1、2309工作面概况
2309工作面走向长1 406 m，倾斜长136 m，煤层厚度3.76 - 5.39 m，平均厚度4.5 m，直接顶为富含铝土质的粉砂岩，顶板破碎、裂隙发育，其厚度为6.0 m，基本顶为灰白色中粒砂岩，钙质胶结，厚度16.4 m。煤层倾角变化大，切眼处及其以外250 m范围内煤层倾角最小为24°、最大为34°，平均为26°。该矿属于低冗斯矿井，工作面含水层为2号煤顶板砂岩含水层，预计最大涌水量15 m3/h，正常涌水量5 m3/h。
2、采煤方法
单一厚煤层一次采全高、走向长壁、后退式、全部垮落法综合机械化采煤。
2.1 工作面设备配备
MAX - 300/4.5双滚筒无链牵引采煤机，LX1500 - 800/500改进型中双链重型可弯曲刮板输送机，支架为2台ZY4800 - 26/50型端头支架、30台ZY4800 - 26/50型支架、58台BY3600 - 25/50型支架。运输巷转载机为SZZ - 880/200型，配PCM - 1600型破碎机，DSP - 1080/1000型可伸缩带式输送机2部。
2.2采煤方法
回采工艺：机尾割三角煤（斜切进刀），采煤机自输送机弯曲段下行切入直线段后，推移上部机尾刮板输送机，采煤机下行正常割煤，割至机头后，采煤机空刀上行，推移刮板输送机和移架，自机尾刮板输送机弯曲段割至上巷后完成一个循环。
2.3巷道布置
2309工作面上巷沿空掘进，与2307下巷间留设4m宽小煤柱，规格为宽×中高：3.5m×3.5m，下巷平行上巷布置（图2），规格为宽×中高：4.5mx 3.5m，采用锚网支护。
3、高架综采开采技术创新
MAX - 300/4.5双滚筒无链牵引采煤机设计适应煤层倾角最大25°，BY3600 - 25/50型支架设计适应煤层倾角最大18°，不适应该工作面煤层平均倾角26°局部达34°的复杂地质条件，如不采取措施，很容易造成支架倒架、挤架、输送机下滑、采煤机爬坡困难等问题，因此三机纵向稳定技术是解决高架综采适应煤层大倾角的关键。
3.1改造设备适应大倾角的要求
在大倾角综采工作面，支架受重力分力的作用，在移架的过程中极易倒架、下滑，因此必须采取以增强支架自身调整能力为主、以增强工作面整体支架纵向稳定能力为辅的技术措施。
3.1.1 单个支架改造
(l)底调千斤项改造：①用厚30 mm的钢板将安装方孔堵住，避免出现活塞杆被拉弯现象。②将底调千斤顶活塞杆直径增大到120 mm，增如了千斤顶的推力。
(2)支架侧护板单独操作液压系统改造：改造支架的项梁、掩护梁与后连杆的侧护板，由同一片操作阀控制，在调架过程中分别由三片阀控制，即可实现侧护板的整体运动，又可实现单独操作。
3.1.2工作面支架整体稳定技术措施
(l)工作面支架防倒技术。①端头支架防倒：在端头1号及3号架项梁间安装一锚固防倒千斤顶。在机尾88号及90号架间安装一锚固防倒千斤项。②中间架防倒：架间安装支架顶梁横连千斤顶；在切眼倾角较大处每架安装一套斜拉防倒千斤顶，其它每5架安装一套。
(2)支架防滑技术。①下端头防滑：通过锚固千斤顶将1号及3号架尾部连接，移3号架时通过安装的底侧推千斤顶可调整其下滑，移1号架时可操作此尾锚固千斤项控制1号架下滑，如此可使下端头三架形成一个稳固的“锚固站”，控制工作面中间架的下滑。②工作面中间架防滑：3 - 90号架均安装了底侧推千斤顶，在升架的同时可操作底侧推千斤顶以调整支架的下滑。
(3)刮板输送机防滑。工作面每10架安装一
组溜子防滑千斤顶。3.1.3机组改造
(1)增大机组牵引力。通过改变牵引部传动箱内齿轮的齿数，使牵引部减速比增大达到降低速度，提高牵引力最大可达630.68 kN．上行爬坡时所需牵引力（按最大倾角340计算）522.89 kN<630.68 kN，改造后机组上行爬坡没有困难。
(2)机组防滑。通过改变制动器内部结构并增加了制动弹簧数目，在保证开启压力的情况下使其制动力矩在原基础上提高了30%。
(3)自动制动器的研制。为了保证采煤机在更换马达或液压制动器时，不发生下滑现象，作为制动器的后备保护，研制并在齿轨轮侧安装了自动制动器，其制动与解除和采煤机的牵引与停机实现了同步，故称其为自动制动器，该制动器制动效果较好。自动制动器的研制和液压制动器的改造，为大倾角下MXA - 300/4.5采煤机的应用提供了可靠的安全保障。
