试，测试结果表明：该模型对煤矸的识别率达94.56%，证明激光雷达采集的双通道伪彩图像在矿石识别领域具有科研和工程应用价值。

为解决冲击地压矿井承载区段煤柱的冲击危险问题, 以兴隆庄煤矿B4328工作面的实际开采情况为例, 采用理论分析法在工作面掘进和回采期间对煤柱进行了稳定性力学分析, 计算了合理煤柱宽度; 建立了Phase2数值计算模型, 得到该煤柱在不同采掘状态下的应力分布规律; 根据应力集中程度在巷道两帮及底板实施大直径钻孔预卸压方案, 同时制定了在工作面回采前运输顺槽支护的补强措施。研究结果表明: 运顺掘出后巷道侧煤柱塑性区宽度为4.71 m, 采空区侧塑性区宽度为14.45 m, 认为煤柱仅受单侧的采动影响和掘巷应力重新分布影响, 25 m煤柱处于相对稳定状态; 同时模拟计算表明运顺开挖区域处于采空区支承压力峰值下降但数值仍较高的位置, 且外帮冲击危险大于内帮, 需要加强支护且对煤柱弹性核区域采取预卸压措施, 由于承载区段煤柱在采掘期间受扰动较小, 卸压后煤柱两侧将基本处于塑性状态, 弹性区开始产生塑性变形, 弹性能缓慢释放, 冲击危险程度降低。冲击地压危险监测数据表明防冲效果较好, 研究结论可为相似条件下较大尺寸的承载区段煤柱防冲问题提供理论与实践依据。

为研究岩浆侵入体对煤化学结构等方面的影响, 采用傅里叶变换红外光谱对邯邢矿区云驾岭煤矿岩浆接触带四个高变质煤进行了化学结构表征。 结果表明: 所有样品中芳香结构以苯环三取代为主, 在夹矸中最高达到67.4%; 离侵入体越远, 苯环三取代含量越低, 苯环二取代含量逐渐升高, 而苯环四、 五取代均表现出先增后减的变化规律。 在含氧官能团方面, 离侵入体越远, 活性较高的芳香酯和羧基含量越高, 酚中C-O含量变化较小, 烷基醚和芳基醚含量降低, 芳香环或稠环中CC伸缩振动占比逐渐增加。 受岩浆侵入的影响, 样品中脂肪类物质含量很低; 离侵入体越远, 甲基的对称与反对称伸缩振动占比先增加后减小, 亚甲基对称与亚甲基反对称伸缩振动的变化规律则与甲基相反。 在羟基官能团方面, 羟基自缔合氢键为煤样中氢键的主要类型, 而夹矸中则以羟基和醚中氧形成的氢键为主; 离侵入体越远, 后者在煤样中则逐渐升高, 羟基和π键形成的氢键含量越低, 羟基-N氢键含量先增加后减小。 研究结果表明, 岩浆侵入对煤中有机质的化学结构产生了显著影响, 且对煤和夹矸中有机质化学结构具有差异性影响, 为探索高变质煤中大分子结构演变机理提供了理论依据。

抚顺煤精属于褐煤变种, 煤化程度低, 其主要构成部分是植物体的有机残体, 其显微组分主要包括凝胶体、 团块腐植体、 木质结构体、 树脂体和纤维素。 东坑料、 腰坑料和西坑料煤精品质依次降低, 其密度却依次增大, 分别为1.193、 1.196和1.289 g·cm-3, 而包含的树脂体含量依次减少, 占比分别为30%、 25%和10%。 在荧光显微镜下观察抚顺煤精, 结果发现抚顺煤精中可以产生荧光的组分有树脂体和木质结构体, 其中树脂体存在两种不同的类型, 分别是α-树脂体和β-树脂体, 而木质结构体的含量较少。 α-树脂体形状多呈纺锤形, 表面不平整, 轮廓不平滑； β-树脂体表面均一, 形状多呈圆形、 椭圆形或纺锤形, 轮廓较为清晰。 总体而言, α-树脂体的含量要低于β-树脂体, 且尺寸更小, 其荧光强度明显高于β-树脂体。 东坑料煤精的α-树脂体含量约10%, β-树脂体的含量约20%； 腰坑料煤精的α-树脂体含量约5%, β-树脂体的含量约20%； 西坑料煤精的α-树脂体含量约3%, β-树脂体的含量约7%。 对抚顺煤精中两种不同类型的树脂体进行光致发光光谱测试, 结果发现: α-树脂体和β-树脂体的光致发光光谱的谱峰均呈多峰, 且谱峰位置较为相近, 分别在411~412、 524~528、 551~553、 583、 600和625 nm处, 仅在强度上体现了较大的差别。 α-树脂体的λmax在525 nm附近, FWHM约120 nm, Q值的范围在0.459~0.899, 氧化程度相对较低； β-树脂体的λmax在553 nm附近, FWHM约180 nm, Q值的范围在0.919~1.30, 氧化程度相对较高。 与抚顺琥珀的荧光谱图进行对比, 抚顺琥珀的最大荧光波长λmax在434 nm附近, 比煤精中两种树脂体的λmax都要小, 而与树脂体在432 nm处的弱荧光峰位置较为接近。 实验表明抚顺煤精中树脂体的氧化程度高于琥珀, 因此在形成顺序上, 煤精先于琥珀。

