文/李加林 李建

川煤集團(tuán)華鎣山廣能公司從1990年開(kāi)始實(shí)施大傾角煤層綜采，開(kāi)始時(shí)綜采面煤層傾角較小（25°～35°），往后逐漸增大，目前綜采面平均傾角最大的為52°，局部?jī)A角最大為65°。開(kāi)始時(shí)購(gòu)買綜采設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采，隨著傾角的逐步增大，購(gòu)買的設(shè)備越來(lái)越不適應(yīng)，用從波蘭進(jìn)口的成套大傾角煤層綜采設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)也遭失敗。為此，企業(yè)于2005年自己研制綜采設(shè)備。公司下屬的嘉華機(jī)械公司研制的綜采成套設(shè)備已用于大傾角、急傾斜煤層開(kāi)采，效果良好，迄今已獲得12項(xiàng)專利權(quán)。大傾角煤層綜采技術(shù)、急傾斜煤層綜采液壓支架、急傾斜煤層采煤機(jī)這三個(gè)項(xiàng)目都獲得了四川省政府頒發(fā)的科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，大傾角煤層綜采技術(shù)和裝備項(xiàng)目獲得了國(guó)務(wù)院頒發(fā)的國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

一、大傾角煤層綜采現(xiàn)狀

1.突破了走向長(zhǎng)壁正向推進(jìn)

大傾角煤層綜采1999年在華鎣山廣能公司獲得成功后，獲得了四川省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，很快在國(guó)內(nèi)煤礦推廣應(yīng)用。但直到2011年，為了防止工作面運(yùn)輸機(jī)和液壓支架滑入機(jī)巷，大傾角煤層綜采面都只能采用仰偽斜推進(jìn)。由于仰偽斜推進(jìn)存在工作面煤壁容易片幫、煤矸容易竄入工作面?zhèn)?、液壓支架容易擠架、工作面經(jīng)常需要割短刀調(diào)整等等問(wèn)題，因此有關(guān)煤礦和科研單位多年來(lái)一直在研究如何將仰偽斜推進(jìn)變?yōu)檎蛲七M(jìn)。華鎣山廣能公司研制的大傾角煤層綜采成套設(shè)備解決了這一問(wèn)題。該設(shè)備2011年底首先用于傾角 45°～52°、煤厚1.5～3.3m的李子埡煤礦南二井。使用以來(lái)，盡管南二井存在煤與瓦斯突出嚴(yán)重等影響，生產(chǎn)效果仍然好于預(yù)期，一礦一面產(chǎn)量超過(guò)了30萬(wàn)噸的礦井設(shè)計(jì)能力。

2.突破了走向長(zhǎng)壁俯偽斜推進(jìn)

大傾角煤層綜采工作面最難防治的是底板滑移，煤層傾角越大，工作面越容易出現(xiàn)底板滑移。若能采用俯偽斜推進(jìn)，它既有利于防止底板滑移，還有工作面煤壁不易片幫、下滾下竄的煤矸不易進(jìn)入工作面?zhèn)?、工作面傾角有所減緩等好處。嘉華機(jī)械公司又研制了適用于俯偽斜推進(jìn)的綜采成套設(shè)備。該套設(shè)備2012年在傾角45°～55°、煤厚1.3～3.2m的李子埡南煤礦試用獲得了成功。試采的前三個(gè)月平均月產(chǎn)量就超過(guò)責(zé)任考核目標(biāo)25%，2012年12月項(xiàng)目通過(guò)了上級(jí)川煤集團(tuán)的驗(yàn)收。試采面俯偽斜超前距為工作面真傾斜長(zhǎng)度的1/3，試采中從未出現(xiàn)過(guò)對(duì)生產(chǎn)有影響的煤壁片幫和底板巖石滑移。

3.所研制的大傾角煤層綜采設(shè)備的特性

（1）液壓支架采用主動(dòng)防倒防滑技術(shù)，從而解決了大傾角綜采多年來(lái)一直未徹底解決的液壓支架防倒防滑問(wèn)題；液壓支架具有自動(dòng)移正功能，該功能與防倒防滑技術(shù)結(jié)合，解決了大傾角綜采多年來(lái)一直存在的液壓支架與工作面運(yùn)輸機(jī)不垂直，液壓支架在工作面排列呈鋸齒狀問(wèn)題。

（2）工作面運(yùn)輸機(jī)采用主動(dòng)防滑技術(shù)，防滑可靠，從而為大傾角綜采雙向割煤奠定了基礎(chǔ)；工作面防止煤矸下滾下竄傷人的設(shè)施可靠程度高；工作面下出口用自己研制的橫式端頭支架支護(hù)，既解決了大傾角條件下下出口支護(hù)難的問(wèn)題，也解決了下出口通風(fēng)和人員安全問(wèn)題。

（3）采煤機(jī)適應(yīng)傾角大。最大適應(yīng)傾角為70°，而國(guó)內(nèi)目前的大傾角煤層采煤機(jī)適應(yīng)傾角幾乎都小于45°。；采煤機(jī)可靠程度高。雙調(diào)高系統(tǒng)，當(dāng)一套發(fā)生故障時(shí)便起用另一套。薄煤層采煤機(jī)牽引力60噸以上，中厚煤層采煤機(jī)牽引力已超過(guò)110噸，雙牽引，當(dāng)其中一個(gè)牽引部發(fā)生故障時(shí)單牽引也能將采煤機(jī)牽到工作面上口。薄煤層采煤機(jī)每個(gè)搖臂上的截割功率大于200KW，中厚煤層采煤機(jī)每個(gè)搖臂上的截割功率已達(dá)500KW。

