煤矿胶结充填开采技术在控制地表沉陷、提高煤炭资源回收率、推动煤矸石和粉煤灰等固废资源化利用等方面效果显著,应用前景广阔,而长距离管道输送是胶结充填开采技术的关键环节,但料浆配比不合理、输送流量不合适、泵送压力和料浆性质不匹配等问题均会增大料浆在管道输送过程中的离析风险,并可能诱发沉积型堵管事故,影响充填开采效率。由于煤矿胶结充填料浆中含粗粒级的矸石,在输送管道内易于产生离析造成管道堵塞,该技术瓶颈制约充填开采技术在煤矿推广和应用。因此,实现管道内料浆离析状态监测及有效控制输送流量对于预防堵管事故、保障充填开采顺利运行具有重要意义。针对上述难题,本文综合运用装置研发、室内试验、数值模拟、理论分析等方法,提出了矸石胶结充填料浆离析状态电阻率监测方法并研发了相应的装置,利用该方法和装置研究了静、动态条件下电阻率对管道内料浆离析状态的响应规律,在此基础上构建了基于电阻率的反馈流量控制系统。主要研究内容和结果如下:（1）构建了矸石胶结充填料浆二元结构模型,分析了粗骨料含量对料浆电阻率的影响规律,揭示了粗骨料含量决定离子在料浆中传输路径的迂曲度及离子通流面积的作用机理,以此作为电阻率法监测矸石胶结充填料浆离析状态的物性基础。研发了料浆离析状态电阻率监测装置及方法。分析了料浆在离析过程中的电阻率响应特征,发现在监测区域内当离析对电阻率的增大作用强于离子溶解对电阻率的减小作用时,电阻率表现出增长趋势,料浆离析程度的减小在电阻率响应特征上表现为料浆不同高度电阻率差异的减小。利用离析指数及其变化率对料浆离析程度及离析速率进行量化,结合粗骨料沉降速率模型分析了离析速率演化机理。通过建立电阻率剖面上粗骨料分布和电阻率的对应关系、分析料浆泌水速率和电阻率的内在联系,从而验证了电阻率法的可行性。（2）提出了基于横向和径向电阻率的管道内料浆离析状态监测方法。研究了料浆不同离析状态下横向和径向电阻率时空演化规律并利用离析指数量化其差异特征,发现离析作用使粗骨料减少区内测量电极间电阻率下降速率增大。分析了横向和径向电阻率与粗骨料分布的对应关系。得出径向电阻率监测模式无法识别高质量浓度料浆间静态稳定性的差异,横向电阻率监测模式更适合管道内料浆离析状态监测。（3）自主搭建了充填环管-动态电阻率试验系统,实现了管道输送过程中料浆离析状态的电阻率监测。研究了不同质量浓度料浆的可泵性及其在不同流速下的直管压力、弯管压差变化规律及电阻率差异特征,得出了低流速下管道内料浆横向电阻率分层特征明显,料浆离析程度和层间电阻率差异随料浆流速增加不断减小的结论。同时,利用不同层位电阻率标准差对电阻率波动程度进行量化,阐明了电阻率波动特征变化机理。（4）建立了料浆电阻率-粗骨料体积分数指数函数关系数学模型。针对料浆流变特性和流速影响,利用欧拉双流体模型对管道内料浆离析状态进行了数值模拟研究,得到了包括粗骨料减少区、稳定流动区和粗骨料增加区在内的粗骨料离析三层流态,考察了料浆流变特性和流速对三层流态特征的影响规律。结果表明:提高料浆屈服应力、塑性黏度以及流速使得其悬浮粗骨料的能力增强,料浆离析程度减小。离析作用使管道内料浆流速在竖直方向上呈非对称分布,最大流速位置向管道水平中线上方偏移。随料浆屈服应力增大,竖直方向上流速分布由非对称的水平“拱”形分布转换为“柱塞”形分布,Bingham流体流速分布特征逐渐凸显。料浆离析改变了粗骨料间相互作用力的大小及范围,颗粒压力呈现不同的分布形式,最大颗粒压力位于管道底部。获得了不同流速下的管道内电阻率响应特征,建立了电阻率和流速的定量关系,以此作为电阻率反馈流量控制系统研发的基础。（5）提出了基于电阻率的反馈流量控制系统方案,建立了控制系统数学模型,分析了系统的稳态和动态性能。对控制系统实施了PID校正,校正后系统的准确性和快速性均有显著提高。利用模糊控制技术实现了PID参数的在线自整定。仿真结果表明:相比于常规PID控制,模糊自适应PID控制的基于电阻率的反馈流量控制系统的调节时间和最大超调量分别减少了0.013s和22.1%,系统的暂态性能得到明显提升。最终确立采用模糊自适应PID算法作为基于电阻率的反馈流量控制系统的核心控制策略。