0、引言
我國在大傾角的煤層開采研究領(lǐng)域，特別是大傾角煤層綜采位居國際領(lǐng)先水平。大傾角煤層綜采經(jīng)過持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展與實踐總結(jié)提升，產(chǎn)生了許多行之有效的技術(shù)措施和管理規(guī)定，逐步形成了一整套較為完善的安全高效現(xiàn)代采礦技術(shù)。大傾角中厚煤層綜采工作面普遍存在支架下滑、倒架、咬架及
輸送機下滑等問題，同時工作面傾角的增大也增加了端面片幫、掉頂造成的飛矸事故的發(fā)生，嚴(yán)重制約工作面的安全回采。通過諸多大傾角工作面的回采實踐，針對各時段回采的控制及支架下滑、片幫等問題，總結(jié)出提高大傾角工作面安全生產(chǎn)效率的方法。
1、工作面設(shè)備的防倒防滑原因分析與防范措施
1.1端頭支架的防倒防滑
(1)傾倒或下滑原因
端頭之家傾倒或下滑的原因主要有兩個，一是端頭支架靠近運輸順槽，此處是大型設(shè)備匯交的地方，設(shè)備占據(jù)的空間大，浮煤（矸）厚，工作條件惡劣。第一架位于工作面支護和巷道支護的交叉地帶，沒有約束自由度大：二是工作面端頭處的圍巖的多種壓力作用下，礦壓顯現(xiàn)復(fù)雜且又是工作面出煤的咽喉部位。加之煤層傾角大，端頭支架重量大，頂板難以控制。
(2)防范措施
生產(chǎn)控制的關(guān)鍵是將工作面下端頭前三架作為基本支架防倒防滑的穩(wěn)固點，并在第一架與第四架間設(shè)置一個防倒千斤頂，用圓環(huán)鏈條連接千斤頂斜拉，一端連在上方第四架支架的底座的抬底裝置上，一端連在第一架支架頂梁上。機頭前三架支架采用正確的移置方法，具體方案如下：先移端頭第二架，移架時用好防倒防滑設(shè)施上拉下頂保證支架不倒不滑，接頂良好；然后移第一架，先操作與第四架相連的防倒千斤頂和防滑千斤頂，以及與第三架相連的防滑裝置、帶壓擦頂移架，最后采用與移第二架相同的方法移第三架。
加強工作面第—架位置監(jiān)控，由技術(shù)人員負責(zé)觀測機頭第—架中心線距運輸巷中心線距離，掌握工作面支架的移動趨勢。控制下端頭第一架，保證支架垂直煤壁。支架下方沿走向支設(shè)兀型鋼梁，使支架沿兀型鋼梁移動。同時處理好架間關(guān)系，第—架與推移桿連接頭和支架與煤壁的垂直關(guān)系。利用刮板運輸機防滑千斤頂將刮板運輸機向上強行牽引。
22基本支架的防倒防滑
(1)傾倒或下滑原因
基本支架傾倒或下滑的原因較多，主要有以下幾類：由于頂板向采空區(qū)方向移動，以及拉架力的作用，尤其是帶壓移架或頂板不平時，易使支架后傾或損壞：當(dāng)支架重力沿煤層傾斜方向的分力大于支架底座和底板間的摩擦力，便產(chǎn)生側(cè)向移動，當(dāng)支架重力的作用線超出底座寬度的邊緣時，便會產(chǎn)生側(cè)向傾倒；支架頂?shù)椎氖芰狭ζ募爸Ъ芮昂蠖讼禄牟煌约翱迓漤肥氐装宓南聸_作用，也會使支架傾倒或下滑：支架推移機構(gòu)與刮板運輸機不垂直，下滑后帶動支架下滑；架間隙不合理和不及時調(diào)架，刮板運輸機都能引起下滑。
(2)防范措施
工作面要調(diào)成偽斜，使支架垂直煤壁。支架側(cè)護板每3架留有間隙，每架支架的底座設(shè)一調(diào)架梁，調(diào)架梁前后端各有一千斤頂，支架不正時上下移動底座前端或后端。工作面起伏變化大時易形成臺階引起支架傾倒，及時利用支架底調(diào)、側(cè)護千斤頂，調(diào)整輕微咬架倒架，保證支架支護狀態(tài)良好。每次移架，支架工必須先看支架與刮板運輸機是否垂直，利用側(cè)護和底調(diào)及時調(diào)整支架位置。