（4）目前國(guó)內(nèi)運(yùn)輸機(jī)銷軌節(jié)距為125mm和147mm，為解決采煤機(jī)行走輪強(qiáng)度問(wèn)題，嘉華機(jī)械公司的工作面運(yùn)輸機(jī)銷軌節(jié)距為175mm，采煤機(jī)行走輪模數(shù)也相應(yīng)增大到55.7。

（5）為解決采煤機(jī)下行時(shí)管纜有時(shí)不自行下滑，堆集起來(lái)后突然下滑造成管纜拉斷甚至傷人事故，嘉華機(jī)械公司研制了一種新的拖纜方式，使管纜在電纜槽內(nèi)移動(dòng)順利可靠。

（6）工作面可雙向割煤。目前的大傾角綜采都是采煤機(jī)下行單向割煤，采煤機(jī)上行時(shí)走空刀。主要原因，一是工作面運(yùn)輸機(jī)防滑問(wèn)題未解決好，而上行割煤時(shí)采煤機(jī)向下推工作面運(yùn)輸機(jī)的力又更大；二是上行割煤時(shí)上滾筒割下的煤易竄進(jìn)電纜槽和工作面；三是采煤機(jī)的牽引力不夠大。嘉華機(jī)械公司通過(guò)裝備創(chuàng)新解決了上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了雙向割煤。

（7）過(guò)去工作面上出口存在的問(wèn)題得到較圓滿解決。目前，國(guó)內(nèi)大傾角綜采面運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)和減速器大都是垂直布置，其目的是解決大傾角條件下平行減速器潤(rùn)滑不良和傘齒輪傳動(dòng)故障率高的問(wèn)題。然而電機(jī)和減速器垂直布置后又出現(xiàn)上出口需用單體支柱支護(hù)而影響行人、不利工作面增減支架等問(wèn)題。嘉華機(jī)械公司的運(yùn)輸機(jī)采用一種能用于60°傾角的平行減速器，工作面上口又取消了過(guò)渡支架，從而較圓滿地解決了過(guò)去存在的問(wèn)題。

4.大傾角煤層綜采適應(yīng)的范圍和生產(chǎn)能力

（1）適應(yīng)的煤層傾角范圍。目前，嘉華機(jī)械公司綜采設(shè)備適應(yīng)的工作面平均傾角≤60°，局部最大傾角為≤70°。煤層傾角太大時(shí)的主要問(wèn)題不是設(shè)備不適，而是工作面底板滑移方面無(wú)把握。嘉華機(jī)械公司研制的綜采成套設(shè)備若用于煤層傾角小于35°的工作面時(shí)生產(chǎn)效果更好。

（2）適應(yīng)的采高范圍。嘉華機(jī)械公司目前的綜采設(shè)備適應(yīng)的采高范圍為1m～5m。

（3）工作面生產(chǎn)能力。工作面無(wú)較大地質(zhì)問(wèn)題，若礦井運(yùn)輸條件差或井型小時(shí)，采高2m以下的工作面月產(chǎn)量2～4萬(wàn)噸，采高2m以上的工作面月產(chǎn)量3～5萬(wàn)噸，采高3m以上的工作面月產(chǎn)量4～7萬(wàn)噸。礦井運(yùn)輸條件好（不影響工作面生產(chǎn)）時(shí)工作面月產(chǎn)量可提高約50%。

二、展望

1.從根本上解決大傾角煤層采煤機(jī)截割部潤(rùn)滑問(wèn)題

此前嘉華機(jī)械公司的采煤機(jī)截割部是多軸傳動(dòng)，強(qiáng)制潤(rùn)滑。因多軸傳動(dòng)和強(qiáng)制潤(rùn)滑難免有故障，于是今年公司又開(kāi)展了截割部取消多軸傳動(dòng)的研究。多軸傳動(dòng)變?yōu)橐惠S傳動(dòng)后就不再需要強(qiáng)制潤(rùn)滑，而且傳動(dòng)效率高，故障率低。這項(xiàng)研究的樣機(jī)計(jì)劃2014年上半年下井。

2.大傾角煤層綜采自動(dòng)化的研究

煤層傾角超過(guò)40°后，采煤機(jī)割下的煤自動(dòng)加速下落，導(dǎo)致工作面采用上行通風(fēng)時(shí)粉塵很大等問(wèn)題。為此，華鎣山廣能公司已開(kāi)展大傾角煤層綜采自動(dòng)化的研究。急傾斜煤層綜采自動(dòng)化工業(yè)試驗(yàn)計(jì)劃2014年上半年進(jìn)行。

3.研制出更好的俯偽斜綜采液壓支架

2012年俯偽斜綜采工業(yè)性試驗(yàn)時(shí)，為了萬(wàn)一項(xiàng)目失敗時(shí)液壓支架還能使用，將支架頂梁前端做成了斜形等以滿足俯偽斜的主要要求，支架后端等還沒(méi)完全按俯偽斜要求設(shè)計(jì)，因而存在液壓支架在工作面架尾不齊（架間成階梯狀）、防倒防滑裝置使用別扭、工作面人行道不暢等不足。工業(yè)性試驗(yàn)成功后嘉華公司已開(kāi)始研制完全適應(yīng)俯偽斜綜采的液壓支架。這項(xiàng)工作已完成設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)2013年9月出產(chǎn)品。