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[摘 要]为解决深部矿井复杂地质条件下综采工作面带来的一系列开采问题，以开滦赵各庄矿3397工作面为研究对象，对开采带来的运输机、支架下滑，滑落煤体易伤人等问题进行了技术研究解决，保证了安全开采。
[关键词]大倾角；复杂地质；技术研究
中图分类号：TG332+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0018-01
0 引言
我国矿井地质条件复杂，煤层倾角变化大，综采工作面运输机、支架下滑及煤体伤人事故越来越普遍，危害程度也日趋严重，防治任务艰巨。开滦赵各庄矿是座百年老矿，井深巷远，开采深度-1100m，地质条件复杂，煤层倾角一般在26°～60°变化，给开采带来严重问题。现以赵各庄矿十三水平西翼三石门以东3397工作面为研究对象，对开采过程中带来的一系列技术问题进行研究，以期为类似条件开采提供理论依据。
1 工作面概况
1.1 工作面地质情况
3397工作面位于13水平西翼三石门，为9煤层，煤层厚度4.3～8.4m，平均5.4m，煤层倾角26～45°，平均35°，煤层硬度系数f=0.3～0.6，工作面呈一单斜构造，赋存较稳定。工作面标高-1041.8～- 1091.6m，相对瓦斯涌出量5.64m3/t。顶板为Ⅱ级Ⅱ类顶板，属来压明显、中等稳定顶板。
1.2 工作面布置
工作面沿采区边界布置两条上山，一条沿本煤层顶板布置，作为轨道及运输上山，一条沿上覆11煤层布置，作为采区回风上山。工作面顺槽、切眼沿本煤层顶板布置。工作面可采走向长度353 m，工作面斜长91 m。
1.3 工作面设备装配
1.4 基本支架主要技术参数
2 采煤方法及回采工艺
2.1 采煤方法
工作面采煤方法为综合机械化单一走向后退式开采。顶板管理采用自然垮落式管理顶板。
2.2 回采工艺：
采煤机下行割煤→移架→采煤机空刀上行→自下而上顶前溜。
3 几个关键技术问题及解决方案
3.1 运输机及支架下滑问题
由于工作面倾角较大，工作面推进过程中运输机易下滑，运输机下滑往往牵动支架的下滑，使运输机机头和转载机不能正常搭接，影响出煤系统。同样，工作面倾角大及煤顶抽冒，极易造成支架失稳、倾倒，给工作面带来安全隐患。
解决方案：每组液压支架顶梁上安有防倒千斤顶，其底座前端及尾部安有防滑千斤顶，底座前端架脚间设有导向块，保证推移千斤顶前端在架脚间的滑铁位置稳固，有利于运输机防滑。同时将工作面调成仰斜开采，即下端头超前上端头，始终保持支架垂直煤壁。拉架时由于仰斜而使支架产生上移，用以补偿下滑。顶溜时推移千斤顶的推力沿工作面向上分力与运输机下滑力相抵消，从而防止运输机下滑，操作时及时使用防运输机下滑千斤顶。通过实践，当工作面下端超前调成和正倾斜呈6～8°的伪斜时，与其他措施相配合，就消除了支架、运输机滑移，较好地解决了大倾角煤层液压支架及运输机下滑问题。
3.2 工作面倒架问题
由于工作面煤层倾角大，回采过程中往往会出现倒架或者掐架现象，严重影响生产安全和进度。
解决方案：
第一、严格执行液压支架操作规程，正确使用大倾角液压支架防倒装置。
第二、支架工与采煤机司机相互配合，控制好工作面采高，管理好顶板，保证支架初撑力满足要求。
第三、减少移架次数，尽量做到快、准、稳。
第四、移架采用从下向上间隔移架法，防止拉移支架在支撑阶段时可能产生的下滑造成倒架。
第五、搞好工作面质量，做到“三平一直”。
第六、工作面下端头排头支架的稳定是稳定中间架的关键因素，因此在下端头支架下帮侧护板位置并排戗打两排走向拖梁，保证端头支架的稳定。
3.3 采煤机上行割煤行走困难、上滚筒甩出的煤块易伤人问题
