一、概述
3.5~7m厚煤層開采的發(fā)展趨勢(shì)是采用綜采一次采全高，隨著大采高綜采配套技術(shù)的成熟，大采高一次采全厚在我國許多礦區(qū)得到了應(yīng)用，目前國內(nèi)最大綜采采高已經(jīng)達(dá)到8.8m（支架高度）。大采高一次采全厚采煤法通常適用于煤層傾角小于15°和頂板穩(wěn)定的煤層，國內(nèi)個(gè)別礦井（新汶福城煤礦和邢臺(tái)東龐煤礦等）先后在傾角30°左右煤層進(jìn)行了大傾角大采高綜采開采實(shí)踐，取得了不同程度的技術(shù)進(jìn)展，但基本是將大傾角中厚煤層綜采技術(shù)直接移植到大傾角厚煤層開采，比如通常采用仰偽斜控制工作面刮板輸送的下滑，卻加劇了工作面煤壁片幫冒頂，實(shí)際應(yīng)用效果并不理想。
對(duì)于大傾角（>35°）松軟厚煤層（>3.5m）的綜合機(jī)械化開采，通過分析大傾角工作面傾向上支架載荷分布特征及頂板下沉規(guī)律，研究大傾角工作面關(guān)鍵裝備，通過大傾角松軟厚煤層回采工藝的優(yōu)化和安全保障技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大傾角松軟厚煤層的大采高綜采。
二、關(guān)鍵技術(shù)
針對(duì)煤壁片幫、架前端面漏冒、設(shè)備傾倒下滑、飛矸威脅人員安全，采用適用于大傾角厚煤層的高可靠性液壓支架，形成了如下5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
1.厚煤層專用三級(jí)防護(hù)裝置
煤壁片幫發(fā)生的位置一般在頂板以下1/3~1/2采高范圍，加大煤壁防護(hù)面積是控制煤壁片幫的重要途徑。傳統(tǒng)厚煤層液壓支架采用二級(jí)護(hù)幫板，支架頂梁端面距0.6m，一級(jí)護(hù)幫板與煤壁為線接觸，僅有二級(jí)護(hù)幫板與煤壁面接觸，有效護(hù)幫長度僅1.3m。為了加大煤壁有效防護(hù)面積，同時(shí)封閉梁端距空頂，通過采用三級(jí)防護(hù)裝置，一級(jí)做成長度0.6m的短級(jí)，與液壓支架頂梁端面距相當(dāng)，當(dāng)未及時(shí)拉架時(shí)，一級(jí)護(hù)幫板翻平完全封閉端面頂板，同時(shí)二級(jí)和三級(jí)護(hù)幫板緊密貼合煤壁，長度2.7m，封閉了頂板以下1/2采高范圍，實(shí)現(xiàn)了煤壁、端面頂板全封閉。
2.支架調(diào)正裝置
大傾角液壓支架發(fā)生傾倒、下滑時(shí)，一般利用單體支柱對(duì)支架進(jìn)行調(diào)正。隨著工作面采高增大，該方式調(diào)架效率低下、安全無法保障。研究一種綜采液壓支架的調(diào)正裝置，在液壓支架頂梁、掩護(hù)梁和底座上分別設(shè)計(jì)調(diào)正千斤頂，缸徑100mm，側(cè)推力300kN，行程達(dá)300mm，超過側(cè)護(hù)板和底調(diào)梁千斤頂行程100mm。當(dāng)支架發(fā)生傾倒時(shí)，自上而下進(jìn)行調(diào)架，伸出上部相鄰支架底座調(diào)正千斤頂，收回本架底座調(diào)正千斤頂和底調(diào)梁，同時(shí)伸出本架頂梁側(cè)護(hù)板和調(diào)正千斤頂，在移架過程自動(dòng)將傾倒支架調(diào)正。該裝置實(shí)現(xiàn)了重型液壓支架調(diào)正安全便捷，解決了支架傾倒、下滑難題。
3.支架前移自動(dòng)扶正裝置和調(diào)推桿千斤頂
為了控制刮板輸送機(jī)下滑難題，一般大傾角工作面采用仰偽斜布置，但加大了工作面真傾角和煤壁片幫趨勢(shì)。采用支架前移自動(dòng)扶正裝置，即在刮板輸送機(jī)和支架底座前端設(shè)置導(dǎo)向槽，移架時(shí)，支架底座首先與刮板輸送機(jī)中部槽導(dǎo)向裝置接觸，然后強(qiáng)行擺正支架，使支架與刮板輸送機(jī)始終保持垂直狀態(tài)；采用液壓支架聯(lián)動(dòng)技術(shù)，在推溜過程中，利用單向交替閥同時(shí)給推溜千斤頂和調(diào)推桿千斤頂供液，使調(diào)推桿千斤頂伸出，抵住移動(dòng)中的支架推移桿，解決了刮板輸送機(jī)下滑難題，實(shí)現(xiàn)了大傾角工作面正傾斜
布置。
4.架上擋矸裝置
傳統(tǒng)的大傾角中厚煤層液壓支架架前和架間擋矸裝置防護(hù)范圍有限，大傾角厚煤層工作面煤矸將從支架前端飛入傷人。采用架上擋矸裝置，安裝于支架的頂梁上，用銷軸和千斤頂控制，兩千斤頂控制架上二級(jí)擋矸板的伸縮，一架上千斤頂控制擋矸板的翻轉(zhuǎn)。利用新研制的架前擋矸裝置，結(jié)合架前、架間擋矸裝置，建立了全封閉飛矸防護(hù)體系，將大傾角工作面?zhèn)鹘y(tǒng)的支架操作單向作業(yè)改革為平行作業(yè)，大大提高了工作面開采效率。
5.全封閉雙通道門形橫式端頭支架
為適應(yīng)厚煤層開采端頭支架伸縮比增大的要求，對(duì)原門形橫式端頭支架的升降座進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，由原焊接式箱體結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為精加工式圓柱體結(jié)構(gòu)，一是增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，避免焊接處開裂；二是結(jié)構(gòu)更緊湊，避免升降座漏矸使降架困難；三是支架伸縮比由原來1.66提高到2.12，顯著增強(qiáng)了厚煤層開采的適應(yīng)性。
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