针对煤矿关键井下装备大功率掘进机的运行状态监测，提出一种掘进机运行工况电能质量综合量化评估方法。首先，根据影响掘进装备工作的主要问题，建立了电能质量评估体系；其次，分析井下生产工艺，从掘进机电动机角度对掘进机工况进行划分；最终，将层次分析法（AHD）与电能质量评估体系、掘进机工况相结合，实现对掘进机运行状态的综合量化评估。应用实例结果验证了综合评估方法对于反映掘进机运行问题、比较不同掘进机运行状态优劣的可行性。
针对采煤机螺旋滚筒设计需综合考虑结构参数、运动参数和煤层赋存情况导致设计点多而复杂的问题，提出了一种模块化设计方法，将螺旋滚筒中具有相关性的结构和功能进行整合研究，以提升滚筒设计效率。采用总体系统设计（TSD）系统化设计思路，依据模块划分的功能相关性准则和结构相关性准则，结合螺旋滚筒设计流程图将滚筒组件模块化设计为基本模块、变形模块和关联模块；运用SolidWorks三维软件完成螺旋滚筒零件和组件的模块参数化建模并装配。基于EDEM软件模拟滚筒实际工况获得装煤效率最佳时的采煤机牵引速度和滚筒转速的组合；同时对模块参数进行再设计形成不同模块系列，构建了滚筒模块化模型库；螺旋滚筒结构的模块化设计提高了设计效率，为后续螺旋滚筒设计提供了模块库数据支持。
液压冲击是煤矿掘进设备液压系统典型故障，易引发管路爆裂、元件卡滞等问题，严重影响井下安全生产与掘进效率。以EBZ260型悬臂式掘进机实际故障为案例，结合井下复杂工况，从控制元件、执行机构、系统设计、液压介质、操作维护5个维度系统剖析液压冲击的形成机理与核心成因。基于成因制定先排查后治理、先局部后整体、先应急后长效的排除方案，从元件检修、机构修复、系统整改、油液防护、操作培训等方面分步实施治理，并通过空载、负载及连续作业测试验证效果。结果表明，故障排除后系统参数均达安全标准，液压冲击完全消除，设备运行稳定性与掘进效率明显恢复。该研究形成的技术体系可为掘进设备液压系统故障治理、稳定运行提供可靠技术参考。
燃煤输煤系统带式输送机运行环境复杂，煤流中易混入矸石、金属构件等异物，若不能及时识别与处置，可能引发煤流堆积、输送带撕裂等故障，影响设备安全与连续生产。针对现有目标检测模型参数量较大、复杂背景下小目标易漏检且难以在嵌入式端实时部署的问题，提出一种轻量化输送带异物检测网络ACMG-YOLOv11。该方法以YOLOv11为基线，在主干网络中引入C2-ACN以增强多尺度上下文表达并控制计算开销，在特征提取阶段引入MCGU以提高复杂煤流背景下的关键信息聚合能力，在特征融合路径中引入C3-MI以加强非线性交互并提升边界与纹理判别能力。实验数据来自曹妃甸港输煤作业平台，共采集图像862张，分辨率为1 080×1 920（像素），覆盖多时段与多工况条件，并包含多类别异物目标。通过对比实验与消融实验验证了各改进模块的有效性。结果表明，该方法在保证轻量化的同时提升了检测性能与复杂工况适应性，可为输送带异物在线监测与工程部署提供参考。
针对煤矿运输效率、安全性、适应性等问题，以某型煤矿架空乘人装置为研究对象，对煤矿架空乘人装置的工作原理、分类、使用环境进行研究，对煤矿架空乘人装置结构组成如驱动装置、托绳装置、张紧装置、乘人装置等主要模块进行详细设计和分析。分析结果表明：煤矿架空乘人装置的驱动装置、托绳装置、张紧装置等结构基本一致；因不同煤矿地形复杂及坡度陡峭度存在差异，乘人装置中的抱索器结构根据实际需求进行设计。研究结果为煤矿架空乘人装置结构设计及优化等方面提供了技术支持。
