理论研究方面          

①提出了监测数据可视化方法，监测及控制设备组态技术，研发了真三维监测监控组态系统，实现了实时安全监测、预警、控制；提出了基于三维精细地质模型的采动全息预警模型和方法，获得了适应于不同环境的安全预警和自适应性临界指标判识算法，该成果获得2013年度国家科技进步二等奖。提出了基于证据融合理论的煤矿顶板安全评价模型。针对顶板监测大数据来源的复杂性及不确定性，由各监测系统的传感器获得不同信息，根据设定的阈值产生对顶板安全状态的度量，通过构造基本概率分布函数，对所有命题赋予一个可信度，基于D-S证据理论提出多证据融合算法。通过与历史数据对比分析，发现该模型能显著降低监测系统虚警率，提高了顶板安全状态判定准确性。

②提出了基于特征保留的实时数据快速压缩感知方法和算法，建立统一维度及尺度的数据规范化模型和算法，实现矿山监测数据的异构集成、有机聚合和规范化处理，建立煤矿典型动力灾害多元信息数据仓库。

③建立了复杂工况下输送系统运行设计体系，确定了大角度上下坡、三维空间转弯等输送工况的受力分布，确保了输送带不同空间转弯半径下的自动对中和稳定转向，实现高强度输送带转弯半径由1000m减小到300m，大角度急转弯。该成果获2011年度山东省科技进步一等奖。开创了大功率输送机的沿线制动理论，开发各种形式的制动方式布置在大功率、长距离下运带式输送机的沿线，实现沿线制动，与驱动部的集中制动配合作用，确保输送机在各种工况下都能平稳停车，尤其是满载突然断电的紧急停车，减少了转载点和维护量，延长输送带和系统的使用寿命。该成果获2013年度山东省科技进步二等奖。提出了带式输送系统大功率永磁电机直驱技术，提出了低速大扭矩永磁电机电磁-温度-应力多场耦合优化方法，解决了永磁电机高温失磁难题，效率达到97%；提出了新型内置混合式永磁转子结构，设计了多极少槽的集中绕组，保证了气隙磁场正弦化程度，解决了永磁同步电机驱动存在的低频低速转矩脉动大的难题，降低了电机的振动和噪声，实现了矿用带式输送机低速大扭矩平稳运行。该成果获2017年度中国煤炭工业科技进步一等奖。

④提出基于服役环境的材料复合、结构设计及多相协同自补强设计方法，从材料性能及表界面匹配要求出发，建立金属/陶瓷低维增强、梯度复合模型；揭示了低维陶瓷强化相的反应扩散自生复合理论。揭示了高速熔射极端化、多样化非平衡凝固与相变共同作用下的组织演化规律，准确预测IMC基体中纳/微米多尺度强化相的形成，实现了涂层组分、结构与性能可控可调，提出了熔射快速凝固过程中的界面迁移、溶质扩散、错配调节三者交互作用机制。

设备及软件产品研发方面          

①研发了世界上首个完全自主知识产权的三维CAD/GIS双功能平台和成套软件产品，研究成果获2013年度国家科技进步二等奖；研制了矿压、微震、声发射等数据采集、设备检测与控制装置，研发了矿山物联网实时数据交换平台，实现了各种信号的实时采集和控制命令的远程发布的主动式触发；研发了包含本质安全的检查监督和评价、危险源辨识、隐患排查、灾害防治决策支持、矿山本质安全长效管理的本质安全保障管理系统。

②开发了高通量耐磨蚀材料组合制备、并行分级测试快速优化技术，实现耐磨蚀材料成分、多尺度组织结构、性能的精确调控，提高研发效率10倍以上。开发了高通量快速检测筛分技术。开发了耐磨蚀材料专用数据库及数据管理系统，包括成分-工艺-组织结构-性能等，服务于高通量技术开发，指导复杂工况条件下耐磨蚀材料体系及性能的快速优化。发展了耐磨蚀抗热震材料产业化关键技术，发明了抗高温冲蚀过滤体及管道、矿井大型托辊、耐磨板、衬板、旋流器内衬等专利产品和专有技术，寿命提高2倍以上，获得广泛应用。

