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[摘 要]从“选择适当开采方式控制工作面输送机下滑、千斤顶及液压支架控制输送机下滑、液压支架倒架原因及防治、两巷矿压控制”等，论述大倾角综采工作面安全回采技术。
[关键词]大倾角 综采面 回采技术
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0372-01
1 引言
大倾角综采工作面的回采，技术关键是工作面输送机防滑与液压支架防倒，究其产生的原因，采取针对性防治措施，即可解决这些问题。另外，综采面工作面煤帮和顶板的控制及两巷的矿压治理，也是不可忽视的问题，又是综采工作面实现安全回采的关键。
2 选择适当开采方式控制工作面输送机下滑
1）采用伪斜开采。当工作面采用真倾斜开采时（工作面与两巷垂直），因受坡度影響，移输送机时，其自重在倾斜方向上存在一个下滑分力。输送机与底板的摩擦力不足以克服下滑分力时就会下滑。根据经验，伪斜角设计为工作面真倾角的1/3～1/5之间。坡度角小于15°时，采用伪斜开采可控制输送机下滑；大于15°时，靠增大伪斜角控制则极易造成液压支架调斜，且输送机的上窜（下滑）还受到输送机对底板的结构、防滑方式、支架推移杆长短、推移杆与推移槽的间隙及支架与输送机的连接方式等因素影响。同时，伪斜角的大小要通过进、回两巷推进度之差来反复校正，最后选择一个合适值。
2）单向割煤、单向抵车的循环。正常循环作业方式是双向割煤、双向抵车。工序为：采煤机自机头（尾）斜切进刀→割煤→移架→移输送机。不断的割煤，工作面输送机被依次逐架推向煤壁。该往复循环过程，输送机发生相对滑动，主要通过输送机弯曲段体现；推移输送机过程中，支架推移杆会发生一定量的左向或右向偏斜，程度虽然较小，毕竟不是正向推移，因而推移中要向左或右产生作用分力。向机头方向割煤时，由机尾向机头逐架推移运输机，通过推移运输机产生的作用分力指向机头侧；向机尾割煤时，产生的作用分力指向机尾侧。据此，采煤工艺由双向割煤改为单向割煤，即采煤机下行时割煤、移架，但不推移运输机；上行时采煤机空刀、推移输送机，使输送机每个循环都自下端头逐架向上端头推移，用推移运输机产生的向上作用分力控制输送机下滑。
3 用千斤顶及液压支架控制输送机下滑
1）防滑千斤顶控制输送机下滑。将液压支架进行分组，每7架为1组，每组安装2个防滑千斤顶。千斤顶的上端通过锚链与液压支架的底座相连，下端通过锚链与下侧第2架输送机的挡煤板相连，防滑千斤顶液压管路上加双向锁。在输送机由机头向机尾推移过程中把防滑千斤顶拉紧，用防滑千斤顶的向上拉力来控制输送机下滑。
2）用液压支架控制输送机的下滑。推移输送机的动力来源于支架的推移杆，当推移杆的方向垂直输送机时，其推力在输送机的倾斜方向上分力为零，输送机保持正向前移；推移杆的方向指向输送机机头时，推移杆的推力在输送机的倾斜方向上产生向下的推力，输送机就会下滑；推移杆的方向指向输送机机尾时，推移杆的推力在输送机的倾斜方向上产生向上分力，输送机就会上窜。据此，把液压支架架尾上移（架头不动），支架上立柱超前下立柱时，推移杆的分力指向机头，输送机就会下滑；液压支架架尾下移（架头不动），支架下立柱超前上立柱时，推移杆的分力指向机尾，输送机就会上窜。按此方法控制输送机的上窜（下滑），就非常有效了。
4 液压支架倒架原因分析及其防治
1）液压支架受力分析和倒架原因。液压支架与顶板是相互作用相互影响的， 顶板的运动状态影响支架的工作状况和承载特性，支架的工作状况又反过来影响到顶板稳定性的控制效果，控制好上履岩层的顶板是大倾角煤层综采面取得成功的关键。液压支架的受力如图1所示，支架受力的平衡条件为：WCOSα+P=Fd；Wsinα+PS=Px+μ1P+μ2Fd。式中： P为支护初撑力（工作阻力）引起的顶板对支架的反作用力；Fd为底板对支架的支撑力；Px为上下邻架挤压力；α为煤层倾角； W为支架自重；D为支架底座宽度。μ1为煤层顶板与支架间的摩擦因数；μ2为煤层底板与支架间的摩擦因数。
