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煤矿用防护服面料的研究与设计
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摘要
煤矿用防护服是用于煤矿工人作业时穿着的用来防御普通伤害、脏污和静电积聚,并具有阻燃功能的服装。
     本文在对煤矿井下环境和工人作业情况调研分析的基础上,对煤矿工人的防护服面料的性能进行了系统的研究和设计,首次提出了煤矿用防护服的概念,并重点进行了煤矿用防护服面料的性能设计,通过先进的纺织技术赋予了面料特殊的功能,如:高强、耐磨、阻燃和防静电等,从而满足现代化煤矿安全生产的要求,为煤矿工作人员构筑一道坚实可靠的安全防线,为井下矿工提供更好的工作保护,也为避免人为原因产生的矿难奠定基础。
     本文重点研究了煤矿用防护服面料的基本性能,主要通过以下步骤完成。
     首先,在设计实验方案时,利用实验室条件,对纤维的基本力学性能进行了测试。在了解纤维性能的基础上,纺制了Kevlar与棉混纺纱线,织造了不同成分及混纺比的双斜纹组织的织物。测试了混纺纱线和混纺织物的基本性能,包括纱线力学性能、条干不匀率、织物强力、耐磨性、阻燃性和防静电性能,得到了纤维、纱线及面料基本性能的大量实验数据和规律。
     其次,在进行理论分析时,以专业知识分析为基础,采用正交试验设计和数学评判方法,对实验数据进行了综合分析处理,并以此为依据,分析了织物的原料组合、织物结构、品种规格等因素对织物性能的影响。
     试验结果表明: Kevlar与棉纤维混纺比为5/95,纱支20s,织物组织为双层3/1的斜纹的织物为煤矿用防护服面料的最优方案,其强力、耐磨性、阻燃和防静电等综合性能明显优于纯棉煤矿用普通工作服。
     最后,希望能通过论文证明,依靠先进的纺织服装科技,完全可以用新材料代替纯棉制品,并且更加符合矿井复杂环境下使用,给矿下工人提供更好的工作保护。这项研究对保障人民生命财产安全、促进我国煤炭行业的持续与稳定地发展、加快我国社会主义现代化建设进程都有十分重要的意义。希望通过本文的研究,能够为矿工工作服的国家标准和行业标准的修改和重新制定起到一定的促进作用,从而进一步为我国煤炭行业的安全生产提供切实的保障。
Protective clothing for coal miners is used to defend general injury, dirt, electrostatic accumulation and flame-retardant when coal miners working.
     In this paper, based on the analysis of the working environment and the conditions of coal mine workers, there is a systemic design and research on protective clothing fabric properties. This paper puts forward the concept for coal mine protective clothing at first time. Meanwhile it focuses on the protective clothing fabric performance design, such as giving the special fabric features: high strength, abrasion resistance, flame retardant and anti-static, which all wish to meet the producer of coal mine safety requirements for coal mine workers, and builds a solid and reliable line of defense to provide a underground miners good job with better protection. In other meaning, it also gives a light on how to avoid the coalmine mishap due to human factors.
     This paper primarily studies on the basic properties of protective clothing fabrics for coal miners, which is mainly through the following steps to complete.
     First of all, we use the laboratory conditions to test the basic mechanical properties of fibers, when we design the testing plan .On the basis of understanding the basis of fiber properties, Kevlar and cotton blended yarn has been spun different composition and blend ratio of double twill weave fabric was woven. By testing the basic properties of blended yarn and fabric, including yarn mechanical properties, evenness rate, fabric strength, abrasion resistance, flame resistance and anti-static properties, this paper get a large number of experimental data and rules about the basic properties of fiber, yarn and fabric.
     Secondly, when it came to theoretical analysis, it was based on analysis of professional knowledge, which chose orthogonal experimental design and mathematical evaluation method. Eventually, the experiment data was purified synthetically. On that basis, the analysis focused on the detailed influence of the raw material, fabric structure, specifications and the factors so on with the fabric properties.
     The results show that:the best program for the Protective clothing for coal miners is Kevlar and cotton fiber blending ratio of 5 / 95, 20s yarn count and 3 / 1 double-layer weaves .The fabrics of Protective clothing for coal miners is apparently better than Miner general protective clothing in the Comprehensive performance of strength, abrasion resistance, flame resistance and anti-static properties.
     Finally, through the paper we hope to prove that depending on the advanced textile technology the new materials completely can replace the cotton products and it must be very fitful for the complex environment in coal mine and give the mine workers better job protection. The study would mean great especially about the protection of life and property safety, and promotion of China's coal industry sustained and stable development, and accelerating the process of socialist modernization in China. In more down-to-earth terms, through this study it is another purpose to promote the amendment or the rebuilding of Protective clothing’s national criterion and the industrial criterion. Consequently, the safeguard coal production in china will get more consolidated assurance.
引文
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