(4)润滑问题。采煤机在超设计角度下工作时，其各部位油位必将发生变化，一些部位将出现润滑不足的现象，针对这一情况，从牵引部背压回油侧，引出一股液压油，通过软管引导到轴承处，从而解决了轴承润滑问题。
(5)强度问题。工作面坡度变大后，随着牵引力的提高，各部位连接强度的要求也将提高，具体采取的措施是：①改变连接件的材质为18Cr2Ni4WA;②改铸造结构为锻造结构，整体强度可提高30%左右。
3.2防倒、防滑开采技术
3.2.1 采煤机回采方式的确定
采煤机割煤方式有双向割煤、单向割煤2种，单向割煤与双向割煤相比具有如下优点：
(1)单向割煤时移输送机方向为自下而上，有利于防止输送机下滑；
(2)机头处设备、人员集中、空间狭小，是生产、安全管理的重点和难点，单向割煤时机组不在机头停顿，端头处暴露的顶板能够得到及时支护、各工序顺序进行，利于端头管理。
(3)工作面内各支架2次移架时间间隔相等，各支架保持基本一致的工作状态，利于管理节理发肓破碎的项板，减少工作面顶板事故。
(4)双向割煤上行时，采落的煤块很容易顺上侧摇臂滚下，对司机的安全构成威胁，单向割煤时机组上行空刀司机较安全。
(5)割煤方向与风流方向（工作面采用下行风）一致，工作人员位于上风侧，工作面环境好。
(6)采煤机上行时，可清理机道浮煤，有利于输送机推移。
(7)充分利用机组最大速度空载调车，减少循环时间，增加产量。
综合考虑采煤机回采方式对顶板管理、安全生产、刮板输送机防滑、工作环境等方面的影响，决定采用单向割煤方式。
3.2.2合理留设工作面下端头三角煤
工作面端部区域三角煤问题是综合机械化开采中遇到的技术问题，如果端部底煤留设不合理，受影响最大的是支架，很容易造成支架对底板变化不适应而挤架，支架难以前移，导致顶板状况恶化。
支架在凹型竖曲面时，其顶梁就要相互靠紧，但顶梁的正常侧向移动范围不超过tl值。支架允许底板最大凹面变化角θ= arctan(t1/M)。由上式可知，采高M越大，支架对底板坡度变化的适应能力越小，因此适当降低采高使底板最大凹面变化角θ既能满足支架要求，又不大于输送机机槽间最大允许竖直转角β。
经计算留设三角煤：其长度为15 m.高度为1m，可有效解决下部支架挤架问题，并有效防治支架、刮板输送机的防滑问题。
3.2.3输送机纵向位移的控制
(1)输送机纵向位移分析。①金属对工作面底板的摩擦因数在于燥时为0.35～0.40，但在潮湿条件下摩擦因数降低，当倾角大于120时静态输送机就可能下滑。重力引起的下滑值不能准确计算；②单向割煤自下而上推移输送机时，使其产生上移量。每推移一次其纵向位移量为△w=42.4mm;③由于工作面伪斜布置，下巷超前上巷一个小角度，向前推移输送机时自然产生向上的几何增量为83.5 mm.
(2)输送机纵向位移的控制。在推移输送机的动态过程中，输送机防滑千斤顶处于拉紧状态，输送机只产生向上的移动量；在支架前移过程中，工作面防滑千斤顶都将顺序放松，此时输送机将在重力作用下产生向下的移动量。
若输送机没有明显的上、下移动，表明在上述2个过程中，输送机向上的移动量S。与向下的移动量S。则相等；若输送机有明显的向上移动量，此时适当减少工作面输送机防滑千斤顶的数量、调小下巷超前角，改变采煤机进刀割煤方式为双向割煤；若输送机有明显的向下移动量，适当增加工作面输送机防滑千斤顶的数量、调大下巷超前角，改变采煤机进刀割煤方式为单向割煤，移溜顺序为自下而上。
4、结论
高架综采工作面开采大倾角煤层时，其突出问题是综采三机的纵向稳定问题。因此，不仅要求综采三机自身具备纵向稳定的能力，而且要求采取有利于综采三机保持纵向稳定的回采工艺措施。
(1)在厚煤层大倾角，煤层倾角达340的条件下进行高架综采5.0 m-次采全高。
(2)采用5.0 m高架综采技术，在较大煤层倾角条件下，2309工作面月产12. 86万t。
(3) 2309高架综采工作面开采大倾角厚煤层时，对国产综采三机配套及改造，以增强其自身纵向稳定能力的技术是成功的。综采三机保持纵向稳定为目的改进回采工艺技术措施是行之有效。
(4)该项目的成功，拓宽5.0 m高架综采技术应用范围，为国内外相近条件的矿井提供了成功的经验、数据。
相关输送机产品：
1、皮带输送机
2、刮板输送机
