依靠科技進(jìn)步科學(xué)管理，大力發(fā)展綜采技術(shù)是東龐礦建設(shè)高產(chǎn)高效礦井，實(shí)行集中生產(chǎn)，逐步實(shí)現(xiàn)一井一面生產(chǎn)格局的有力舉措。其主采2號(hào)煤層賦存條件基本適宜高架綜采技術(shù)，但是其局部區(qū)域地質(zhì)條件較復(fù)雜，這對(duì)高架綜采技術(shù)的適應(yīng)性提出了更高的要求，特別是煤層傾角較大，超出了高架綜采三機(jī)（液壓支架、采煤機(jī)、工作面
輸送機(jī)）設(shè)計(jì)最大適應(yīng)煤層傾角時(shí)，三機(jī)的縱向（沿工作面傾向）穩(wěn)定性問題更加突出。如何在厚煤層大傾角走向長(zhǎng)壁工作面應(yīng)用高架綜采技術(shù)提高生產(chǎn)效率、增大安全系數(shù)、適應(yīng)生產(chǎn)需要，是關(guān)系到高架綜采技術(shù)能否適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件的重要課題。東龐礦在2309大傾角高架綜采工作面回采過程中，解決了關(guān)鍵性技術(shù)問題，拓寬了綜采的適應(yīng)范圍，增加了綜采可采儲(chǔ)量。
1、2309工作面概況
2309工作面走向長(zhǎng)1 406 m，傾斜長(zhǎng)136 m，煤層厚度3.76 - 5.39 m，平均厚度4.5 m，直接頂為富含鋁土質(zhì)的粉砂巖，頂板破碎、裂隙發(fā)育，其厚度為6.0 m，基本頂為灰白色中粒砂巖，鈣質(zhì)膠結(jié)，厚度16.4 m。煤層傾角變化大，切眼處及其以外250 m范圍內(nèi)煤層傾角最小為24°、最大為34°，平均為26°。該礦屬于低冗斯礦井，工作面含水層為2號(hào)煤頂板砂巖含水層，預(yù)計(jì)最大涌水量15 m3/h，正常涌水量5 m3/h。
2、采煤方法
單一厚煤層一次采全高、走向長(zhǎng)壁、后退式、全部垮落法綜合機(jī)械化采煤。
2.1 工作面設(shè)備配備
MAX - 300/4.5雙滾筒無鏈牽引采煤機(jī)，LX1500 - 800/500改進(jìn)型中雙鏈重型可彎曲刮板輸送機(jī)，支架為2臺(tái)ZY4800 - 26/50型端頭支架、30臺(tái)ZY4800 - 26/50型支架、58臺(tái)BY3600 - 25/50型支架。運(yùn)輸巷轉(zhuǎn)載機(jī)為SZZ - 880/200型，配PCM - 1600型破碎機(jī)，DSP - 1080/1000型可伸縮帶式輸送機(jī)2部。
2.2采煤方法
回采工藝：機(jī)尾割三角煤（斜切進(jìn)刀），采煤機(jī)自輸送機(jī)彎曲段下行切入直線段后，推移上部機(jī)尾刮板輸送機(jī)，采煤機(jī)下行正常割煤，割至機(jī)頭后，采煤機(jī)空刀上行，推移刮板輸送機(jī)和移架，自機(jī)尾刮板輸送機(jī)彎曲段割至上巷后完成一個(gè)循環(huán)。
2.3巷道布置
2309工作面上巷沿空掘進(jìn)，與2307下巷間留設(shè)4m寬小煤柱，規(guī)格為寬×中高：3.5m×3.5m，下巷平行上巷布置（圖2），規(guī)格為寬×中高：4.5mx 3.5m，采用錨網(wǎng)支護(hù)。
3、高架綜采開采技術(shù)創(chuàng)新
MAX - 300/4.5雙滾筒無鏈牽引采煤機(jī)設(shè)計(jì)適應(yīng)煤層傾角最大25°，BY3600 - 25/50型支架設(shè)計(jì)適應(yīng)煤層傾角最大18°，不適應(yīng)該工作面煤層平均傾角26°局部達(dá)34°的復(fù)雜地質(zhì)條件，如不采取措施，很容易造成支架倒架、擠架、輸送機(jī)下滑、采煤機(jī)爬坡困難等問題，因此三機(jī)縱向穩(wěn)定技術(shù)是解決高架綜采適應(yīng)煤層大傾角的關(guān)鍵。
3.1改造設(shè)備適應(yīng)大傾角的要求
在大傾角綜采工作面，支架受重力分力的作用，在移架的過程中極易倒架、下滑，因此必須采取以增強(qiáng)支架自身調(diào)整能力為主、以增強(qiáng)工作面整體支架縱向穩(wěn)定能力為輔的技術(shù)措施。
3.1.1 單個(gè)支架改造
(l)底調(diào)千斤項(xiàng)改造：①用厚30 mm的鋼板將安裝方孔堵住，避免出現(xiàn)活塞桿被拉彎現(xiàn)象。②將底調(diào)千斤頂活塞桿直徑增大到120 mm，增如了千斤頂?shù)耐屏Α?br />
