【毕业设计】固原市农村土地流转现状及对策分析

含硬夹矸薄煤层综采支承压力分布规律与变化特征研究含硬夹矸薄煤层在矿山压力作用下煤壁破坏规律及合理支架工作阻力采煤机截深的研究。

主要配套设备的选型参数优化及整体配套研究在目前杨村煤矿薄煤层综采成套装备的基础上，通过对北宿煤矿地质条件工作面参数的分析，进步对采煤机刮板运输机液压支架三种设备的技术参数进行优化，扩大成套装备的适用范围，最大限度地满足生产需要，以实现安全可靠高效低耗的目标。

工作面开采工艺参数的选取工作面成套设备参数确定和选型工作面总体配套方案研究矮机身大功率薄煤层采煤机设计优化。

薄煤层综采工作面巷道布置及远距离供电供液技术研究北宿煤矿建矿以来直采用炮采方式生产，其工作面巷道布置形式与机械化开采有着较大区别。

为满足设备配套使用及安全间隙要求，通过对设备布置方式及设备外形尺寸的分析，结合对煤层顶板稳定性和实施远距离供电供液系统的分析研究，确定合理的巷道布置及供电供液系统。

薄煤层综采工作面巷道布置与支护方式研究薄煤层综采工作面远距离供电供液技术研究。

项目总体经济技术指标工作面产能工作面月产达到万吨，年产万吨以上。

北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案设备可靠性非人为因素，机电设备事故率不超过小时万吨按月周期统计。

减人提效用人减少，工作面产量提高。

项目最终目标实现北宿煤矿薄煤层机械化开采，各项指标均达到国际先进水平。

关键技术及创新点本项目的关键技术为在以下富含硬夹矸的煤层条件下，科学合理地平衡配套设备采煤机刮板输送机和液压支架之间的几何参数与设备能力之间的关系，特别是在保证人员工作空间的前提下，既要优化减小采煤机的外形尺寸，加大过煤空间过机空间，又要保证采煤机有足够的落煤硬夹矸能力和可靠性。

创新点矮机身薄煤层滚筒式采煤机大功率截割系统研制薄煤层工作面远距离供电供液技术。

研究或研制开发的技术路线，实施方式方法步骤技术路线调研消化国内外薄煤层工作面设备技术总结杨村煤矿薄煤层机械化开采的成功经验研究提出北宿煤矿薄煤层机械化开采工作面设备配套方案和关键装备设计方案进行方案论证设备设计制造相关试验工艺方案优化工业性试验验收。

实施方式方法步骤本课题采用矿院厂相结合的方法，分工协作，共同完成本课题的研究任务。

具体步骤如下调查研究国内外同类地质条件下综合机械化采煤工作面及综采设备的现状存在问题及发展趋势，提交项目可行性论证报告北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案分析目前国内外高产高效工作面的特点及技术装备情况，总结杨村煤矿薄煤层机械化开采的成功经验，结合北宿煤矿煤层赋存条件，确定项目实施地点工作面布置及设备选型原则研究设计工作面配套设备的初步方案，广泛论证，深入探讨，确定设备的最终方案及其主要参数完成工作面总体配套设计样机试制评审及试验，完善设计设备验收并进行地面联合试运转井下工业性试验完成项目验收。

技术方案薄煤层矿山压力显现规律及降低硬夹矸截割难度的研究实验室物理力学参数测试课题组从试验面工作面顺槽掘进面现场进行样本采取，按测试标准进行煤岩物理性质指标的测定，为研究工作面矿压规律合理截割深度及支架工作阻力确定提供依据。

岩石物理力学性质参考指标，如表所示。

表岩石物理力学性质指标表岩石名称天然视密度天然含水率抗拉强度抗压强度凝聚力内摩擦角坚固性系煤煤夹矸煤结核体煤灰岩顶板北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案煤泥岩底板现场测试测试内容工作面煤壁破坏区深度的钻孔钻屑量测试工作面煤壁采动裂隙发育深度的钻孔窥视仪测试煤壁受力与液压支架工作阻力的关系测试液压支架调压试验④支架工作阻力监测。

测区布置测区布置如图所示回风顺槽工作面钻孔窥视仪运输顺槽支架压力分机钻孔煤粉钻屑量松动圈测试孔孔孔孔图测区布置示意图煤壁受力与液压支架工作阻力的关系测试方法通过调压试验了解液压支架工作阻力与煤壁支承压力之间的关系，研究液压支架工作阻力对煤壁破坏的影响，得到顶板支护与煤壁破坏的平衡位置，确定合理的液压支架工作北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案阻力，达到最好的煤壁压酥破坏效果，为采煤机割含硬夹矸煤层创造更好的条件。

采用钻孔应力注液探测单元进行测试，探测单元长度，传感器置于应力单元的高压橡胶管内，注液探测单元布置在工作面煤壁中，探测煤壁应力变化。

在探测煤壁受力的同时同步监测支架工作阻力，通过双通道压力接收器传感器实时接受和存储探测单元的压力和液压支架支柱工作阻力，如图所示。

红外线采集器集中采集数据，配套计算机软件进行数据的分析处理。

图调压试验示意图薄煤层综采工作面煤壁破坏规律的数值模拟几何模型本次计算模型的设计几何尺寸为长高。

以研究薄煤层工作面所在的煤层底板上方岩层处作为上边界，煤层底板以下作为下边界，采空区范围的宽度为。

数值模拟方案根据北宿煤矿工作面的地质条件和地层综合柱状图，建立相应的数压胶管及接头来减小脉动对液压管路的影响。

即在泵站的两路高压胶管与支架的高压胶管相连处安装个型皮囊式蓄能器，使用系列高压胶管接头及形销。

工作面风量的确定通风系统及风量计算风量计算按采煤工作面合适风速计算需要风量采上长北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案式中采煤工作面合适风速，按气温条件与风速对应表选为从表中查取采煤工作面平均有效通风断面积，按最大控顶距和最小控顶距的平均值与采高工作面支架断面调整系数之积计算长采煤工作面面长调整系数从表中查取，面长，调整系数取。

