天祝煤業公司3225綜放工作面走向長900 m，傾斜長70m，煤層厚度4-8m，綜采采高2.2m，煤層傾角18～21°，局部傾角達32°，可采儲量46.7萬t，煤層距離地表300—500m。煤層較為堅硬且厚度逐漸變化，沿走向方向由井田中心向南、北方向變薄直至消失。
該工作面綜放開采的技術難點：
(1)中層煤硬度f=0.59~0.64，上層煤硬度，=0.85～2.76，中、上煤之間有一層被稱為八寸石的夾矸。在實驗中發現，由于上層煤較中層煤硬，所以上層煤的冒放性較中層差。懸空的上層煤和八寸石夾矸，在垮落前常呈現出明顯的向下彎曲變形，隨后才發生垮落，頂煤的垮落常常滯后，這對頂煤的回收增加了一定的難度。
(2)堅硬頂板不能隨采隨冒，延長頂板垮落和來壓的周期，增強來壓的強度，頂煤回收難度加大。
(3)煤層傾角大，厚度不均條件下的綜放開采工藝異常復雜，使得對設備選型與配套的要求大大提高。
(4)傾斜綜放工作面安全事故多，對安全保障技術難度加大。
2、覆巖運動特征的相似模擬
2.1相似模型及實驗參數確定
(1)原始參數。工作面傾斜布置．走向推進。走向長度900m，傾斜長度70m，截深0.6m，采高
2.2m．兩采一放，步距1.2m．放煤平均厚度7.72m，煤層平均傾角為30°。
(2)模型參數。幾何相似常數為100，密度相似常數為1.56，根據相似理論，確定出應力及強度相似常數為160。模型選用3m平面模型支架，模型按線比從中層煤向上鋪裝1.4m．以上覆蓋的巖土重量，用配重的方式進行模擬。
2.2采場頂煤及八寸石夾矸活動規律
通過模擬過程可以看出，采場頂煤及頂板活動規律為：當工作面走向推進到13m處時，頂煤由于重力的作用，發生離層，支架所受的載荷為2550kN左右。隨著工作面的不斷推進，離層裂隙不斷發展，在工作面推進到39m處時，離層懸空的頂煤達到極限垮距，頂煤發生首次大范圍垮落，支架所受的載荷為4170 kN左右。當工作面推進到51m處，直接頂發生初次垮落，垮落前支架所承受的載荷3 302kN左右。老頂初次垮落的極限距離是73m左右，垮落前支架所受載荷達為3587kN左右。老頂周期垮落的步距為20m左右。
2.3煤巖斷裂垮落的幾個特征
通過模擬過程可以得出煤巖斷裂垮落的幾個特征。
(1)上層煤和八寸石夾矸冒放性較中層煤差。在垮落前常呈現出明顯的向下彎曲變形，頂煤的垮落常常滯后工作面一定距離，造成頂煤回收率低。
(2)堅硬的直接頂巖石不能隨采隨冒，延長頂板垮落和來壓的周期，而且增強來壓的強度。
(3)堅硬頂板破斷后，相互之間很容易形成咬合，在下部形成鉸接式平衡拱結構。
3、大傾角堅硬煤層綜放開采的幾個關鍵技術
根據以上相似模擬實驗研究，針對該類大傾角堅硬煤層綜放開采，采取了相應的技術措施。
3.1 工作面快速安裝技術
采用自下而上整架后退式安裝方法，用此方法安裝的目的是靠液壓支架整體自重，重心偏下有下滑趨勢的條件，利用絞車牽引支架，控制支架下滑速度減少拉運阻力，便于掌握支架的排列間距，利于和前部刮板輸送機有效連接，提高安裝質量、節約安裝時間。
3225綜放工作面共安裝液壓支架50付，設備安裝所用時間為：支架6d，其中下端頭兩付過渡架分別用兩個小班，機頭段30m每小班安裝2架，機頭30m以上每小班安裝3架，最高一個小班安裝4架。刮板輸送機4d，采煤機ld。工作面設備總安裝時間為11d。
3.2半刀割煤工藝
(1)采煤機首先從工作面機尾斜切位置以半個截深下行割煤，采煤機左右滾筒均沿底板割煤并裝煤，一直割到距刮板機機頭12架（夠采煤機一個斜切位置即可）處。