(2)支架側(cè)護(hù)板單獨(dú)操作液壓系統(tǒng)改造：改造支架的項(xiàng)梁、掩護(hù)梁與后連桿的側(cè)護(hù)板，由同一片操作閥控制，在調(diào)架過程中分別由三片閥控制，即可實(shí)現(xiàn)側(cè)護(hù)板的整體運(yùn)動(dòng)，又可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)操作。
3.1.2工作面支架整體穩(wěn)定技術(shù)措施
(l)工作面支架防倒技術(shù)。①端頭支架防倒：在端頭1號(hào)及3號(hào)架項(xiàng)梁間安裝一錨固防倒千斤頂。在機(jī)尾88號(hào)及90號(hào)架間安裝一錨固防倒千斤項(xiàng)。②中間架防倒：架間安裝支架頂梁橫連千斤頂；在切眼傾角較大處每架安裝一套斜拉防倒千斤頂，其它每5架安裝一套。
(2)支架防滑技術(shù)。①下端頭防滑：通過錨固千斤頂將1號(hào)及3號(hào)架尾部連接，移3號(hào)架時(shí)通過安裝的底側(cè)推千斤頂可調(diào)整其下滑，移1號(hào)架時(shí)可操作此尾錨固千斤項(xiàng)控制1號(hào)架下滑，如此可使下端頭三架形成一個(gè)穩(wěn)固的“錨固站”，控制工作面中間架的下滑。②工作面中間架防滑：3 - 90號(hào)架均安裝了底側(cè)推千斤頂，在升架的同時(shí)可操作底側(cè)推千斤頂以調(diào)整支架的下滑。
(3)刮板輸送機(jī)防滑。工作面每10架安裝一
組溜子防滑千斤頂。3.1.3機(jī)組改造
(1)增大機(jī)組牽引力。通過改變牽引部傳動(dòng)箱內(nèi)齒輪的齒數(shù)，使?fàn)恳繙p速比增大達(dá)到降低速度，提高牽引力最大可達(dá)630.68 kN．上行爬坡時(shí)所需牽引力（按最大傾角340計(jì)算）522.89 kN<630.68 kN，改造后機(jī)組上行爬坡沒有困難。
(2)機(jī)組防滑。通過改變制動(dòng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)并增加了制動(dòng)彈簧數(shù)目，在保證開啟壓力的情況下使其制動(dòng)力矩在原基礎(chǔ)上提高了30%。
(3)自動(dòng)制動(dòng)器的研制。為了保證采煤機(jī)在更換馬達(dá)或液壓制動(dòng)器時(shí)，不發(fā)生下滑現(xiàn)象，作為制動(dòng)器的后備保護(hù)，研制并在齒軌輪側(cè)安裝了自動(dòng)制動(dòng)器，其制動(dòng)與解除和采煤機(jī)的牽引與停機(jī)實(shí)現(xiàn)了同步，故稱其為自動(dòng)制動(dòng)器，該制動(dòng)器制動(dòng)效果較好。自動(dòng)制動(dòng)器的研制和液壓制動(dòng)器的改造，為大傾角下MXA - 300/4.5采煤機(jī)的應(yīng)用提供了可靠的安全保障。
(4)潤(rùn)滑問題。采煤機(jī)在超設(shè)計(jì)角度下工作時(shí)，其各部位油位必將發(fā)生變化，一些部位將出現(xiàn)潤(rùn)滑不足的現(xiàn)象，針對(duì)這一情況，從牽引部背壓回油側(cè)，引出一股液壓油，通過軟管引導(dǎo)到軸承處，從而解決了軸承潤(rùn)滑問題。
(5)強(qiáng)度問題。工作面坡度變大后，隨著牽引力的提高，各部位連接強(qiáng)度的要求也將提高，具體采取的措施是：①改變連接件的材質(zhì)為18Cr2Ni4WA;②改鑄造結(jié)構(gòu)為鍛造結(jié)構(gòu)，整體強(qiáng)度可提高30%左右。
3.2防倒、防滑開采技術(shù)
3.2.1 采煤機(jī)回采方式的確定
采煤機(jī)割煤方式有雙向割煤、單向割煤2種，單向割煤與雙向割煤相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)單向割煤時(shí)移輸送機(jī)方向?yàn)樽韵露�，有利于防止輸送機(jī)下滑；
(2)機(jī)頭處設(shè)備、人員集中、空間狹小，是生產(chǎn)、安全管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，單向割煤時(shí)機(jī)組不在機(jī)頭停頓，端頭處暴露的頂板能夠得到及時(shí)支護(hù)、各工序順序進(jìn)行，利于端頭管理。
(3)工作面內(nèi)各支架2次移架時(shí)間間隔相等，各支架保持基本一致的工作狀態(tài)，利于管理節(jié)理發(fā)肓破碎的項(xiàng)板，減少工作面頂板事故。
