【正文】 顯著提高了巷道支護(hù)效果，降低了巷道支護(hù)成本，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)，錨桿支護(hù)簡化了采煤工作面端頭支護(hù)和超前支護(hù)工藝，改善了作業(yè)環(huán)境，保證了安全生產(chǎn)，為采煤工作面的快速推進(jìn)、實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效創(chuàng)造了良好條件。5．上坡和下坡施工有什么特點(diǎn)？答：由下向上的上坡施工傾斜巷道，裝巖、運(yùn)輸比較方便，不需要排水，工作面沒有跑車的威脅，但通風(fēng)比較困難。故對(duì)瓦斯涌出量大的斜巷，應(yīng)盡量采用由上向下的下坡施工。由上向下的下坡施工傾斜巷道，通風(fēng)比較容易，但是裝巖、運(yùn)輸比較困難，還需要解決排水和工作面跑車等問題。6．煤倉有哪幾種形式？各自的適用條件是什么？答：井底煤倉根據(jù)圍巖穩(wěn)定性及礦井年生產(chǎn)能力的大小，可分為垂直式和傾斜式兩種。傾斜煤倉一般是拱形斷面，其傾角在60176。70176。以上，適用于圍巖穩(wěn)定性較好、開采單一煤種或開采多煤種但不要求分裝分運(yùn)的中小型礦井。垂直煤倉一般是圓形斷面，適用于圍巖穩(wěn)定性較差、可以分裝分運(yùn)的大型礦井。7．煤倉有哪些施工方法？答：煤倉的施工，一般采用先自下向上開掘小反井，而后再自上向下刷大設(shè)計(jì)斷面的方法。就反井施工方法而言，有普通反井法、吊籠反井法、深孔爆破法和反井鉆機(jī)法等幾種。8．反井鉆機(jī)法施工煤倉有何優(yōu)點(diǎn)？答：反井鉆機(jī)是一種機(jī)械化程度高、安全高效的反井施工設(shè)備，尤其是用它鉆鑿煤礦的反井、井下煤倉、溜煤眼、延伸井筒及各種暗立井時(shí)可大大提高建設(shè)速度，其施工速度為普通反井法的510倍，施工成本僅為普通反井法的67%。此外，它還具有減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、作業(yè)安全、成井質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。第九章導(dǎo)學(xué)思考題1. 巷道快速掘進(jìn)的概念是什么，影響掘進(jìn)速度的主要因素有哪些？答：巷道快速掘進(jìn)就是采用合理的掘進(jìn)的破巖、裝運(yùn)和支護(hù)技術(shù)，科學(xué)管理施工的各個(gè)工序，使每個(gè)工序用時(shí)最少、各個(gè)工序之間轉(zhuǎn)換順暢，使巷道施工技術(shù)和組織管理都能夠良好發(fā)揮。主要因素有：（1）斷面內(nèi)巖層情況不同，其掘進(jìn)難易程度不同，使用的掘進(jìn)技術(shù)也有一定差別；（2）煤巖的硬度；（3）掘進(jìn)隊(duì)伍素質(zhì)和設(shè)備配置。2. 煤巷快速掘進(jìn)是如何實(shí)現(xiàn)的？半煤巖巷道和巖石巷道又是如何實(shí)現(xiàn)快速施工的？答：采用掘進(jìn)機(jī)破巖，再加上與之相適應(yīng)的機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備與其配套形成一條機(jī)械化作業(yè)線，是加快煤巷掘進(jìn)速度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效途徑。主要有：掘進(jìn)機(jī)—鏈板輸送機(jī)的作業(yè)線；掘進(jìn)機(jī)—膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)—鏈板輸送機(jī)的作業(yè)線；掘進(jìn)機(jī)—膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)—可伸縮雙向帶式輸送機(jī)的作業(yè)線；掘進(jìn)機(jī)—倉式(梭式)列車的作業(yè)線。半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)適用機(jī)重4590t，切割巖石抗壓強(qiáng)度以不大80MPa為宜。用于切割80100MPa的巖石時(shí)，機(jī)重及切割功率還需增大，才能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。巖石巷道是：以耙斗式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；以液壓鉆車、側(cè)卸式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；液壓鉆車、側(cè)卸式裝載機(jī)配耙斗式裝載機(jī)的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；全斷面掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化作業(yè)線。3. 巖巷機(jī)械化作業(yè)線有哪幾種主要類別？各適用何種條件？