③研制了适应不同转弯半径的自适应调节托辊组，确保了输送带不同空间转弯半径下的自动调中和稳定转向，使调节托辊组上的输送带转弯半径由1000m减小到300m，实现了输送带的小角度急转弯；发明了自动复位式输送带调偏装置，有效防止了转弯段输送带跑偏、撒料等问题。发明了分布式可控制动装置及其性能测试平台，实现了输送带沿线动张力的分布式控制，使输送带沿线动张力峰值降低了80%，提高了输送带的安全性，大幅降低了制动时输送带张力波动，避免了制动过程中打滑、叠带、断带等事故的发生。开发了长距离大功率多点驱动带式输送机的自适应控制方法，实现了长距离大运力带式输送机转矩精确分配和转速实时同步；通过对上运、下运、起伏和空间变向等复杂工况进行状态辨识和负载跟踪控制，避免了控制不合理导致的超速、叠带、飘带和断带问题。发明了适应复杂环境下多种输送带运动状态的断带保护技术，根据输送带横向波动规律设置固定在联体制动机架上的随动触发机构与闭锁微动力触发机构，在断带时利用张力减小信号以及预紧扭簧快速触发抓捕机构动作，并为带式输送系统主驱动装置提供停车信号，实现了上带与下带的全断面同步可靠抓捕。比原有断带保护装置响应快，避免了误动作和输送带抓捕撕裂等问题。发明了限矩型接触式逆止器，通过动、静摩擦片和蝶形弹簧限定逆止力矩，实现了各逆止器之间的逆止力矩平衡，有效延长了设备寿命，避免了事故的发生。

工程应用方面         

①通过研究矿压等灾害的发生机理，基于地质空间、力学、物理化学、井巷工程和采动影响知识分析采矿对于地质构造的影响，利用勘探、设计、生产及三维精细地质模型，研发了一批具有自主知识产权的监测设备及配套分析软件，主持制定了国家标准《智慧矿山信息系统通用技术规范》（GBT 34679-2017），成果已在400多个矿山企业进行了应用。

②蓝光智慧矿山软件系统被列为国家安全生产监督管理总局“四个一批”技术推广项目；蓝光数字矿山软件系统被评为山东省名牌产品。研究成果已经在神华宁煤集团、山东能源集团、平煤集团、临矿集团、肥矿集团、淮北矿业集团、淮南矿业集团、攀煤集团等煤矿企业进行了广泛应用，获经济效益超30亿元，社会效益显著。

 间歇故障下异常状态跟踪效果图

 矿井三维数字模型

③在故障诊断方向上，发现了残差自正交原理，创立了强跟踪滤波理论，攻克了经典Kalman滤波理论“鲁棒性差，不能跟踪时变参数，不能跟踪突变状态”三大本质缺陷，该成果获得2012年度国家自然科学二等奖，出版了国内第一本学术专著，为矿山运行中可能出现的突发、快时变故障诊断研究奠定了基础。在容错控制与最优维护研究上，解决了一大类非线性系统集成故障诊断与容错控制问题，在国际上率先开展了间歇过程容错控制研究和动态系统可靠性实时预测研究，该成果获2019年度国家自然科学二等奖，研究成果为时变、非线性、多级闭环的矿山系统运行安全性提供了理论支撑与保证。

④发明的金属间化合物/陶瓷梯度过滤管，保证了1450℃高温煤化工气体连续除尘过滤，过滤精度小于0.1μm，过滤压降小，抗冲蚀性好；强化的大型刮板机中部槽、链轮等，实现整机同时效，寿命延长3倍；对截齿锥形面强化，刃部硬度达HRC65，使用寿命延长了3~4倍，大量出口澳大利亚、乌克兰，解决了矿山重大装备关键零部件的国产化和再制造难题；发明了矿井大型托辊、耐磨板、斗齿、衬板等专利产品和梯度耐磨蚀强化技术，服役寿命提高2~3倍，解决了因井下磨蚀、冲击需频繁更换的难题。

⑤应用于国家“十一五”重点建设千万吨矿井-斜沟煤矿（单机运距3.27km，运力4500t/h，功率4×1000kW，高差-335m），是目前国内井下下运功率最大的带式输送机。研究成果攻克了盘式制动+沿线可控制动托辊的分布式制动关键技术，实现了系统安全可靠制动，同时开发了大功率下运带式输送机控制系统，实现了重载起动平稳控制和多机发电状态下的运行功率平衡。

斜沟煤矿长距离下运带式输送机驱动部和分布式制动

⑥中建材集团四川利森建材有限公司石灰石矿山（国产最长单机运距10km、运力2200t/h，高差-360m，功率2700kW，空间转弯），是目前国内技术和施工难度最大的长距离空间起伏下运带式输送机，研究成果攻克了集中制动+线摩擦组合制动方式、空间转弯技术、多点驱动自适应控制技术、长距离输送机状态监测技术、复杂地形施工技术等多项关键技术。

中建材集团利森水泥长距离下运带式输送机

⑦国家“西电东送”重点工程-华能集团龙开口水电站（单机运距6.06km，运力3000t/h，功率3×560kW，高差-160m）。该项目系我国水电系统首条国产长距离空间转弯高强度带式输送系统，颠覆了我国传统汽车盘山公路运输方式，攻克了多点连续S型空间转弯关键技术、多点驱动的起动和转矩同步控制技术，系统起动、运行和制动过程中无跑偏、撒料，动态过程平稳无冲击，解决了成品骨料大高差空间转弯输送及其控制等国内外行业难题，为客户节省投资2.4亿元，为龙开口水电站大坝工程的连续施工提供了保障，缩短了工程建设周期近2年。

龙开口水电站双S转弯输送机             起动和功率平衡曲线