应用数据挖掘技术构建了一套掘进机工况监测数据分析系统。该系统通过掘进机工况监测数据采集系统采集掘进机机械系统、液压系统、电气系统、传动系统的工况参数,并将这些参数通过互联网发送到掘进机工况监测数据分析平台,在该平台上应用数据挖掘技术分析、挖掘掘进机工况参数,实现掘进机的远程维护和快速故障定位及故障处理,并对掘进机工况运行数据分析经验库进行学习更新,为掘进机故障处理提供知识经验支持。

介绍了全断面(矩形)掘进机中液压锚杆钻机的组成及工作原理。比较分析三种锚杆钻机液压控制系统方案的优缺点，并对负载敏感液压回路在多台锚杆钻机的应用作了详细介绍。通过井下试验分析，证明负载敏感技术方案安全可靠，效率高。

井下一部强力胶带机的传动方式为电动机带动调速型液力耦合器和减速箱驱动,传动环节多,调速型液力耦合器在长时间的运行下,叶轮磨损等原因致使传动效率低,属于典型的低效、高耗设备。由于其结构复杂,隐蔽性强,在日检中不易发现隐患,占用检修时间长,不利于高产、高效矿井建设。经考察、调研,使用永磁电动机和配套的变频器直接驱动替代原电动机、减速箱和调速型液力耦合器,可降低电动机的无功消耗,节约电能,在电气传动方面有很高的推广和应用价值。可为煤矿企业同类机械设备的改造提供参考。

为提高电动机在空载或轻载状态下的运行效率,达到节能降耗的目的,研制了一套基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机的控制系统,阐述了该系统的结构。与传统的带式输送机控制系统相比,该系统在节能效果、重载启动、后期维护等方面有明显改善,为我国煤炭工业的节能降耗提供了技术和装备支持。

为改变目前试验台调高完全依赖眼看手动的落后状况,设计一套自动调高液压系统,用于强力液压支架试验台。该系统采用高精度齿轮分流马达为4根调高油缸匹配流量,并配以旁路节流调速方式实现自动调高。调高过程中,通过位移传感器实时反馈4根油缸之间的高度偏差,当高度偏差达到设定值时,及时控制相对应旁路节流调速,杜绝试验台的升降平台出现卡死的情形。通过现场实际应用表明,该系统可实现强力液压支架试验台的自动调高,调高速度控制在5～10 mm/s,最终调高对孔精度达1 mm。

针对传统的矿用电机车供电系统结构复杂、故障率高、维护难等问题,设计了一种基于开关磁阻电机(SRM)的矿用电机车调速系统。系统核心采用了高性能电机控制芯片TMS320F28335,配合位置检测、电流反馈等外围电路,实现了SRM基于模糊自适应PID的双闭环调速系统。在煤矿井下实际测试中,系统运行稳定、控制精确、故障率低,很好地适应了井下恶劣的环境。

分析了矿用调速器存在的安全问题,阐述了瓦斯检测和绝缘检测的原理,并给出了瓦斯信号的采样电路、绝缘阻值的CAN通信传送方式和系统的软件设计,为矿用调速器输入端设计了一套安全保护系统,通过控制接触器通断来实现矿用调速器主电路供断电控制。实验结果表明,设计的安全保护系统可以实现当达到瓦斯浓度或绝缘阻值危险范围时矿用调速器主电路立即断电,恢复正常后及时送电的功能。

针对由于掘进工作面的不断推进导致掘进巷道的压、抽风量比值减小,从而影响湿式除尘器控尘、除尘效果的问题,介绍了通风机变频调速原理,并通过试验的手段得到湿式除尘器风量与频率、风量与功率及除尘效率与频率的关系,为湿式除尘器的风量控制、变频调速区间的确定等提供了依据。

针对圆柱凸轮式卷缆机构卷缆不整齐、易发生重叠的缺点,设计了一种双向滚珠丝杠式自动卷缆装置。该装置采取增加钢珠及弹簧的方式,有效克服了传统丝杠卷缆装置的缺点。分别对该装置传动轴螺距、摆线距离、压力角、弹簧力、钢珠个数等参数进行计算确定,为后续自动卷缆装置的设计制造提供参考。该装置已在矿用梭车中得到应用,使用效果良好。

用流体仿真软件Fluent对卸荷主阀进行运动流场数值仿真,得到了不同开口度与不同压差情况下阀腔内流体的压力分布云图和速度分布云图,对仿真结果进行深入分析研究后,改进了卸荷主阀结构。对比分析改进前、后的压力分布图及速度分布图,说明改进后阀腔内流体的流场特性较改进前有了很大的改善。研究结果对矿用乳化液泵站卸荷主阀流道结构的优化有一定的理论意义。