(2)采煤機下行割煤到第12架時，將采煤機前進方向的滾筒升高到煤層頂板或接近煤層頂板，另一個滾筒繼續沿底板，將工作面12架至刮板機機頭處輸送機溜槽推進，使之靠近煤壁，從而使采煤機割全刀(600mm)割至刮板輸送機機頭，并隨之移第1~9架基本支架，立即支護工作面機頭裸露的頂板，同時將9架至刮板輸送機機尾的溜槽推進下半個截深。
(3)采煤機割至工作面刮板輸送機機頭處后，將靠刮板輸送機機頭側滾筒降至底板，機尾側滾筒升至頂板或接近頂底，采煤機掉頭上行向機尾割剩下的半個截深煤壁及頂煤，緊隨采煤機割掉頂煤后，立即移架支護裸露的頂板，并隨后將工作面輸送機推進半個截深。
(4)采煤機割至刮板輸送機機尾處割掉機尾斜切三角煤后，將左右滾筒再次全部落至底板，改變牽引方向準備進行下一刀割煤。此時即完成—個割煤循環。
相對于常規割煤工藝所形成的方角煤壁，該工藝減少了直接頂暴露時間，減少了上下端頭開缺口的繁鎖工序及停機時間，又因截深窄，采煤機截割阻力小，負荷輕，基本能保證采煤機全速運行，達到快速割煤的目的。
3.3工作面輸送機上下竄的控制技術
針對現場情況，采取不同的方法，改變移架過程中支架的受力狀態，控制前后溜的上下竄來達到目的。
(1)工作面偽斜開采。根據開采實踐，傾角在20°～25°、長度在50～65 m的工作面，采取運輸巷超前回風巷8～12m、偽斜30～5。開采，能減少支架和刮板輸送機向下的分力，機頭1～2架基本采平抑制其整體下滑趨勢，亦不會造成刮板輸送機上竄。
(2)移架方式采用單架依次順序式或分組整體依次順序式半卸載帶壓擦頂移架，達到控制支架上竄趨勢的目的。
(3)根據工作面前后刮板輸送機與轉載機搭接情況，堅持單向順序上行推前刮板輸送機和拉后刮，板輸送機工作，當刮板輸送機下竄時上行移刮板輸送機，當刮板輸送機上竄時反方向進行。
3.4提高頂煤回收率技術
(1)放頂煤工序。工作面每開兩幫放一次頂煤，放煤步距1.2 m，根據工作面條件采用由下向上多輪均衡間隔順序放煤。每付支架，每輪放煤時間控制在2 ~4 min之間，放煤量控制在3 t左右。
(2)在移架過程中使支架前立柱高于后立柱100 ~150 mm，保證支架頂梁后部與工作面頂板間形成空隙，便于頂煤垮落。
(3)1作面放頂煤步距為1.2m，有效防止老塘側矸石涌向支架尾梁。
3225工作面共回采煤量48.9萬t，回采率達到91.3%，其中頂煤回采率為83%，工效達到22t/工，最高月產達8.1萬t。
3.5 U型上行“附加局部”通風技術
根據礦井通風系統及該工作面巷道布置情況，該工作面選用“U”型上行通風方式，為解決高瓦斯礦井上隅角瓦斯問題，在回風巷距工作面50 m處安裝一臺抽出式風機，用于抽出上隅角積聚的瓦斯，當上隅角涌出瓦斯時，采用在支架下側懸掛導風簾或用壓風管路將新鮮風流引入上隅角下部稀釋瓦斯。
4、結論
(1)以天祝煤礦3225工作面開采條件為工程背景，采用相似材料模型實驗模擬分析了大傾角堅硬煤層采場頂煤及頂板活動規律，得到了綜放開采過程中煤巖斷裂垮落的幾個顯著特征，為工作面實際開采提供了基礎依據。
(2)3225工作面首次試驗采用走向長壁、中上層煤合采的綜放開采技術，取得了半刀割煤采煤工藝、工作面快速安裝、輸送機上下竄控制、堅硬煤層頂煤回收率提高；“U”型上行“附加局部”通風等創新性技術成果，實現了工作面安全回采。
相關輸送機產品：
1、刮板輸送機
2、螺旋輸送機
