件工作面参数的薄减人提效用人减少，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降低硬夹矸截割难度的研究以下含硬夹矸薄煤层机械化开采的主要问题在于受空间制约，采煤机的功率和强度无法做到足够大，致使对硬夹矸实行直接截割的能力受到了严重限制。在空间有限的情况下，需要对薄煤层矿山压力显现规律进行研究，选择合理液压支架工作阻力，既能对采场顶板进行有效控制，又能充分利用矿山压力压酥煤体，达到降低硬夹矸截割难度的目的，同时为确定采煤机截深提供科学依据。薄煤层及夹矸物理力学参数测试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北宿煤矿薄煤层煤体硫化铁结核体硬夹矸物理力学性质指标测定，主要包含抗压强度抗拉强度抗剪强度粘结力内摩擦角普氏硬度系薄煤层煤体硫化铁结核体硬夹矸物理力学性质指标测定，主要包含抗压强度抗拉强度抗剪强度粘结力内摩擦角普氏硬度系数密度。况下，需要对薄煤层矿山压力显现规律进行研究，选择合理液压支架工作阻力，既能对采场顶板进行有效控制，又能充分利用矿山压力压酥煤体，达到降低硬夹矸截割难度的目的，同时为确定采煤机截深提供科学依据。部分内容简介含大块状硬夹矸薄煤层的赋存特点，确定以下研究内容。薄煤层矿山压力显现规律及降低硬夹矸截割难度的研究以下含硬夹矸薄煤层机械化开采的主要问题在于受空间制约，采煤机的功率和强度无法做到足够大，致使对硬夹矸实行直接截割的能力受到了严重限制。在空间有限的情况下，需要对薄煤层矿山压力显现规律进行研究，选择合理液压支架工作阻力，既能对采场顶板进行有效控制，又能充分利用矿山压力压酥煤体，达到降低硬夹矸截割难度的目的，同时为确定采煤机截深提供科学依据。薄煤层及夹矸物理力学参数测试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北宿煤矿薄煤层煤体硫化铁结核体硬夹矸物理力学性质指标测定，主要包含抗压强度抗拉强度抗剪强度粘结力内摩擦角普氏硬度系数密度。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式中采煤机支线计算电压损失负荷系数，取采煤机的额定功率从轨顺变电所到工作面下端头的线路敷设长度线路的额定电压电缆的导电率，取电缆的面积，。载荷系数，取。转载机线路电缆电压损失转载机线路电压损失式中转载机支线计算电压损失负荷系数，取转载机的额定功率从轨顺变电所到工作面下端头转载机的线路敷设长度线路的额定电压电缆的导电率，取电缆的面积，。载荷系数，取。刮板机头线路电缆电压损失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清水泵线路电压损失式中转载机支线计算电压损失负荷系数，取转载机的额定功率从轨顺变电所到工作面下端头转载机的线路敷设长度线路的额定电压电缆的导电率，取电缆的面积，。载荷系数，取。各支线线路中，采煤机线路电压损失最大，应按此线路计算。变压器电压损失公式来源变压器电压损失总电压损失符合要求。由于变压器负荷及供电距离比变压器小，按此选择电缆能够满足要求，此处不再计算。工作面供电电缆选择工作面供电电缆见表所示。表工作面供电电缆类型电缆名称型号规格截面回路起点止点长度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高压干线电缆聚氯乙烯绝缘铠装型电缆变压器变压器变压器低压干线电缆煤矿用移动屏蔽橡套软电缆变压器组合开关，路变压器组合开关，路变压器组合开关，路低压支线电缆煤矿用移动屏蔽橡套软电缆采煤机清水泵刮板输送机头刮板输送机尾转载机皮带机乳化液泵绞车照明装置的选择移动变电站工作面胶带输送机机头及各配电点等处均配置照明灯具，变电硐室内移动变电站灯具间距不大于米，工作面处灯具间距不大于米，照明装置选择结果见表。表照明装置选择结果明细表序号名称型号规格单位数量矿用隔爆荧光灯盏矿用橡套电缆米矿用橡套电缆米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轨顺绞车乳化液泵站皮带机皮带机轨顺绞车清水泵清水泵轨顺供电系统乳化液泵站照明及通讯电源定刮板机高低速尾组合开关路皮顺供电系统采煤机转载机轨顺临时电站刮板机高低速头组合开关轨顺临时电站图工作面供电系统图长距离供液在工作面轨顺距离工作面切眼处布置固定泵站，则距工作面切眼下端头支架距离约为米。长距离供液需要解决两方面的问题是管路损失，二是压力波动引起的管路脉动。理论计算胶管中的管路压力损失主要表现为沿程压力损失，圆管的压力损失计算公式如下式中沿程阻力系数，它是雷诺数和相对粗糙度的数圆管的沿程长度圆管内径流体密度管内平均流速。已知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型乳化液泵的公称流量为，两台乳化液工作，由两路高压胶管供液为工作面供液，则对于圆管流动，管内平均流速圆管的内径流体的运动黏度取。则般而言，沿程阻力系数是雷诺系数和相对粗糙度的函数。这里用勃拉休斯经验公式计算，则在允许范围之内。实际应用管路压力