由于工作面倾角大，采煤机上行割煤时，相对下行割煤牵引力增大，牵引速度低，割一刀煤比下行割煤多耗时1/3，同时由于倾角大，采煤机存在下滑隐患，再有上滚筒割顶煤甩出的煤块易伤人造成重大事故。
解决方案：由于工作面倾角较大，为防止输送机下滑及滚筒甩煤块伤人，解决上行割煤耗时过长的问题，采煤机采取下行单向割煤，上行空刀返回，上端头斜切进刀方式，即采煤机下行割煤→移架→采煤机空刀上行→自下而上顶前溜。采取这种割煤方式，保证输送机由下往上推移，克服了输送机的下滑分力，下行割煤时下滚筒割顶煤，避免了煤块的甩出。
3.4 支架梁端冒顶，下落煤体易伤人问题
由于工作面倾角大，工作面顶煤松软破碎，极易发生支架梁端及上、下端头腮角煤顶抽冒，时有劈帮现象发生。人工处理冒顶也非常困难，同时下落煤体易蹿出溜子道伤人。顶板管理成为能否安全回采的关键问题。
解决方案：移架顺序自上向下进行，移架前先将伸缩梁伸出，打开拉架手把再降支架前、后柱，使支架顶梁不与顶煤脱离，保持带压擦顶移架。然后慢收回伸缩梁，使支架前移，支架到位后，把拉架手把复位，将支架升起，如果需停止采煤机割煤移架，先将采煤机空刀上行，使采煤机放在下滚筒距被移支架3组的位置，上述移架方式保证了及时支护顶板，避免冒顶发生。同时，我们采用煤体固化技术，针对工作面顶煤松软破碎，极易发生支架梁端及上端头腮角煤顶抽冒，利用准备班时间，采用聚氨脂固化及水力膨胀锚杆技术预先对前方煤体进行处理，增加煤体的稳定、整体性，再配合移架前及时在支架前梁端打倾斜木托板的方法，较好地控制了工作面的冒顶。并且在运输机插帮侧与支架前梁间使用金属网做成可活动挡矸帘，防止冒顶偏帮后矸石飞出伤人。通过一系列措施使工作面提高了开机率，保证了工作面正常生产。
4 结论
4.1 通过改变采煤工艺，采用单向下行割煤，可以解决采煤机上行割煤所带来的行走困难、煤体易伤人问题。
4.2 通过调整推溜及移架顺序，加强工作面管理等，可以解决运输机和支架下滑、倾倒问题。
4.3 通过超前移架、带压移架和煤体加固等措施，可以解决煤壁偏帮冒顶问题，保证了工作面的安全开采。
[关键词]大倾角；复杂地质；技术研究
中图分类号：TG332+.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0018-01
0 引言
我国矿井地质条件复杂，煤层倾角变化大，综采工作面运输机、支架下滑及煤体伤人事故越来越普遍，危害程度也日趋严重，防治任务艰巨。开滦赵各庄矿是座百年老矿，井深巷远，开采深度-1100m，地质条件复杂，煤层倾角一般在26°～60°变化，给开采带来严重问题。现以赵各庄矿十三水平西翼三石门以东3397工作面为研究对象，对开采过程中带来的一系列技术问题进行研究，以期为类似条件开采提供理论依据。
1 工作面概况
1.1 工作面地质情况
3397工作面位于13水平西翼三石门，为9煤层，煤层厚度4.3～8.4m，平均5.4m，煤层倾角26～45°，平均35°，煤层硬度系数f=0.3～0.6，工作面呈一单斜构造，赋存较稳定。工作面标高-1041.8～- 1091.6m，相对瓦斯涌出量5.64m3/t。顶板为Ⅱ级Ⅱ类顶板，属来压明显、中等稳定顶板。
1.2 工作面布置
工作面沿采区边界布置两条上山，一条沿本煤层顶板布置，作为轨道及运输上山，一条沿上覆11煤层布置，作为采区回风上山。工作面顺槽、切眼沿本煤层顶板布置。工作面可采走向长度353 m，工作面斜长91 m。
1.3 工作面设备装配
1.4 基本支架主要技术参数
2 采煤方法及回采工艺
2.1 采煤方法
工作面采煤方法为综合机械化单一走向后退式开采。顶板管理采用自然垮落式管理顶板。
2.2 回采工艺：
采煤机下行割煤→移架→采煤机空刀上行→自下而上顶前溜。
3 几个关键技术问题及解决方案
