项目简介：长期大规模的煤炭开采形成大面积采空区，其垮落裂隙体的“阻隔”作用，导致常规水平井钻井工艺技术无法穿越采空区预抽下组煤层瓦斯，严重制约下组煤的安全高效生产。基于此，研究采空区下伏煤层孔渗结构演化及瓦斯赋存响应机制，形成采空区下伏煤层瓦斯预抽甜点位精细化圈定方法；研究采空区多物理场耦合行为对水平井钻进的劣化机理，形成气动定向斜穿采空区和短垂深、短间距条件下短半径精确着陆技术；研究钻杆-气举复合钻进岩屑运移规律及井壁失稳机理，形成长煤层水平段氮气欠平衡“零污染”钻进和井壁稳定控制技术。攻克地面穿越采空区预抽下伏煤层瓦斯技术难题，推动下组煤层瓦斯超前治理，打破时间与空间限制，提前释放压覆的大量清洁能源，极大缓解下组煤采掘衔接紧张的局面，有效预防瓦斯灾害，保障下组煤安全高效生产。

项目简介：长期以来，煤矿瓦斯抽采存在抽采量衰减快、抽采浓度下降快、瓦斯利用率低等突出问题，主要是由于传统水泥类和聚氨酯类封孔材料存在凝固后期易出现开裂、收缩、封孔不严等问题，“固体封流体”传统思路无法对钻孔中后期新生裂隙进行动态密封和补救。因此，研制具有强度高、可形成流体状态的柔性封孔材料是当前煤矿瓦斯高效抽采亟待解决的关键技术问题。本项目旨在研制煤矿瓦斯抽采封孔用新型无机柔性流体材料，分析纳米氧化物、表面活性剂对无机柔性流体材料的改性效果，优化无机柔性流体材料的结构和性能；研究巷道与钻孔双重扰动下围岩裂隙场分布特性与渗流特性规律，揭示钻孔围岩漏气裂隙形态特征，阐明孔外裂隙内流体柔性密封浆液渗流与密封演化特性；开发适应复杂煤层条件下的瓦斯抽采钻孔主动式柔性封孔工艺及配套装备。

项目简介：据统计，采煤和掘进过程的产尘量占矿井总产尘量的85%以上，为有效应对粉尘污染，《煤矿安全规程》及《煤矿作业场所职业危害防治规定》明确规定了煤矿作业场所的粉尘浓度限值，但是单一除尘技术的除尘效果难以达到规程要求且存在局限性，因此亟待开展井下空气质量革命集成技术装备开发，形成煤矿井下空气质量革命工程示范。研究采掘生产空间粉尘理化特性及污染扩散规律；研发采煤工作面高能细泡多级包裹抑尘技术，实现细泡均匀致密产生和多层高能稳定喷射抑尘；研发掘进工作面“脉动降尘-控风增效-抽尘超滤”协同净化技术，气驱增压脉冲雾滴群降尘技术采用井下压风产生高压脉冲，实现宽粒径范围脉冲雾滴群覆盖降尘，风流调控增效技术将迎头扬尘风流转变为控尘气幕，抽尘超滤湿式除尘器通过湿式旋流和超净滤尘协同作用高效除尘；研发转载点气动涡旋增压除尘技术，设计一种由球形截止阀、喷孔、压缩气体进气室等构成的气动涡旋增压除尘设备，研究转载点风流在气动涡旋增压设备产生的超负压场下的运移规律，阐明压缩气体气压与负压吸风性能之间的内在关系；研发污风巷道丝弦水膜滤尘消雾技术，采用丝弦消除雾滴并形成弦间水膜，实现丝弦自清洗和“雾滴群-丝弦-水膜”协同滤尘消雾；开展集成技术装备工业试验，形成煤矿井下空气质量革命工程示范。

项目简介：采煤工作面具有产尘量大、煤尘疏水性强、通风风速高等特点，传统喷雾降尘对难润湿性煤尘理论除尘效率低（＜60%），且雾滴颗粒易随风而逝导致实际除尘效率更低（＜35%）；同时采煤工作面可利用空间狭小、接电接气困难导致高效除尘措施无法有效应用等痛点。本项目提出难润湿性煤尘自吸空气成泡高能广域包裹消尘新理念和新思路。研究细泡微观润湿-凝并煤尘机理，揭示细泡黏附煤尘效应对强气流场煤尘飞扬扩散的压制作用，变自由空间“被动捕尘”为粉尘源头“主动消尘”；现场调研采煤工作面实际工况，确定采煤工作面细泡包裹抑尘工艺方案，研究水射流自吸空气成泡机理，阐明自吸气液两相流稳定混合和匹配调控关系，缩小设备体积并降低重量，使其适配狭小、复杂空间安装需求，研发只使用原有外喷雾高压水的一体式机载自吸成泡高能广域包裹消尘装置及技术，提高采煤工作面除尘效率，改善工人作业环境。

项目简介：针对常规煤层注水技术存在煤层改造困难、注水量少，注水范围小，无法形成丰富的孔隙网络的难题，将缓释酸、离子型乳化剂、辅助剂相结合，复配优选出强渗增润高效清洁型添加剂，研究渗润协同作用下煤体孔裂隙演化规律与渗流特性，明晰注液前后煤体表面微观形貌损伤特性与矿物组构迁移特性，阐明不同影响因素对煤体孔隙结构、渗透率与润湿性的制约关系，揭示渗润协同下煤体活化增透强效作用机理，构建煤层复合混流注液系统工艺系统，优化煤层注液施工工艺参数，形成注液润湿增渗协同一体化技术体系。实现煤层平均水分增值5倍以上，活化增透润湿范围至少扩大2倍，煤尘浓度降低20%以上。

项目简介：针对巷道粉尘难以治理、传统喷雾降尘手段雾滴随风运移不能跟粉尘充分结合导致净化效果有限的难题，本项目通过研发丝弦水膜滤尘消雾技术和自动化开合技术，实现雾滴群、丝弦和水膜三重净化巷道粉尘和人员经过自动开合。研究粉尘分布规律和风流流场情况，分析巷道中粉尘浓度和粒径分布规律；探究丝弦间水膜形成机理，借助流体力学和空气动力学理论，分别对丝弦、雾滴与水膜联合捕尘机理进行分析，得到雾滴群惯性力和重力叠加作用下丝弦断面造膜理论；研发由喷雾浸润装置、丝弦捕尘模块和自动化开合模块协同作用组成的巷道污风丝弦水膜除尘净化系统；搭建丝弦除尘净化性能试验平台，探究雾滴群、丝弦和水膜三重净化机理；研究巷道风速、水压和丝弦结构对除尘效率的影响规律；结合现场条件设计出最佳丝弦模块结构和安装方案。

项目简介：湿式除尘风机具有增强局部风流动力、促进粉尘颗粒聚集与排除的特点，但是传统设备存在巷道除尘效果差、本体除尘效率低的难题。本项目提出“控风增效-抽尘超滤”湿滤超净除尘技术，研发风流调控增效装置，将迎头扬尘风流转化为控尘气幕，结合湿式旋流与超净滤尘协同作用的超净湿滤除尘技术，使巷道除尘效率达到99%。研究风流调控增效装置迎头阻尘风幕的形成机理，得到不同分风比例对控尘效果的影响规律；建立旋流净化效率数学模型，揭示多重净化机制协同作用机制；评估超滤材料的性能探究湿滤工况下对微细粉尘的捕捉机理，确定结构参数与净化性能的内在关系；开展工业试验，形成一套掘进工作面“控风增效-抽尘超滤”湿滤超净除尘工艺。