表采煤工作面空气温度与合适风速对应表采煤工作面空气温度采煤工作面风速注采煤工作面空气温度，应在工作面输送机上方空间中央，距回风巷处的风流中测定。

表采煤工作面面长调整系数表采煤工作面长度长采煤工作面风量验算按瓦斯涌出量验算采采通式中工作面瓦斯绝对涌出量参照年采煤工作面绝对瓦斯涌出量鉴定结果进行计算采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取。

采采通式中工作面二氧化碳绝对涌出量参照年采煤工作面绝对二氧化北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案碳涌出量鉴定结果进行计算采通采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取。

按人数验算采式中工作面同时工作的最多人数，取人。

④按最低风速验算采。

按最高风速验算采。

工作面实际需风量确定根据以上对工作面风量计算并验算得知，采煤工作面需风量为，取。

通风路线新鲜风流副井西大巷轨道下山轨道巷工作面乏风风流工作面皮带巷皮带上山西风井。

反风系统西风井皮带上山皮带巷工作面轨道巷轨道下山西大巷副井。

薄煤层综采工作面巷道通风断面的验算工作面风量确定后，需根据煤矿安全规程的相关要求，对工作面巷道断面进行验算。

皮带巷通风断面的验算皮带巷最大允许断面采式中采工作面最大允许配风量煤矿安全规程允许巷道最低风速。

皮带巷最小允许断面采北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案式中采工作面最低配风量煤矿安全规程允许巷道最高风速。

根据以上验算可知，皮带巷通风断面的允许范围为，皮带巷设计断面为宽高，能够满足通风需求。

轨道巷通风断面的验算轨道巷最大允许断面采式中采工作面最大允许配风量巷道允许最低风速。

皮带巷最小允许断面采式中采工作面最低配风量巷道允许最高风速。

根据以上验算可知，轨道巷通风断面的允许范围为，皮带巷设计断面为宽高，能够满足通风需求。

工作面综合防尘设施的确定采煤机内外喷雾采煤机设有内外喷雾装置，实现水电闭锁随机喷雾，内外喷雾雾化效果必须满足防尘要求。

采煤机内外喷雾由泵站供水，泵站压力不低于。

架间喷雾综采支架每架安装组架间喷雾，并实现移架喷雾自动化，采煤机采煤时下风侧架架间喷雾自动打开喷雾。

每组喷雾不少于个喷嘴喷嘴用雾化效果好的陶瓷喷嘴。

转载点喷雾工作面前后部运输机转载点喷雾应固定在转载机挡煤板上，挡板要适当加高，每个转载点应安设组喷雾，确保始终有组喷雾能有效覆盖转载处。

北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案对安全环境健康的影响性分析该课题研究成果不会对安全环境及健康产生不良影响。

现有基础技术条件，保证体系北宿煤矿薄煤层开采已有多年历史，取得了许多国际国内领先的薄煤层开采成果，积累了丰富的薄煤层开采经验，尤其是液压支架炮采工艺的试验成功，为薄煤层的综采奠定了定的基础。

北宿煤矿对项目的成功实施，抱有极大地信心和决心，成立了以矿长为组长，以分管矿长总工程师安监处长为副组长的领导小组，下设井巷工程组设备配套组后勤保障组三个专业组，建立健全责任机制，制定相应的管理办法和考核制度，加强过程管理和监督，为切实保证项目顺利实施，打下了坚实的基础。

同时，制定了详细的薄煤层综采队伍培训计划，通过对综采设备的认知基础知识培训专业技术培训及现场实训，使职工熟悉并掌握综采设备的性能工作原理操作技能及维护保养，从而培养出支业务精湛作风过硬的含硬夹矸薄煤层采煤机械化操作队伍，确保北宿煤矿薄煤层采煤机械化工作开好头起好步。

北宿煤矿核定生产能力万吨年，提升运输系统均能够满足综采生产的需要，为薄煤层综采机械化的顺利开展提供了有力保证。

本课题各参与单位均为以下含坚硬夹矸薄煤层安全高效综采成套装备与技术研究项目成员，为本项目的成功实施，具备良好的外部条件和技术基础。

杨村煤矿薄煤层综采的成功和南屯煤矿的薄煤层综采机械化试验为北宿煤矿最终实现薄煤层综合机械化积累了丰富的经验并奠定了良好的基础。

经济社会效益分析北宿煤矿含硬夹矸薄煤层机械化开采成套装备应用技术研究实施方案由于北宿煤矿层煤含有大量的硫化铁硬结核，几十年来直只能使用炮采工艺进行回采。

炮采工作面技术含量低装备差劳动强度高产量低生产效率低，对北宿煤矿今后的发展带来严峻的挑战。

薄煤层综采项目的成功，将扭转北宿煤矿薄煤矿层炮采低产低效的劣势，显著提高薄煤层生产的产量和效益。

经济效益分析由该配套设备装备的综采工作面与炮采工作面吨煤成本比较单位元配套设备综采工作面炮采工作面工资配件材料租赁合计工资材料设备费用合计从上表可以看出，由该配套设备装备的综采工作面正常生产期间，比炮采工作面成本下降元，按年产万吨计