张现刚 李贝贝 王龙江

（山东能源临矿集团菏泽煤电公司郭屯煤矿，山东 菏泽 274700）

郭屯煤矿1311工作面采用倾向长壁后退式综合机械化采煤方法，由于工作面煤层倾角较大，靠近切眼处煤层倾角达-22°，给工作面设备运输、安装造成较大困难。如果仍采用传统的水平式切眼，切眼沿煤层顶板掘进，底板顺平，则存在以下难题：切眼上下端头尺寸较大，上下两端头会超高，单体支柱无法支撑顶板，存在安全隐患；切眼处煤层倾角较大，轨道顺槽由沿煤层掘进突然变平，不利于后期支架等大型设备运输；工作面初采期间，支架、溜子由平切眼推采至-22°煤层，难度较大，会出现采煤机被迫割顶矸留底煤、逮煤距离较长、底板挤压支架推拉杆等问题。本文设计倾斜式切眼，切眼沿煤层顶板掘进，有效解决了上述问题。

1 工程背景

郭屯煤矿1311工作面位于工业广场西约1723m，地表大部分为农田，受1312采空区影响，局部形成积水区。1311工作面东侧为1310轨道顺槽，西侧为1312轨道顺槽（采空区）及DF38断层（H=0～10m ∠70°），南部为一采区回风上山，北部为冲刷区。

图1 1311工作面平面布置图

该区域煤层走向176～195°，倾向86～105°，倾角9～25°，平均17°。赋存较为稳定，结构简单，在工作面范围内煤层平均厚度约3.2m；顶板以中、细砂岩为主，底板以细砂岩、粉砂岩为主，局部有伪顶（伪底）厚约0～2m，岩性为泥岩（偶见炭质泥岩）。掘进过程中1311胶带顺槽已经揭露断层F12-01断层（H=1.5 ∠55°）、F12-02断层（H=1.5∠55°）、F12-3（H=9.3 ∠80°）。

图2 1311切眼端头倾斜式断面图

设计倾斜式切眼，切眼沿煤层顶板掘进，底板按照伪倾角（-8°）掘进，倾斜的切眼底板中部顺平铺设轨道，并在工作面上端头施工一处提车硐室（平巷）。倾斜式切眼可以有效控制切眼高度，切眼上下端头位置高度最高为4.3m，使用4.5m悬浮式单体支柱配合铰接顶梁可以有效支撑顶板；同时倾斜式切眼有利于初采初放期间支架、溜子的推移，采煤机割顶矸较少，可使工作面在较短的距离内顺入煤层中；切眼上端头提车硐室（平巷）配合铺设一部反装道岔能够有效解决后期大型设备运进切眼的难题。

2 设备配置

采煤机：选取MG550/1220-WD型交流电牵引采煤机一部。主要技术参数：有效截深800mm，采高2000～4000mm，牵引速度为0～8.25～13.7m/min，适应角度≤ 35°，截割电机功率为2×550kW，牵引电机功率为2×55kW，泵电机功率为20kW，供电电压为3300V，冷却方式为水冷，截割速度为3.35m/min，滚筒直径为2000mm。

液压支架：选取中部ZY8500/21/45型掩护式液压支架，支架数量78架，支撑高度为2100～4500mm，工作阻力为8500kN。端头液压支架：ZYT8800/21/45型掩护式液压支架（3架），支撑高度为2100～4500mm，工作阻力为8800kN。

运输设备：采用SGZ900/1050型中双链刮板输送机，链速为1.2m/s，电机功率为2×525kW，运输能力为2000t/h，电压为3300V，冷却方式为水冷。

3 俯采工作面分析

工作面采用综合机械化采煤。工艺顺序：割煤-移架-移运输机。采用双滚筒采煤机割煤，采煤机往返一次割两刀，后退式回采，全部垮落法管理顶板，循环进尺0.8m。采煤机上（下）行割煤，追机移架作业。1311工作面倾斜角度9～22°，走向4～12°，工作面大倾角俯采，生产过程中俯采角度控制，支架防滑、防倒、防压死，运输机上窜下滑控制及转载机下滑和工艺配套成为生产中的难题。