倒架原因：①支架受力平衡状态的打破。移架时支架的受力状态发生改变，所受合力的作用线方向超过支架底座下缘时，支架就会发生倾倒。随着采高的增加、煤层倾角的增大，倒架的机率更大。②支架与输送机相对位置的改变导致倒架。支架与输送机的正常位置应是支架顶梁倾角与输送机的倾角一致，支架的推移杆垂直于输送机，推移杆与推移槽两边的间隙大小相等。输送机的上窜（下滑），就会通过支架推移杆的导向作用带动液压支架的上窜（下滑），两者运移步调不一致时，相对位置改变，就表现出液压支架歪斜，甚至倒架。
2）液压支架的防倒。①控制液压支架与输送机的相对位置不变。移架的动力来源是推移千斤顶，移架时推移千斤顶的支点是输送机。移架过程中，通过液压支架的侧护板千斤顶、调底座千斤顶和单体液压支柱的辅助移架，保持液压支架与输送机同步的上窜（下滑）。②用支架防倒千斤顶防倒架。把工作面液压支架分组，每10架为1组，每组的前3架作为基准架。在基准架上安设防倒千斤顶，安设位置：架前防倒千斤顶安设在每组基准架的1#、3#架前梁上，架尾防倒装千斤顶安设在每组基准架的1#、3#架的四连杆机构上。另把机头3架作为“排头架”。移架方法，先拉排头架或基准架，在拉移过程中通过防倒千斤顶控制基准架的架形。基准架拉移到位后，以基准架为基点，再拉普通架。这样排头架（基准架）不倒，普通架就不倒。③通过控制工作面的顶板防止倒架。如果顶板提前冒落，支架升架后达不到初撑力，支架与顶板的摩擦力小，不足以克服支架自重在倾斜面的向下分力，支架顶梁向下滑移，造成支架向下歪斜；支架顶梁上方堆积的矸石已失去连续性和完整性，在自身重力作用下会带动支架顶梁一起向斜面下方运移，造成支架向下歪斜，所以控制工作面顶板不提前冒落，使支架达到足够的初撑力，就能防止倒架。④加强质量管理防止倒架。加强工作面的“三直两平”的管理，确保液压支架受力均匀；提高泵站压力，保证支架有足够的初撑力；支架升劲后保持顶梁平整，高差不超过2/3侧护板。这些措施都可以辅助防止发生爬架、倒架。
5 防顶帮掉矸伤人
大倾角工作面片帮或顶板掉矸具有很强的滚动性，极易伤到在支架立柱前端的作业人员。有时矸石掉落在煤机或运输机的档煤板上，破碎后迸出也容易伤到煤机司机和其他作业人员。我矿在回采33采区3234工作面时，最大倾角36°，采用绳编网自运输机导向管至支架顶梁下方把煤壁全封闭的办法防止飞矸伤人，收到较好效果。同时，该防护网为工作面上下人员防滑、防倒也起到重要作用。
6 两巷矿压控制方法
①撕帮补强。若两巷为锚带网支护，当巷道因超前压力造成底鼓变形影响通风断面和转载机、破碎机前移时，可采用卧底、撕帮的方法先扩大巷道断面，然后用单体支柱补强支护；若两巷为架棚支护，可提前抹帽、撕帮，然后用单体支柱补强支护。②补打短锚索加强支护。在巷道的原有设计上，将其锚索的布置方式再加密，增加补强锚索。③在回采过程中，在两巷的支承压力影响范围内，可采用单体液压支柱和11#矿用工字钢挑棚，一梁四柱，单体支柱穿铁鞋，以减缓顶板的下沉速度。
7 结束语
根据以上分析，实现大倾角综采工作面安全回采的关键为：一是综合运用其防倒防滑措施，可解决大倾角综采工作面的安全回采难题；二是通过对两巷矿压治理，可以满足两巷通风与行人空间断面的要求。通过该理论分析与实际操作，对同类型大倾角工作面的回采都有着一定的借鉴与指导意义。
参考文献
[1] 钱鸣高，等.矿山压力与围岩控制[M].中国矿业大学出版社，2003.
[2] 曹允伟，等.煤矿开采方法[M].煤炭工业出版社，2005.
