针对煤矿井下胶带输送机驱动系统效率低且维护成本高,钢结构部件易锈蚀,胶带自重大、在运输系统中占用负荷大等不足情况,进行了驱动系统、钢结构防腐工艺、新型胶带材料技术研究应用。采用永磁同步电动机通过联轴器直接驱动胶带输送机机,钢结构部件采用热浸锌防腐工艺进行防腐、防锈处理,研制了芳纶胶带取代传统PVG、钢丝绳芯胶带。结果证明:永磁直驱实现了驱动零维护,免除了驱动设备维修维护投入,浸锌钢结构部件有效延长使用寿命,芳纶胶带采用DPP结构,具有拉伸强度大、伸长率低、带体薄、抗撕裂、运行稳定等特点,可有效降低带体自重,降低运输能耗,提高运行效率,延长胶带使用寿命。通过这些措施,提高了设备传动效率,延长了钢结构部件使用寿命,降低胶带运输能耗,提高运行效率,取得了良好的节能、降耗效益。

利用现有的半自动火焰切割机,针对其调速范围窄导致无法实现切割钢管的局限性,对其电路进行技术改造,实现了钢管的半自动切割,解决了采用其他加工方式而带来的断面质量不佳及效率低下的问题。

针对液压支架支护阻力研究方法和监测技术的不足,基于光纤光栅传感原理和"膜片+连接杆"式结构,研制了一种用于液压支架工作阻力监测的光纤光栅支架压力表。通过力学分析和Ansys仿真分析,推导出膜片结构最大挠度表达式及光纤光栅中心波长与压力之间的线性关系,并得出变形和应力云图,证明了力学分析与仿真分析的一致性;对其进行了温补性能测试,去除了温度干扰,提高了精度;利用自主研发的光纤光栅传感器标定装置,对其进行了5次加-卸载试验。结果表明:2个光纤光栅压力计具有较高的压力灵敏度,其灵敏度系数分别在27.4pm/MPa和27.6pm/MPa附近波动,与理论计算的灵敏度系数接近,且具有良好的线性度和工作重复性,可靠性较高。

针对现有红外甲烷传感器因受温度、压力影响而采取硬件补偿方式后存在测量精度和可靠性降低的问题,提出了一种具有温度及压力补偿功能的矿用红外甲烷传感器设计方案,详细介绍了该传感器的软硬件设计,给出了温度、压力的补偿方法,即在数据处理上增加了环境温度及压力补偿功能。测试结果表明,该传感器具有测量精确度高、稳定性好、环境适应能力强等优点。

文中简要介绍了机载三维激光雷达(LIDAR)测量的技术特点;主要总结了机载雷达的数据产品以及其在油气输送管道工程各阶段的应用。

为了保证无轨胶轮车在煤矿井下的安全作业,探讨了各种启动保护技术形式的优劣,并通过分析气启动电保护技术的工作原理、组成及性能特点,论述了气启动电保护技术在无轨胶轮车中的应用。

通过对自动排水器的形式、图形符号及标准规格和工作原理这3个角度来介绍自动排水器这个气路系统里重要的元部件,并且以井下无轨胶轮车中应用的实例来说明自动排水器在煤矿机械气动系统中的应用。

利用瓦斯水合高压实验装置,在不同浓度氯化钠(NaCl)与十二烷基硫酸钠(SDS)复合体系中开展瓦斯水合物成核动力学实验,研究NaCl-SDS复合溶液中多组分瓦斯水合物生成诱导时间,初步探讨其成核动力学机理。结果表明:多组分瓦斯水合物形成诱导时间随瓦斯中C3H8浓度的升高而缩短,添加NaCl可促进瓦斯水合物成核过程,随NaCl质量分数在0.5%~3.5%范围内升高瓦斯水合物形成诱导时间逐渐减小,3种多组分瓦斯在NaCl-SDS复合体系中较SDS体系诱导时间最大分别缩短22,43,53 min。结合Sloan成核成簇机理分析发现多组分瓦斯中CH4与C3H8协同成核,较单组分气体成核过程简化,NaCl能够促进瓦斯水合物前驱体形成,增强水分子间氢键强度,强化SDS增溶作用,缩短瓦斯水合物形成诱导期。

相平衡条件及其影响因素对瓦斯水合物的快速大量生成具有重要指导意义,利用高压可视瓦斯水合实验装置并结合图解法研究了3种质量分数NaCl溶液(0.5%,2.0%和3.5%)体系中瓦斯混合气(CH4-C3H8-CO2-N2-O2)水合物相平衡条件。结果表明:NaCl改变了瓦斯水合物形成相平衡条件,致使相平衡条件更加苛刻;相同温度条件下,9组实验瓦斯水合物形成相平衡压力较纯水体系升高0.50~2.98 MPa。基于水合离子电离平衡理论建立了瓦斯水合物相平衡NaCl影响机理假说模型,认为NaCl电离出的Na+和Cl-强电场作用对水分子产生作用力,破坏了瓦斯气体分子周围水团簇结构形成。

为加速多组分瓦斯水合化进程,利用可视化水合物实验设备,开展了3种瓦斯混合气在0.5%~3.5%NaCl溶液条件下成核动力学实验,运用直接观测法测定了水合物成核广义诱导时间。结果表明:多组分瓦斯水合物成核诱导时间随瓦斯组分中CH4浓度降低,C3H8浓度升高先减小后增大;添加NaCl可促进瓦斯水合成核,诱导时间随NaCl浓度增大而减小,NaCl浓度为3.5%时,诱导时间最短。基于水合物成核成簇模型和离子电离平衡理论,分析发现:多组分瓦斯中CH4与C3H8浓度的变化,一方面减少水合物生成过程中配位数转变,降低活化能而缩短诱导时间,另一方面生成"篮球-HSII"竞争结构而延缓水合物生成;NaCl电离出的Na+和Cl-分别以[Na(H2O)m]+和[Cl(H2O)n]-形式存在,促使瓦斯水合物前驱体尽快形成,从而促进瓦斯水合物成核。