3.1 俯采措施

为解决生产过程中俯采角度控制、运输机上窜下滑控制及转载机下滑的难题，采取措施：

（1）工作面推进过程中，视两顺槽坡度变化，适当控制采煤机卧底量，调整好俯采角度；保持一定的端面距，不得移架过位，防止割煤时割碰支架；采煤机割煤时，应控制好割煤和返空刀速度。

（2）为方便煤机司机及时掌握煤机飘、刹刀幅度，工区自行设计、加工、制作了机载式角度仪，如图3所示。煤机司机直观地看到刹刀幅度，很好地控制了飘、刹刀幅度问题，避免了工作面留顶煤或撇底煤。

（3）由于俯采角度过大，运输机在推溜过程中存在推不动、溜槽站立等问题，经现场研究采取单体液压支柱压在液压支架双向连接头处，辅助推溜，有效实现工作面正常生产。

（4）为避免转载机下滑、有效支护端头，转载机后连接一台支架，有效控制转载机下滑，并有效支护端头，减少关门柱支设，减轻职工劳动强度。

3.2 支架防滑、防倒、防压死措施

支架防滑措施：严格控制工作面伪倾斜角度，胶带顺槽超前轨道顺槽的距离应视现场实际情况来定；及时调整支架走向，保证液压支架垂直工作面前移；当液压支架有窜入顺槽趋势时，及时调整工作面的调斜角度；液压支架窜入顺槽后，人行道宽度不够时，必须采取刷帮等措施进行处理，保证安全出口宽度不少于800mm。

支架防倒措施：及时对不符合要求的液压支架进行调整；及时处理煤壁片帮和局部冒顶，防止因冒落区扩大而引起支架失稳，发生倾倒；液压支架发生倾倒，首先用单体液压支柱配合工字钢梁打挑梁支护顶板，然后用戗柱将支架扶正。

支架防压死措施：当顶板压力较大，支架立柱安全阀开启时，及时用单体液压支柱在支架前梁下进行辅助支撑；液压支架压死后，必须用挑顶或起底的方法进行处理。

3.3 运输机上窜下滑控制措施

工作面适当伪斜，下端头超前上端头推进。下端头超前于上端头，将工作面调成伪仰斜，这时工作面与下顺槽间的夹角大于90°。这样支架垂直于工作面推移运输机时，就可分解出一个垂直向上的力。若下端头超前上端头的距离合理，这个向上的分力就与运输机的下滑力相互抵消，制止了运输机的下滑。

具体操作方式是：割煤时第一刀只割至工作面下端头上方70～90m处，然后返回进机头；第二刀再割至130～150m处，再进机头；第三刀割通整个工作面，顺直工作面。即每进两排机头进一排机尾，调斜后将工作面运输机找直。每多调1排机头，机头可上窜约150～200mm。

为防止在伪斜开采过程中由于弯曲而损坏运输机中部槽，下端头最多比上端头多进3～4刀时，必须走一次“长刀”，找直工作面。

4 结论

（1）倾斜式切眼可以有效控制切眼高度，有利于初采初放期间支架、溜子的推移，采煤机割顶矸较少，可使工作面在较短的距离内顺入煤层中，切眼上端头提车硐室（平巷）配合铺设一部反装道岔能够有效解决后期大型设备运进切眼的难题。

（2）郭屯煤矿1311俯采工作面生产过程中，通过优化设备配置和工艺配套，采取有针对性的俯采措施、支架防滑、防倒、防压死、工作面运输机上窜下滑等措施，有效地解决了大倾角俯采工作面生产困难，为1311工作面安全高效回采提供了有力保障。