(4)雙向割煤上行時(shí)，采落的煤塊很容易順上側(cè)搖臂滾下，對(duì)司機(jī)的安全構(gòu)成威脅，單向割煤時(shí)機(jī)組上行空刀司機(jī)較安全。
(5)割煤方向與風(fēng)流方向（工作面采用下行風(fēng)）一致，工作人員位于上風(fēng)側(cè)，工作面環(huán)境好。
(6)采煤機(jī)上行時(shí)，可清理機(jī)道浮煤，有利于輸送機(jī)推移。
(7)充分利用機(jī)組最大速度空載調(diào)車，減少循環(huán)時(shí)間，增加產(chǎn)量。
綜合考慮采煤機(jī)回采方式對(duì)頂板管理、安全生產(chǎn)、刮板輸送機(jī)防滑、工作環(huán)境等方面的影響，決定采用單向割煤方式。
3.2.2合理留設(shè)工作面下端頭三角煤
工作面端部區(qū)域三角煤?jiǎn)栴}是綜合機(jī)械化開采中遇到的技術(shù)問題，如果端部底煤留設(shè)不合理，受影響最大的是支架，很容易造成支架對(duì)底板變化不適應(yīng)而擠架，支架難以前移，導(dǎo)致頂板狀況惡化。
支架在凹型豎曲面時(shí)，其頂梁就要相互靠緊，但頂梁的正常側(cè)向移動(dòng)范圍不超過tl值。支架允許底板最大凹面變化角θ= arctan(t1/M)。由上式可知，采高M(jìn)越大，支架對(duì)底板坡度變化的適應(yīng)能力越小，因此適當(dāng)降低采高使底板最大凹面變化角θ既能滿足支架要求，又不大于輸送機(jī)機(jī)槽間最大允許豎直轉(zhuǎn)角β。
經(jīng)計(jì)算留設(shè)三角煤：其長(zhǎng)度為15 m.高度為1m，可有效解決下部支架擠架問題，并有效防治支架、刮板輸送機(jī)的防滑問題。
3.2.3輸送機(jī)縱向位移的控制
(1)輸送機(jī)縱向位移分析。①金屬對(duì)工作面底板的摩擦因數(shù)在于燥時(shí)為0.35～0.40，但在潮濕條件下摩擦因數(shù)降低，當(dāng)傾角大于120時(shí)靜態(tài)輸送機(jī)就可能下滑。重力引起的下滑值不能準(zhǔn)確計(jì)算；②單向割煤自下而上推移輸送機(jī)時(shí)，使其產(chǎn)生上移量。每推移一次其縱向位移量為△w=42.4mm;③由于工作面?zhèn)涡辈贾�，下巷超前上巷一個(gè)小角度，向前推移輸送機(jī)時(shí)自然產(chǎn)生向上的幾何增量為83.5 mm.
(2)輸送機(jī)縱向位移的控制。在推移輸送機(jī)的動(dòng)態(tài)過程中，輸送機(jī)防滑千斤頂處于拉緊狀態(tài)，輸送機(jī)只產(chǎn)生向上的移動(dòng)量；在支架前移過程中，工作面防滑千斤頂都將順序放松，此時(shí)輸送機(jī)將在重力作用下產(chǎn)生向下的移動(dòng)量。
若輸送機(jī)沒有明顯的上、下移動(dòng)，表明在上述2個(gè)過程中，輸送機(jī)向上的移動(dòng)量S。與向下的移動(dòng)量S。則相等；若輸送機(jī)有明顯的向上移動(dòng)量，此時(shí)適當(dāng)減少工作面輸送機(jī)防滑千斤頂?shù)臄?shù)量、調(diào)小下巷超前角，改變采煤機(jī)進(jìn)刀割煤方式為雙向割煤；若輸送機(jī)有明顯的向下移動(dòng)量，適當(dāng)增加工作面輸送機(jī)防滑千斤頂?shù)臄?shù)量、調(diào)大下巷超前角，改變采煤機(jī)進(jìn)刀割煤方式為單向割煤，移溜順序?yàn)樽韵露稀?br />
4、結(jié)論
高架綜采工作面開采大傾角煤層時(shí)，其突出問題是綜采三機(jī)的縱向穩(wěn)定問題。因此，不僅要求綜采三機(jī)自身具備縱向穩(wěn)定的能力，而且要求采取有利于綜采三機(jī)保持縱向穩(wěn)定的回采工藝措施。
(1)在厚煤層大傾角，煤層傾角達(dá)340的條件下進(jìn)行高架綜采5.0 m-次采全高。
(2)采用5.0 m高架綜采技術(shù)，在較大煤層傾角條件下，2309工作面月產(chǎn)12. 86萬(wàn)t。
(3) 2309高架綜采工作面開采大傾角厚煤層時(shí)，對(duì)國(guó)產(chǎn)綜采三機(jī)配套及改造，以增強(qiáng)其自身縱向穩(wěn)定能力的技術(shù)是成功的。綜采三機(jī)保持縱向穩(wěn)定為目的改進(jìn)回采工藝技術(shù)措施是行之有效。
(4)該項(xiàng)目的成功，拓寬5.0 m高架綜采技術(shù)應(yīng)用范圍，為國(guó)內(nèi)外相近條件的礦井提供了成功的經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
刮板輸送機(jī)