嚴(yán)禁超高采煤，支架無法正常接頂時，工作面每10架設(shè)有一個防倒千斤頂。采用間隙移架的方法，增加支架對煤層頂?shù)装宓哪Σ亮Γ⒈３侄祟^支架的穩(wěn)定性。另外，要自始至終地由下向上移架和推移刮板運輸機并跟機拉架，邊拉邊調(diào)，避免分段移架。
2.3刮板運輸機防滑措施
(1)上竄下滑原因
刮板運輸機上竄下滑的主要原因是工作面兩巷走向受地質(zhì)因素的影響隨煤層走向的變化而變化，在生產(chǎn)過程中若調(diào)斜不當(dāng)或調(diào)斜不及時；其次，支架狀態(tài)不正，致使支架的推移桿與刮板運輸機不垂直；另外還有底板割不平，造成刮板運輸機推移進度有時不一致，帶來煤壁不直，長時間積累，會造成刮板運輸機下滑；由于煤層底板對金屬有摩擦系數(shù)，加之有淋水和灑滅塵水，使摩擦系數(shù)降低；煤層傾角大于15。時，由刮板運輸機自重和采煤機上行割煤時產(chǎn)生的下滑力以及運煤和支架推移等作用，使工作面刮板運輸機下滑。
(2)防范措施
針對上述原因，采取相應(yīng)的措施即可防止刮板運輸機上竄下滑。如采用偽斜推進，保證運輸巷超前；工作面采用單向下行割煤，單向上行移溜方式，防止刮板運輸機下滑：當(dāng)下滑嚴(yán)重時，注意刮板運輸機的推移順序，采用雙向割煤，由下至上或分段由下至上推移刮板運輸機；采取封底措施，防止煤矸進入刮板運輸機底槽；安裝防滑千斤頂；在機頭處布置2-3根斜戧柱，強行控制刮板運輸機下滑等。
2.4采煤機組防滑措施
(1)下滑原因
當(dāng)煤層傾角較大時，采煤機因自重而下滑；當(dāng)出現(xiàn)大塊煤矸或物料在運輸機刮板鏈的帶動下，推動采煤機的下滑。
(2)防范措施
為解決上述兩個問題，需要加強機組的檢修維護，保證機組工作防滑和事故防滑功能的靈敏可靠，同時要求機組司機嚴(yán)格控制機組行走速度，停機時將機組上下滾筒放置在底板并吃刀。當(dāng)機組上行裝煤時，及時跟機移溜，機組與移溜間距不超過15m。機組抱閘要時常保持完好，并進行周檢。當(dāng)傾角大于45°時，使機組負力矩制動，控制機組下滑。
3、回采工作面防偏幫與飛矸關(guān)鍵技術(shù)
3.1片幫冒頂治理
受上覆巖層運動的影響，工作面出現(xiàn)周期性的煤壁片幫冒頂現(xiàn)象，嚴(yán)重時給工作面正常生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重影響。在實際生產(chǎn)過程中，通過采取煤壁化學(xué)聚合加固、錨固、改變采煤工藝等，較好地處理了煤壁片幫冒頂現(xiàn)象，保證了工作面正常回采。
(1)煤壁錨固
對于片幫冒頂嚴(yán)重的區(qū)域，可以從冒頂區(qū)兩邊施工探釬及木（竹）氏進行煤壁加固。特別嚴(yán)重的大面積片幫或掉頂，編制專項安全技術(shù)措施，使用正規(guī)棚支護。
(2)改變采煤工藝
工作面回采至片幫冒頂區(qū)時，采用小循環(huán)進尺，縮小控頂時間，將采煤機滾筒降至底板，沿底板割煤，跟機推溜、移架及時支護頂板。
3.2防飛矸（炭）、煤壁片幫
(1)防飛矸（炭）傷人
為防飛矸傷人，須斷絕飛矸來源、阻隔飛矸路徑、保護人員安全。故需在移架過程中堅持帶壓擦頂移架，控制頂板離層，并堅持每刀調(diào)整支架，使之保持良好支護狀態(tài)，每隔5-7架設(shè)可移動柔性簾擋矸。在作業(yè)過程中及時護緊護幫板，控制片幫。檢修煤機、鏈板機時，其上方支架不允許動作，并用金屬網(wǎng)作擋墻將作業(yè)人員與煤壁隔開。最后要加強職工自我保安教育。
