1、2309工作面概況
2309工作面走向長1 406 m，傾斜長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的粉砂巖，頂板破碎、裂隙發育，其厚度為6.0 m，基本頂為灰白色中粒砂巖，鈣質膠結，厚度16.4 m。煤層傾角變化大，切眼處及其以外250 m范圍內煤層傾角最小為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號煤頂板砂巖含水層，預計最大涌水量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、走向長壁、后退式、全部垮落法綜合機械化采煤。
2.1 工作面設備配備
MAX - 300/4.5雙滾筒無鏈牽引采煤機，LX1500 - 800/500改進型中雙鏈重型可彎曲刮板輸送機，支架為2臺ZY4800 - 26/50型端頭支架、30臺ZY4800 - 26/50型支架、58臺BY3600 - 25/50型支架。運輸巷轉載機為SZZ - 880/200型，配PCM - 1600型破碎機，DSP - 1080/1000型可伸縮帶式輸送機2部。
2.2采煤方法
回采工藝：機尾割三角煤（斜切進刀），采煤機自輸送機彎曲段下行切入直線段后，推移上部機尾刮板輸送機，采煤機下行正常割煤，割至機頭后，采煤機空刀上行，推移刮板輸送機和移架，自機尾刮板輸送機彎曲段割至上巷后完成一個循環。
2.3巷道布置
2309工作面上巷沿空掘進，與2307下巷間留設4m寬小煤柱，規格為寬×中高：3.5m×3.5m，下巷平行上巷布置（圖2），規格為寬×中高：4.5mx 3.5m，采用錨網支護。
3、高架綜采開采技術創新
MAX - 300/4.5雙滾筒無鏈牽引采煤機設計適應煤層傾角最大25°，BY3600 - 25/50型支架設計適應煤層傾角最大18°，不適應該工作面煤層平均傾角26°局部達34°的復雜地質條件，如不采取措施，很容易造成支架倒架、擠架、輸送機下滑、采煤機爬坡困難等問題，因此三機縱向穩定技術是解決高架綜采適應煤層大傾角的關鍵。
3.1改造設備適應大傾角的要求
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支架自身調整能力為主、以增強工作面整體支架縱向穩定能力為輔的技術措施。
3.1.1 單個支架改造
(l)底調千斤項改造：①用厚30 mm的鋼板將安裝方孔堵住，避免出現活塞桿被拉彎現象。②將底調千斤頂活塞桿直徑增大到120 mm，增如了千斤頂的推力。
(2)支架側護板單獨操作液壓系統改造：改造支架的項梁、掩護梁與后連桿的側護板，由同一片操作閥控制，在調架過程中分別由三片閥控制，即可實現側護板的整體運動，又可實現單獨操作。
3.1.2工作面支架整體穩定技術措施
(l)工作面支架防倒技術。①端頭支架防倒：在端頭1號及3號架項梁間安裝一錨固防倒千斤頂。在機尾88號及90號架間安裝一錨固防倒千斤項。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。①下端頭防滑：通過錨固千斤頂將1號及3號架尾部連接，移3號架時通過安裝的底側推千斤頂可調整其下滑，移1號架時可操作此尾錨固千斤項控制1號架下滑，如此可使下端頭三架形成一個穩固的“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號架均安裝了底側推千斤頂，在升架的同時可操作底側推千斤頂以調整支架的下滑。
(3)刮板輸送機防滑。工作面每10架安裝一
組溜子防滑千斤頂。3.1.3機組改造
(1)增大機組牽引力。通過改變牽引部傳動箱內齒輪的齒數，使牽引部減速比增大達到降低速度，提高牽引力最大可達630.68 kN．上行爬坡時所需牽引力（按最大傾角340計算）522.89 kN<630.68 kN，改造后機組上行爬坡沒有困難。
(2)機組防滑。通過改變制動器內部結構并增加了制動彈簧數目，在保證開啟壓力的情況下使其制動力矩在原基礎上提高了30%。
(3)自動制動器的研制。為了保證采煤機在更換馬達或液壓制動器時，不發生下滑現象，作為制動器的后備保護，研制并在齒軌輪側安裝了自動制動器，其制動與解除和采煤機的牽引與停機實現了同步，故稱其為自動制動器，該制動器制動效果較好。自動制動器的研制和液壓制動器的改造，為大傾角下MXA - 300/4.5采煤機的應用提供了可靠的安全保障。