煤矿井下电气设备防爆外壳设计是决定该设备是否满足爆炸性环境下电气设备要求的重要内容之一。对矿用电气设备、供配电设备等的防爆外壳进行了阐述。针对煤矿井下电气设备防爆外壳展开研究分析，并进一步依据有关防爆标准和规范，对防爆外壳的整体结构、外壳厚度等进行了分类研究。另外，对隔爆型外壳的关键部分如隔爆结合面、引入装置、观察窗、操作杆和接地等进行了设计及优化。研究结果为矿用电气设备的防爆外壳设计提供依据和参考，对于提高设计效率、减少重复性工作起到一定的借鉴作用。
为有效降低无轨胶轮车液压系统故障率，保障煤矿井下辅助运输作业的安全、高效，以无轨胶轮车的小容积液压系统油箱为研究对象，重点探究油箱内部油液的流动特性，以及内部固体颗粒的速度变化与分布规律。研究结果表明，油箱内油液流动形成的复杂流场，会显著影响固体颗粒的运移特性，且对小粒径颗粒的影响更为突出。针对大粒径颗粒随油液运动的分布特性研究发现，在运动初始阶段，颗粒随油液从入口进入油箱后，会快速沉降至油箱底部，此阶段入口区域的颗粒浓度最高；颗粒沉降至油箱底部后，受流场漩涡的携带作用，会被输送至油箱液面附近，进而在油箱内部分散更广泛；运行约65 s后，油箱内固体颗粒浓度达到动态稳定状态，最终呈现全域弥散分布特征，仅在靠近吸油区域的油箱底部有少量颗粒沉降。
为解决煤矿下向瓦斯抽采钻孔积水制约抽采效率的问题，针对煤层赋存复杂、现有排水技术适配性不足的现状，研发适配煤矿工况的泡沫排水工艺。通过现场水样采集开展起泡剂性能测试，筛选最优起泡剂及使用浓度；采用单因素试验探究管径、管长、管壁粗糙度对泡沫生成量的影响规律，并在平庆煤矿117804回采工作面进行现场应用验证。结果表明：UT-6固体磺酸盐复合表面活性剂与矿井水样配伍性最优，最佳使用浓度为钻孔积水量的1.00‰，携液率达76.75%；气液比是泡沫生成量的关键影响因素，随气液比增大泡沫量呈下降趋势，φ25 mm管径、9 m管长的泡沫生成量略高于φ50 mm管径、4.5 m管长，管壁粗糙度无显著影响；现场应用后钻孔排水率达71%～82%，瓦斯抽采纯量提升13%～36%。该工艺有效解决下向钻孔积水难题，为煤矿瓦斯高效抽采提供技术支撑。
随着煤矿工业的不断发展，井下CH4浓度检测作为保障安全生产的关键环节，其检测精度和环境适应性面临严峻挑战。现有检测方法存在对复杂干扰信号识别能力弱、激光穿透性不足等问题，导致在复杂的煤矿井下环境中，CH4浓度检测偏差较大。为此，提出了一种融合由计算机断层扫描技术(CT)改进可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术的甲烷检测仪。测试结果表明，该检测仪在对不同气体进行识别测试时，对每种气体的识别准确率均在99%以上，其中对CH4识别准确率为100%。同时，在激光技术穿透性测试中，其穿透性远高于对比检测仪。该检测仪解决了传统方法在复杂井下环境中抗干扰能力弱、动态跟踪滞后的问题，为煤矿井下CH4安全监测提供了新思路。
针对煤矿井下单轨吊滚轮-轨道接触副在复杂工况下面临的摩擦磨损问题，建立了二维平面应变有限元模型，并将其与Archard磨损方程耦合，系统分析了不同滚轮表面状态及滚动模式对接触特性、应力-应变响应与单位行程磨损的影响。结果表明，滚轮表面等效应力在接触区下方形成核状高应力区，其值为348～358 MPa；纯滚动状态下，等效应力降至约282 MPa。单位行程平均磨损量随滑动占比呈近似线性增长趋势：当滑动占比为90%、60%及30%时，摩擦因数0.2对应的磨损量分别约为94μm/km、64μm/km与32μm/km；摩擦因数为0.05时，磨损量分别约为24μm/km、16μm/km与8μm/km。这表明降低摩擦因数可使磨损量降低至大约原始值的1/4。