(2)防煤壁片幫傷人
煤壁片幫主要是支架支護不力、采煤機運行方式不合適等原因造成，要防止煤壁片幫傷人必須確保支架有足夠的初撐力以有效支護頂板，并在液壓支架前端設(shè)可伸縮防護板隔開煤壁；改變采煤機運行方式，割煤過程中，降低采高，控制采煤機牽引速度，減少大塊煤的產(chǎn)生。同時，要加強工作人員的防護措施，如加大液壓支架護幫板的寬度以及刮板輸送機擋煤板的高度，增設(shè)防護網(wǎng)，采煤機司機使用長柄工具操作采煤機，采煤機下方機道內(nèi)嚴(yán)禁有人，所有人員在支架架擋間操作。
(3)防采煤機電纜下滑
當(dāng)工作面傾角超過25。時，采煤機電纜易下滑，存在下滑傷人威脅，采取下列措施控制下滑：工作面每隔15m用鐵絲將電纜與電纜槽聯(lián)結(jié)起來，待采煤機到附近時再解開通過。工作面作業(yè)人員嚴(yán)禁站在電纜下方，全部撤至架擋內(nèi)。對電纜活動段每隔2m用綜繩或麻袋纏繞，長度不小于500mm，以增加電纜夾間摩擦力。設(shè)計采煤機拖纜滯留鋼絲緝。用與拖纜固定運行的鋼絲繩控制拖纜下滑。
3.3工作面圓弧段挑頇提底控制
為解決大傾角綜采工作面下端頭支護的技術(shù)難題，工作面下部采用了“圓弧段一水平”漸變布置方式，但導(dǎo)致采煤機在圓弧段必須增大自行臥底量、減少挑頂量，當(dāng)累計曲率增量大于刮板輸送機和支架允許曲率時，可使支架頂梁擠壓和刮板輸送機懸空。為此，首先合理確定每一具體的工作面圓弧段的主要技術(shù)參數(shù)值，然后再對圓弧段提底挑頂量進行科學(xué)計算。其次要專門對圓弧段的尺寸進行研究，以指導(dǎo)工作面“三機”設(shè)備的配套工作。再次是現(xiàn)場操作，對采煤機在圓弧段運行時的提底挑頂量進行監(jiān)測監(jiān)控并取得經(jīng)驗值，保持圓弧段曲率，保證工作面順利推進。
4、注意事項
大傾角煤層綜采的主要課題是防止支架的倒滑及刮板運輸機的下滑，二者相互聯(lián)系和相互制約的，支架的下滑帶動刮板運輸機的下滑，刮板運輸機的下滑促使支撐的下滑。因此，要盡量控制兩者的相對移動，當(dāng)架形不正時要及時調(diào)整。除此以外，還應(yīng)注意如下事項：
(1)合理掌握工作面開采的偽傾角，開采過程中要根據(jù)實際隋況予以調(diào)整。
(2)液壓支架的上、下側(cè)護板要加液壓鎖，增加支架的支護強度。
(3)煤層傾角大于25度時，應(yīng)在工作面下端選用3-5架排夾支架，排頭支架上有完備的防倒防滑裝置：煤層傾角大于35度時，在支架上應(yīng)有保護人行道安全的擋煤矸裝置，人行道上應(yīng)有入梯和扶手。
(4)今后設(shè)計制造采煤機時，應(yīng)設(shè)計添加提底挑頂量程控顯示功能裝置，以保持圓弧段在正常回采過程中的正常曲率。
(5)對于周期來壓明顯、煤層節(jié)理發(fā)育的工作面，不適宜采用重型液壓支架開采。
5、結(jié)論
在回采期間運用上述技術(shù)措施，可以針對性的解決大傾角中厚煤層綜采工作面液壓支架倒滑、運輸機上竄下滑、煤壁飛矸片幫、采煤機電纜下滑等一系列影響正常回采的問題，確保生產(chǎn)的安全，為礦井的安全高效生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)保障。同時為大傾角綜采工作面回采工藝積累了寶貴的生產(chǎn)經(jīng)驗，具有很好的推廣價值。
