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针对极薄煤层综合机械化开采问题,本文通过理论分析与计算、数值模拟及现场试验与观测等方法对矿区极薄煤层连续缓沉覆岩运动规律、支架-围岩关系及设备配套进行进行了较系统的研究。 首先,针对极薄煤层特点工作面特点,将极薄煤层覆岩破坏形式归纳为三种典型的类型:周期性垮落破坏、连续缓沉破坏和整体垮落破坏;代入现场地质参数与实测数据,判定斌郎煤矿极薄煤层综采覆岩破坏形式为连续缓沉破坏。将极薄煤层覆岩连续缓沉破坏简化为弹性基础连续板力学模型,并对其运动规律进行研究,得出工作面前后的顶板挠度曲线z1、z2及压力p1、p2计算数值表达式。 其次,研究缓沉采场的支架的工作状态,对比“给定变形”与“限定变形”两种状态下的顶板下沉量,结合现场基本情况,确定采用“限定变形”理论对极薄煤层顶板控制设计;根据“限定变形”工作状态下支架与围岩关系确定支护强度,并计算得出缓沉采场初次来压时支护强度与支架额定工作阻力,并对液压支架其他关键参数进行确定。 再次,对极薄煤层工作面参数进行优化,在此基础上根据设备选型原则对采煤机、刮板输送机等综采主要设备进行选型,并对设备生产能力配套、尺寸配套、布置进行计算优化。 最后,综上研究内容,将理论研究付诸于现场应用,试验结果表明整套设备配套合理、运动关系协调、生产能力匹配、效率高、安全性能好,能满足矿井生产工艺要求。