本成果依托863计划项目,综合运用现场调研、实验室测试、理论分析、数值模拟及现场实测等方法进行了深入研究,主要成果包括: (1)构建了自动化无人工作面开采技术体系。建立了无人工作面系统工程模型,研究了煤岩界面自动识别、采煤机自动调高、采煤机自主定位等关键技术,开发了采煤机自主定位软硬件系统,进行了自主定位系统误差分析,构建了自动化无人工作面开采技术体系。提高了“三机”故障处理能力以及工作面灾害自动预测预报水平,优化了工作面采煤工艺,采用回采巷道集中控制技术方案实现了智能无人化开采。 (2)针对低透气性高瓦斯近距离煤层群条件,研究提出了沿空留巷Y型通风技术与一体化综合瓦斯抽采技术,通过顺层抽采、顶板裂隙带抽采、沿空留巷埋管抽采及被保护层卸压瓦斯深孔定向钻进抽采,实现了卸压瓦斯的安全高效抽采。建立了高、低浓度瓦斯发电、火炬燃烧与储气罐、瓦斯锅炉及民用燃气等清洁高效利用系统,将抽采的高、低浓度瓦斯分开输送到地面加以利用,取得了显著的经济社会效益,为煤矿节能减排提供了示范。 (3)建立了岩体变形破坏的光纤光栅应变传递数学模型并揭示了其变化规律。为光纤传感器的结构设计及封装形式提供理论基础。提出了深部矿井采动灾害光纤监测预警关键技术。自主研制了基于光纤传感技术的系列矿井安全监测传感器,建立了矿井综合监测预警专家系统,提出了矿井开采及机电设备健康状态智能化监测及预警关键技术与方法,构建了多场耦合作用下矿井采动致灾的数力模型,揭示了矿井采动灾害致灾机理与围岩结构变形破坏演化规律。