[3] 任瑞云.大倾角采煤工作面设备防倒、防滑的应用技术研究[J].煤矿机械，2009，30（1）：181-183.
[关键词]大倾角 综采面 回采技术
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）21-0372-01
1 引言
大倾角综采工作面的回采，技术关键是工作面输送机防滑与液压支架防倒，究其产生的原因，采取针对性防治措施，即可解决这些问题。另外，综采面工作面煤帮和顶板的控制及两巷的矿压治理，也是不可忽视的问题，又是综采工作面实现安全回采的关键。
2 选择适当开采方式控制工作面输送机下滑
1）采用伪斜开采。当工作面采用真倾斜开采时（工作面与两巷垂直），因受坡度影響，移输送机时，其自重在倾斜方向上存在一个下滑分力。输送机与底板的摩擦力不足以克服下滑分力时就会下滑。根据经验，伪斜角设计为工作面真倾角的1/3～1/5之间。坡度角小于15°时，采用伪斜开采可控制输送机下滑；大于15°时，靠增大伪斜角控制则极易造成液压支架调斜，且输送机的上窜（下滑）还受到输送机对底板的结构、防滑方式、支架推移杆长短、推移杆与推移槽的间隙及支架与输送机的连接方式等因素影响。同时，伪斜角的大小要通过进、回两巷推进度之差来反复校正，最后选择一个合适值。
2）单向割煤、单向抵车的循环。正常循环作业方式是双向割煤、双向抵车。工序为：采煤机自机头（尾）斜切进刀→割煤→移架→移输送机。不断的割煤，工作面输送机被依次逐架推向煤壁。该往复循环过程，输送机发生相对滑动，主要通过输送机弯曲段体现；推移输送机过程中，支架推移杆会发生一定量的左向或右向偏斜，程度虽然较小，毕竟不是正向推移，因而推移中要向左或右产生作用分力。向机头方向割煤时，由机尾向机头逐架推移运输机，通过推移运输机产生的作用分力指向机头侧；向机尾割煤时，产生的作用分力指向机尾侧。据此，采煤工艺由双向割煤改为单向割煤，即采煤机下行时割煤、移架，但不推移运输机；上行时采煤机空刀、推移输送机，使输送机每个循环都自下端头逐架向上端头推移，用推移运输机产生的向上作用分力控制输送机下滑。
3 用千斤顶及液压支架控制输送机下滑
1）防滑千斤顶控制输送机下滑。将液压支架进行分组，每7架为1组，每组安装2个防滑千斤顶。千斤顶的上端通过锚链与液压支架的底座相连，下端通过锚链与下侧第2架输送机的挡煤板相连，防滑千斤顶液压管路上加双向锁。在输送机由机头向机尾推移过程中把防滑千斤顶拉紧，用防滑千斤顶的向上拉力来控制输送机下滑。
2）用液压支架控制输送机的下滑。推移输送机的动力来源于支架的推移杆，当推移杆的方向垂直输送机时，其推力在输送机的倾斜方向上分力为零，输送机保持正向前移；推移杆的方向指向输送机机头时，推移杆的推力在输送机的倾斜方向上产生向下的推力，输送机就会下滑；推移杆的方向指向输送机机尾时，推移杆的推力在输送机的倾斜方向上产生向上分力，输送机就会上窜。据此，把液压支架架尾上移（架头不动），支架上立柱超前下立柱时，推移杆的分力指向机头，输送机就会下滑；液压支架架尾下移（架头不动），支架下立柱超前上立柱时，推移杆的分力指向机尾，输送机就会上窜。按此方法控制输送机的上窜（下滑），就非常有效了。
4 液压支架倒架原因分析及其防治
1）液压支架受力分析和倒架原因。液压支架与顶板是相互作用相互影响的， 顶板的运动状态影响支架的工作状况和承载特性，支架的工作状况又反过来影响到顶板稳定性的控制效果，控制好上履岩层的顶板是大倾角煤层综采面取得成功的关键。液压支架的受力如图1所示，支架受力的平衡条件为：WCOSα+P=Fd；Wsinα+PS=Px+μ1P+μ2Fd。式中： P为支护初撑力（工作阻力）引起的顶板对支架的反作用力；Fd为底板对支架的支撑力；Px为上下邻架挤压力；α为煤层倾角； W为支架自重；D为支架底座宽度。μ1为煤层顶板与支架间的摩擦因数；μ2为煤层底板与支架间的摩擦因数。
