胶轮车排放物中的碳烟和有害气体关乎煤矿安全和工作人员的健康,随着矿用无轨胶轮车在煤矿生产中的广泛应用,胶轮车排放物检测显得尤为重要。相较于道路机动车辆,井下巷道狭窄且空间有限,矿用胶轮车排放物通常显示出高烟度值、高有害气体和高水分含量等特点。传统排放检测设备无法在一次采样中完成所有待检测项,且采样口易发生碳烟积聚,因此用于无轨胶轮车排放物的检测系统研究对矿井安全具有非常重要的意义。首先提出了适用于无轨胶轮车的排放物检测系统,可同时进行烟度检测和废气分析。其中烟度检测采用透射式烟度计,废气分析采用红外光谱法。排放物检测系统由分流检测模块、反吹清洁模块和采样模块组成,其中反吹清洁模块通过反向进气,可去除积聚在采样管道内的碳烟。排放物颗粒捕集装置采用四层滤层捕集碳烟颗粒,减少碳烟进入尾气分析仪内腔。采样探头采用环形磁体设计,避免了人为误操作导致的排放物检测结果失真。通过碳烟颗粒捕集装置捕集性能仿真分析,对比不同滤层精度下的平均捕集效率,对捕集装置进行结构优化设计。首先建立排放物颗粒捕集装置三维模型并进行网格划分,通过有限元分析软件Fluent对颗粒捕集装置的内部流场和颗粒捕集性能进行数值模拟。仿真结果表明,胶轮车排放物经颗粒捕集装置后,碳烟颗粒大幅减少,实现了对碳烟颗粒的有效捕集,平均捕集效率可达69%。对比加装颗粒捕集装置前后同一无轨胶轮车排放物烟度检测数据,通过捕集性能试验对颗粒捕集装置的捕集效率进行验证。采集无轨胶轮车排放物检测数据,对比排放安全限值,判定胶轮车井下作业安全性。结果表明,加装颗粒捕集装置后胶轮车排放物的光吸收系数约为不加装的69.8%,与捕集性能数值模拟结果一致,排放物检测系统为胶轮车排放物检测、安全运行和日常检修提供一定技术参考依据。利用多元回归法分析胶轮车排放物和动力的检测数据,研究二者间相关性,得出理想拟合方程,由此建立矿用无轨胶轮车动力性评估的多元回归模型,并通过试验对动力评估模型进行验证。结果表明,动力模型可有效评估车辆的最大底盘输出功率,且模型评估误差不超过±5%。