完全沿空掘巷与富水松散砂岩巷道关键技术_经来旺，李敬佩，吴迪著_9787312048296

本书主要介绍了我国煤矿井下两种特殊巷道的一系列重要相关因素及关键应对技术，旨在有效提高成巷速度、大幅缩短掘巷时间。其中完全沿空掘巷部分以淮北矿业股份有限公司许疃煤8214风巷为研究背景，富水松散砂岩巷道部分以鄂尔多斯色连二矿3-1煤回风大巷为研究背景。

本书讲述了煤矿两种特殊巷道的关键技术，因此内容也相应地分为两个部分：第一部分为完全沿空掘巷关键技术，第二部分为富水松散砂岩巷道关键技术。
　　目前国内外关于完全沿空掘巷的相关研究很少，自20世纪60年代至今的60多年内，有据可查的仅6例，其中2例还是在近3年里实施的。作为这两个项目主要负责人之一，笔者参与了其中的许多工作。过去的60多年里，由于仅实施了6例完全沿空掘巷工程，故该方面的理论研究非常少。很多煤矿开采的专家学者认为完全沿空掘巷存在瓦斯喷突、煤层自燃和采空区突水等难以避免的隐患，因此不愿意为之，而将主要的精力集中在完全沿空留巷、小煤柱完全沿空巷道的施工技术与支护机理的研究方面。
　　对小煤柱沿空巷道的大量研究均涉及了上覆岩层的稳定性，其中关键块的形成、关键块的尺寸、关键块的稳定性方面的研究成果较多，这些成果在近20年来对我国煤炭工业的快速发展起到了巨大推动作用，也为完全沿空掘巷的研究提供了宝贵的理论和经验。但不可否认的是，这一方面的研究尚存在不足，主要表现在以下几个方面：①关键块的长度一直借用老顶跨落的步距公式，或仅是利用计算机数值模拟的近似计算；②关键块在实体煤中断裂位置的计算也完全依赖于数值模拟的结果，虽然有相关研究将煤体的极限平衡原理应用于关键块断裂位置的计算，但仍缺乏实验论证。
　　由于完全沿空掘巷一直以来被很多人视为禁区，因此研究成果很少。将其视为禁区的原因主要是存在3个重大隐患：采空区余煤自燃、采空区瓦斯喷突和采空区积水。本书针对上述3个因素一方面创新性地提出了一系列的研究方法与对策，另一方面也得出了上述3个隐患都是可以排除的结论。
　　本书主要分为两个部分，其中第一部分的研究内容主要包括剖析完全沿空掘巷关联影响因素与相关对策、确定上覆关键块的赋存状况、相关的现场测试及计算方法、揭示支护压力的非对称性与相关的现场测试手段、展示采空区与实体煤交界处地应力数值的计算机模拟技术和总结完全沿空掘巷的支护原理与非对称锚架组合支护方式及支护效果。作为一种应用案例很少的巷道布置方法，可供借鉴的资料太少，可直接应用的理论也不多。基于研究的严肃性和成功率的考量，本书将工程地质资料的精细分析与现场实测作为重点，并在此基础之上结合数值分析方法、几何数学原理、弹性力学理论等相关理论，最终通过巷道□形的监测数据及工作面的成功开采论证了本□□□采用的系统方法的正确性。
　　本书第二部分是富水松散砂岩巷道关键技术，研究背景是2013-2016年煤炭行业异常严峻的经济形势，国家和地方政府均大力倡导节支增效。地质条件不同的矿井，虽节支增效的手段有所不同，但安全高效的巷道施工技术却是每个矿井必须研究的重要课题。
　　色连二号矿井主采侏罗系煤层，侏罗系地层以泥岩、砂质泥岩和粗细砂岩为主，其中的砂质泥岩、泥岩质地较软，强度低，抗风化能力极弱，遇水、空气后强度急剧下降，甚至砂化、泥化，成为松散体；而砾岩及各粒级的砂岩均为孔隙式砂泥质、泥质胶结，胶结较疏松，失水后易干裂破碎。
　　该地质条件下，要想实现巷道的安全高效掘进，首先要解决松散富含水岩层静含水造成的顶底板岩性极度弱化、工作面严重涌水、巷道表面严重淋水等问题。作为本项目的重要研究成果之一，巷道掘进之前利用超前钻孔将巷道所属区域一定范围内的岩层静含水预先抽放是切实可行、标本兼治的技术措施。去除了顶板水害的影响，即可顺利实施松散富水砂岩巷道安全高效的施工机械化配套技术、安全高效施工工艺和施工组织措施以及围岩支护技术。
　　除消除水害问题之外，设计科学合理的综掘机械化作业线是实施安全高效施工的又一必备条件。综掘机械化作业线由若干设备组成，各设备的配置必须满足机械化配套的要求。此外，作业方式、管理模式、施工工艺则是充分发挥效率的重要手段，其设计的科学与否直接关乎着能否实现安全、高效的生产。
　　作为我国煤炭行业一个工程地质条件十分特别的矿区，内蒙古东胜矿区侏罗系松散富水砂岩的岩性特征、水害影响使得该地区矿井建设和煤炭开采的各项技术独具特色，第二部分的研究正是基于这样的前提和背景展开的。

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