3.1 运输机及支架下滑问题
由于工作面倾角较大，工作面推进过程中运输机易下滑，运输机下滑往往牵动支架的下滑，使运输机机头和转载机不能正常搭接，影响出煤系统。同样，工作面倾角大及煤顶抽冒，极易造成支架失稳、倾倒，给工作面带来安全隐患。
解决方案：每组液压支架顶梁上安有防倒千斤顶，其底座前端及尾部安有防滑千斤顶，底座前端架脚间设有导向块，保证推移千斤顶前端在架脚间的滑铁位置稳固，有利于运输机防滑。同时将工作面调成仰斜开采，即下端头超前上端头，始终保持支架垂直煤壁。拉架时由于仰斜而使支架产生上移，用以补偿下滑。顶溜时推移千斤顶的推力沿工作面向上分力与运输机下滑力相抵消，从而防止运输机下滑，操作时及时使用防运输机下滑千斤顶。通过实践，当工作面下端超前调成和正倾斜呈6～8°的伪斜时，与其他措施相配合，就消除了支架、运输机滑移，较好地解决了大倾角煤层液压支架及运输机下滑问题。
3.2 工作面倒架问题
由于工作面煤层倾角大，回采过程中往往会出现倒架或者掐架现象，严重影响生产安全和进度。
解决方案：
第一、严格执行液压支架操作规程，正确使用大倾角液压支架防倒装置。
第二、支架工与采煤机司机相互配合，控制好工作面采高，管理好顶板，保证支架初撑力满足要求。
第三、减少移架次数，尽量做到快、准、稳。
第四、移架采用从下向上间隔移架法，防止拉移支架在支撑阶段时可能产生的下滑造成倒架。
第五、搞好工作面质量，做到“三平一直”。
第六、工作面下端头排头支架的稳定是稳定中间架的关键因素，因此在下端头支架下帮侧护板位置并排戗打两排走向拖梁，保证端头支架的稳定。
3.3 采煤机上行割煤行走困难、上滚筒甩出的煤块易伤人问题
由于工作面倾角大，采煤机上行割煤时，相对下行割煤牵引力增大，牵引速度低，割一刀煤比下行割煤多耗时1/3，同时由于倾角大，采煤机存在下滑隐患，再有上滚筒割顶煤甩出的煤块易伤人造成重大事故。
解决方案：由于工作面倾角较大，为防止输送机下滑及滚筒甩煤块伤人，解决上行割煤耗时过长的问题，采煤机采取下行单向割煤，上行空刀返回，上端头斜切进刀方式，即采煤机下行割煤→移架→采煤机空刀上行→自下而上顶前溜。采取这种割煤方式，保证输送机由下往上推移，克服了输送机的下滑分力，下行割煤时下滚筒割顶煤，避免了煤块的甩出。
3.4 支架梁端冒顶，下落煤体易伤人问题
由于工作面倾角大，工作面顶煤松软破碎，极易发生支架梁端及上、下端头腮角煤顶抽冒，时有劈帮现象发生。人工处理冒顶也非常困难，同时下落煤体易蹿出溜子道伤人。顶板管理成为能否安全回采的关键问题。
解决方案：移架顺序自上向下进行，移架前先将伸缩梁伸出，打开拉架手把再降支架前、后柱，使支架顶梁不与顶煤脱离，保持带压擦顶移架。然后慢收回伸缩梁，使支架前移，支架到位后，把拉架手把复位，将支架升起，如果需停止采煤机割煤移架，先将采煤机空刀上行，使采煤机放在下滚筒距被移支架3组的位置，上述移架方式保证了及时支护顶板，避免冒顶发生。同时，我们采用煤体固化技术，针对工作面顶煤松软破碎，极易发生支架梁端及上端头腮角煤顶抽冒，利用准备班时间，采用聚氨脂固化及水力膨胀锚杆技术预先对前方煤体进行处理，增加煤体的稳定、整体性，再配合移架前及时在支架前梁端打倾斜木托板的方法，较好地控制了工作面的冒顶。并且在运输机插帮侧与支架前梁间使用金属网做成可活动挡矸帘，防止冒顶偏帮后矸石飞出伤人。通过一系列措施使工作面提高了开机率，保证了工作面正常生产。
4 结论
4.1 通过改变采煤工艺，采用单向下行割煤，可以解决采煤机上行割煤所带来的行走困难、煤体易伤人问题。
4.2 通过调整推溜及移架顺序，加强工作面管理等，可以解决运输机和支架下滑、倾倒问题。
4.3 通过超前移架、带压移架和煤体加固等措施，可以解决煤壁偏帮冒顶问题，保证了工作面的安全开采。