将600目(23 μm)和1 000目(13 μm)煤系偏高岭土按照0%、5%、10%、15%(质量分数)的掺量分别掺入混凝土，通过强度测试、XRD、TG-DTG、SEM-EDS和氮吸附试验等研究了煤系偏高岭土细度和掺量对混凝土力学性能和微观结构的影响。结果表明：偏高岭土的掺入显著提高了混凝土的力学性能，当偏高岭土细度为1 000目、掺量为15%时，混凝土的抗压强度最大，90 d抗压强度达到了81 MPa；水化产物主要由氢氧化钙、钙矾石、类水滑石及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶等组成，掺入偏高岭土并未改变水化产物种类，但是增加了水化产物中C-S-H凝胶的产生量，同时降低了氢氧化钙的含量。偏高岭土与水泥水化产物氢氧化钙发生二次水化生成C-S-H凝胶，提高混凝土致密性，这是偏高岭土能够增强混凝土力学性能的主要原因。

以循环流化床灰(CFBA)取代煤粉炉粉煤灰(PFA)，研究不同CFBA取代量和水泥掺量对蒸压加气混凝土(AAC)抗压强度和干密度的影响，借助化学滴定、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)探究钙矾石(AFt)在AAC中延迟形成的特点。结果表明，CFBA取代40%(质量分数)PFA、水泥掺量为20.0%(质量分数)条件下，能够制备满足干密度级别B05和强度级别A3.5要求的AAC。当CFBA分别取代40% PFA、100% PFA后，未经蒸压处理的空气养护试样中AFt含量于7 d达到最大值，分别为7.71%(质量分数)和18.60%；经过蒸压制得AAC后，再空气养护28 d，试样中延迟生成的AFt量均少于1.00%；而蒸压处理制得AAC后，再泡水养护28 d，CFBA取代40% PFA的试样中AFt生成量为2.57%，CFBA取代100% PFA的试样中AFt生成量达4.46%；CFBA取代100% PFA的AAC试样中延迟形成的AFt为典型高长径比针棒状晶体，存在体积安定性风险。

以煤气化渣为原料, 采用一步直接烧结法制备了全固废煤气化渣微晶玻璃, 并研究了烧结温度和时间对全固废煤气化渣微晶玻璃晶相演变、机械物理性能和微观结构的影响。结果表明, 煤气化渣具有较强的析晶能力, 得到的微晶玻璃主晶相为钙长石相。在800~1 150 ℃, 随烧结温度的升高, 微晶玻璃结晶度先增高后有所降低。过高的烧结温度会使微晶玻璃内部出现片状结构, 理化性能下降。烧结温度在1 110~1 120 ℃, 微晶玻璃晶粒细小且分布密集, 表现出较好的物理性能。烧结时间对样品性能的影响较小。在烧结温度1 120 ℃、烧结时间2 h条件下, 微晶玻璃维氏硬度为6.92 GPa, 抗折强度为38.29 MPa, 抗压强度为432.72 MPa,体积密度2.618 g/cm3, 吸水率为0.21%, 耐酸碱性分别为3.13%和0.92%, 力学性能较优, 但吸水率及化学稳定性方面还有较大提升空间。

为探究断层构造作用对煤化学结构特征和微晶结构特征的影响, 采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）分析, 对红庆梁矿和段王矿的原生煤及断层构造煤进行分析。 结果表明, 受断层构造作用影响, 红庆梁、 段王断层构造煤中苯环二取代、 苯环四取代的含量明显大于原生煤, 苯环三取代和苯环五取代的含量低于原生煤, 断层构造煤中C-O-C伸缩振动、 -CH2反对称弯曲振动、 -CH3、 -CH2和芳环-OH含量均多于原生煤, 断层构造煤中醚C-O振动、 芳烃CC、 -CH和OH-π含量低于原生煤。 红庆梁、 段王断层构造煤的芳碳率fa是原生煤的1.01和1.03倍, 芳环缩合度DOC是原生煤的1.01倍和3.7倍, CH2/CH3值是原生煤样的0.933倍和0.94倍, 芳香度I分别是原生煤样的1.01倍和1.34倍。 说明断层构造作用促使官能团和脂肪链脱落, 增加煤的缩聚程度, 降低煤中脂肪侧链的长度, 增大芳香结构含量。 XRD测试结果表明, 原生煤和断层构造煤具有相近的矿物组分, 断层构造作用未对煤中矿物组分的类型产生明显的改变。 在2θ=26°附近存在特征(002)带, 表明存在少量的层状石墨结构, 然而在2θ=45°附近并没有清楚地显示(100)带, 说明煤中石墨结构的基面生长水平较低。 红庆梁、 段王断层构造煤的晶间间距d002值与原生煤相比变化很小, 微晶堆积高度Lc值分别是原生煤的0.904 5倍和0.902 7倍, 芳香度fa-XRD值分别是原生煤的1.143 9倍和1.066 9倍, 晶体堆叠平均层数Nave值分别是原生煤的0.909 45倍和0.923 56倍。 断层构造作用减小煤的芳香层片堆砌度, 增大煤的芳香度, 减少了煤微晶结构单元的堆叠层数, 说明断层构造促进煤中非芳香化合物向芳香化合物的转化。 断层构造煤的芳香度、 成熟度更高, 断层构造煤的燃烧反应性弱于原生煤。