倒架原因：①支架受力平衡状态的打破。移架时支架的受力状态发生改变，所受合力的作用线方向超过支架底座下缘时，支架就会发生倾倒。随着采高的增加、煤层倾角的增大，倒架的机率更大。②支架与输送机相对位置的改变导致倒架。支架与输送机的正常位置应是支架顶梁倾角与输送机的倾角一致，支架的推移杆垂直于输送机，推移杆与推移槽两边的间隙大小相等。输送机的上窜（下滑），就会通过支架推移杆的导向作用带动液压支架的上窜（下滑），两者运移步调不一致时，相对位置改变，就表现出液压支架歪斜，甚至倒架。
2）液压支架的防倒。①控制液压支架与输送机的相对位置不变。移架的动力来源是推移千斤顶，移架时推移千斤顶的支点是输送机。移架过程中，通过液压支架的侧护板千斤顶、调底座千斤顶和单体液压支柱的辅助移架，保持液压支架与输送机同步的上窜（下滑）。②用支架防倒千斤顶防倒架。把工作面液压支架分组，每10架为1组，每组的前3架作为基准架。在基准架上安设防倒千斤顶，安设位置：架前防倒千斤顶安设在每组基准架的1#、3#架前梁上，架尾防倒装千斤顶安设在每组基准架的1#、3#架的四连杆机构上。另把机头3架作为“排头架”。移架方法，先拉排头架或基准架，在拉移过程中通过防倒千斤顶控制基准架的架形。基准架拉移到位后，以基准架为基点，再拉普通架。这样排头架（基准架）不倒，普通架就不倒。③通过控制工作面的顶板防止倒架。如果顶板提前冒落，支架升架后达不到初撑力，支架与顶板的摩擦力小，不足以克服支架自重在倾斜面的向下分力，支架顶梁向下滑移，造成支架向下歪斜；支架顶梁上方堆积的矸石已失去连续性和完整性，在自身重力作用下会带动支架顶梁一起向斜面下方运移，造成支架向下歪斜，所以控制工作面顶板不提前冒落，使支架达到足够的初撑力，就能防止倒架。④加强质量管理防止倒架。加强工作面的“三直两平”的管理，确保液压支架受力均匀；提高泵站压力，保证支架有足够的初撑力；支架升劲后保持顶梁平整，高差不超过2/3侧护板。这些措施都可以辅助防止发生爬架、倒架。
5 防顶帮掉矸伤人
大倾角工作面片帮或顶板掉矸具有很强的滚动性，极易伤到在支架立柱前端的作业人员。有时矸石掉落在煤机或运输机的档煤板上，破碎后迸出也容易伤到煤机司机和其他作业人员。我矿在回采33采区3234工作面时，最大倾角36°，采用绳编网自运输机导向管至支架顶梁下方把煤壁全封闭的办法防止飞矸伤人，收到较好效果。同时，该防护网为工作面上下人员防滑、防倒也起到重要作用。
6 两巷矿压控制方法
①撕帮补强。若两巷为锚带网支护，当巷道因超前压力造成底鼓变形影响通风断面和转载机、破碎机前移时，可采用卧底、撕帮的方法先扩大巷道断面，然后用单体支柱补强支护；若两巷为架棚支护，可提前抹帽、撕帮，然后用单体支柱补强支护。②补打短锚索加强支护。在巷道的原有设计上，将其锚索的布置方式再加密，增加补强锚索。③在回采过程中，在两巷的支承压力影响范围内，可采用单体液压支柱和11#矿用工字钢挑棚，一梁四柱，单体支柱穿铁鞋，以减缓顶板的下沉速度。
7 结束语
根据以上分析，实现大倾角综采工作面安全回采的关键为：一是综合运用其防倒防滑措施，可解决大倾角综采工作面的安全回采难题；二是通过对两巷矿压治理，可以满足两巷通风与行人空间断面的要求。通过该理论分析与实际操作，对同类型大倾角工作面的回采都有着一定的借鉴与指导意义。
参考文献
[1] 钱鸣高，等.矿山压力与围岩控制[M].中国矿业大学出版社，2003.
[2] 曹允伟，等.煤矿开采方法[M].煤炭工业出版社，2005.
[3] 任瑞云.大倾角采煤工作面设备防倒、防滑的应用技术研究[J].煤矿机械，2009，30（1）：181-183.