(4)潤滑問題。采煤機在超設計角度下工作時，其各部位油位必將發生變化，一些部位將出現潤滑不足的現象，針對這一情況，從牽引部背壓回油側，引出一股液壓油，通過軟管引導到軸承處，從而解決了軸承潤滑問題。
(5)強度問題。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改變連接件的材質為18Cr2Ni4WA;②改鑄造結構為鍛造結構，整體強度可提高30%左右。
3.2防倒、防滑開采技術
3.2.1 采煤機回采方式的確定
采煤機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點：
(1)單向割煤時移輸送機方向為自下而上，有利于防止輸送機下滑；
(2)機頭處設備、人員集中、空間狹小，是生產、安全管理的重點和難點，單向割煤時機組不在機頭停頓，端頭處暴露的頂板能夠得到及時支護、各工序順序進行，利于端頭管理。
(3)工作面內各支架2次移架時間間隔相等，各支架保持基本一致的工作狀態，利于管理節理發肓破碎的項板，減少工作面頂板事故。
(4)雙向割煤上行時，采落的煤塊很容易順上側搖臂滾下，對司機的安全構成威脅，單向割煤時機組上行空刀司機較安全。
(5)割煤方向與風流方向（工作面采用下行風）一致，工作人員位于上風側，工作面環境好。
(6)采煤機上行時，可清理機道浮煤，有利于輸送機推移。
(7)充分利用機組最大速度空載調車，減少循環時間，增加產量。
綜合考慮采煤機回采方式對頂板管理、安全生產、刮板輸送機防滑、工作環境等方面的影響，決定采用單向割煤方式。
3.2.2合理留設工作面下端頭三角煤
工作面端部區域三角煤問題是綜合機械化開采中遇到的技術問題，如果端部底煤留設不合理，受影響最大的是支架，很容易造成支架對底板變化不適應而擠架，支架難以前移，導致頂板狀況惡化。
支架在凹型豎曲面時，其頂梁就要相互靠緊，但頂梁的正常側向移動范圍不超過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越大，支架對底板坡度變化的適應能力越小，因此適當降低采高使底板最大凹面變化角θ既能滿足支架要求，又不大于輸送機機槽間最大允許豎直轉角β。
經計算留設三角煤：其長度為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、刮板輸送機的防滑問題。
3.2.3輸送機縱向位移的控制
(1)輸送機縱向位移分析。①金屬對工作面底板的摩擦因數在于燥時為0.35～0.40，但在潮濕條件下摩擦因數降低，當傾角大于120時靜態輸送機就可能下滑。重力引起的下滑值不能準確計算；②單向割煤自下而上推移輸送機時，使其產生上移量。每推移一次其縱向位移量為△w=42.4mm;③由于工作面偽斜布置，下巷超前上巷一個小角度，向前推移輸送機時自然產生向上的幾何增量為83.5 mm.
(2)輸送機縱向位移的控制。在推移輸送機的動態過程中，輸送機防滑千斤頂處于拉緊狀態，輸送機只產生向上的移動量；在支架前移過程中，工作面防滑千斤頂都將順序放松，此時輸送機將在重力作用下產生向下的移動量。
若輸送機沒有明顯的上、下移動，表明在上述2個過程中，輸送機向上的移動量S。與向下的移動量S。則相等；若輸送機有明顯的向上移動量，此時適當減少工作面輸送機防滑千斤頂的數量、調小下巷超前角，改變采煤機進刀割煤方式為雙向割煤；若輸送機有明顯的向下移動量，適當增加工作面輸送機防滑千斤頂的數量、調大下巷超前角，改變采煤機進刀割煤方式為單向割煤，移溜順序為自下而上。
4、結論
高架綜采工作面開采大傾角煤層時，其突出問題是綜采三機的縱向穩定問題。因此，不僅要求綜采三機自身具備縱向穩定的能力，而且要求采取有利于綜采三機保持縱向穩定的回采工藝措施。
(1)在厚煤層大傾角，煤層傾角達340的條件下進行高架綜采5.0 m-次采全高。
(2)采用5.0 m高架綜采技術，在較大煤層傾角條件下，2309工作面月產12. 86萬t。
(3) 2309高架綜采工作面開采大傾角厚煤層時，對國產綜采三機配套及改造，以增強其自身縱向穩定能力的技術是成功的。綜采三機保持縱向穩定為目的改進回采工藝技術措施是行之有效。
(4)該項目的成功，拓寬5.0 m高架綜采技術應用范圍，為國內外相近條件的礦井提供了成功的經驗、數據。
相關輸送機產品：
1、皮帶輸送機
2、刮板輸送機
