受地壳运动的剧烈作用,原始沉积的水平或近水平煤层隆起或凹陷或断裂后升降旋转而形成大倾角煤层(多数人倾向于35°-55°),煤层底板多呈凹凸起伏的向背斜,导致大倾角综采面割煤较直线综采面割煤复杂性剧增。采煤机从直线综采面割煤转为大倾角凹凸型非线性综采面割煤,出现自行留顶切底/切顶留底现象,随着留顶切底/切顶留底量的累积,综采面凹凸圆弧段曲率逐渐增大,导致支架稳定性控制劣化,刮板输送机悬空,甚至支架倾倒,溜槽连接件折断,工作面生产停顿。有必要研究大倾角凹凸型(或向背斜)非线性综采面割煤工艺,以确保工作面合理曲率,维持工作面正常生产。同时,对非大倾角煤层底板起伏综采工作面割煤工艺优化也有借鉴意义。在实际生产中,大倾角非线性综采面浮煤量大,切底或留底量难以准确测得。本研究采用计算机动态仿真方法,依据采煤机和刮板输送机主要结构参数和工作面倾角建立仿真模型,按比例绘制大倾角凹凸非线性综采面割煤多帧静态图后,导入Flash可直观演示非线性割煤的完整过程,且可获得较精确的切底或留底迹线和量值。该仿真方法克服了切底或留底量建立数学模型的困难和误差较大以及不能直观动态演示的缺点。本文基于大倾角煤层开采实例,分析了非线性综采面割煤工艺复杂性的基本特征,基于仿真结果总结了非线性综采面割煤规律,揭示了非线性综采面割煤对支架、刮板输送机的影响,并以系统复杂性的观点论述了割煤、移架、推溜三者间的关联复杂性及其反馈、协同等相互作用机制。主要研究结果如下:(1)论述了大倾角非线性综采面割煤的固有特殊性,以系统复杂性的观点描述了大倾角非线性综采面割煤复杂性的基本特征,在此基础上建立了大倾角非线性综采面量化仿真模型,对非线性综采面割煤进行了量化仿真,为指导现场适应底板起伏或凹凸圆弧段综采面的割煤工艺优化提供了依据。(2)针对较精确的大倾角非线性综采面切底或留底量进行了分析,揭示了大倾角非线性综采面采煤机留顶切底/切顶留底规律;同时分析了影响大倾角非线性综采面切底或留底量的主要因素,并对割煤复杂性进行了量化。(3)基于量化仿真结果及割煤后支架、刮板输送机状态,分析了大倾角非线性综采面割煤对支架、刮板输送机的影响,阐述了割煤、移架、推溜间的关联复杂性。(4)提出了优化割煤、稳定支架、降低刮板输送机故障的技术方案,并应用于现场试验以保障大倾角非线性综采面的持续正常推进。