答：（1）以耙斗式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；（2）以液壓鉆車、側(cè)卸式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；（3）液壓鉆車、側(cè)卸式裝載機(jī)配耙斗式裝載機(jī)的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；（4）全斷面掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化作業(yè)線。耙斗式裝載機(jī)作業(yè)線的主要缺點(diǎn)是打眼機(jī)械化水平低，工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度較大，裝巖不徹底而留有死角，作業(yè)環(huán)境較差。但根據(jù)我國的國情，在今后較長時(shí)間內(nèi)，以耙斗式裝載機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線仍將是我國煤礦巖巷施工的主要形式。側(cè)卸式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破機(jī)械化作業(yè)線具有機(jī)械化水平高、施工速度快、工效高、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。側(cè)卸式裝載機(jī)配耙斗式裝載機(jī)出矸應(yīng)堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)，只是因?yàn)樵黾恿诉m度儲(chǔ)矸能力，對(duì)礦車供應(yīng)在時(shí)間和數(shù)量上的要求相對(duì)低些，因而更適合我國煤礦的實(shí)際情況，具有推廣價(jià)值。該作業(yè)線適用于巷道寬度4. 254. 5m以上、巷道高度不低于4. 5m，即斷面14㎡以上的巷道。全斷面巷道掘進(jìn)機(jī)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)破巖、裝巖、轉(zhuǎn)載、臨時(shí)支護(hù)、噴霧防塵等工序的一種聯(lián)合機(jī)組。掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的最大特點(diǎn)是廣泛使用電子、信息、遙測(cè)、遙控等高新技術(shù)對(duì)全部作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)控。復(fù)習(xí)思考題1. 除鉆眼爆破法外，還可采用哪些方法來施工煤巷？答：礦井掘進(jìn)使用的是部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，按使用國家不同可分為兩類:一類是歐洲國家普遍使用的懸臂式掘進(jìn)機(jī)，它適應(yīng)范圍廣，但掘進(jìn)、支護(hù)不能平行作業(yè)，掘進(jìn)效率低，開機(jī)率低；另一類是美國和澳大利亞廣泛使用的連續(xù)采煤機(jī)和掘錨機(jī)組，兩者均可實(shí)現(xiàn)煤巷的快速掘進(jìn)，開機(jī)率較高，掘進(jìn)效率高，但是，設(shè)備費(fèi)用高。我國目前仍以懸臂式掘進(jìn)機(jī)單巷掘進(jìn)為主。2. 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)有何優(yōu)點(diǎn)？怎樣才能保證不間斷落煤快速施工？答：國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)功率大、切割硬度高，適用機(jī)重4590t，切割巖石抗壓強(qiáng)度以不大于80MPa為宜。用于切割80100MPa的巖石時(shí)，機(jī)重及切割功率還需增大，才能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。3. 如何組織煤巷快速掘進(jìn)的機(jī)械化配套作業(yè)線，它的發(fā)展方向是什么？答：采用掘進(jìn)機(jī)破巖，再加上與之相適應(yīng)的機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備與其配套形成一條機(jī)械化作業(yè)線，是加快煤巷掘進(jìn)速度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效途徑。主要有：掘進(jìn)機(jī)—鏈板輸送機(jī)的作業(yè)線；掘進(jìn)機(jī)—膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)—鏈板輸送機(jī)的作業(yè)線；掘進(jìn)機(jī)—膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)—可伸縮雙向帶式輸送機(jī)的作業(yè)線；掘進(jìn)機(jī)—倉式(梭式)列車的作業(yè)線。發(fā)展方向：（1）大力開發(fā)推廣掘錨聯(lián)合機(jī)組。為適應(yīng)日產(chǎn)萬噸級(jí)綜采工作面快速推進(jìn)的需要，20世紀(jì)90年代初期發(fā)達(dá)國家研制開發(fā)了集快速掘進(jìn)、錨桿支護(hù)為一體的掘錨機(jī)械化平行作業(yè)裝備—掘錨聯(lián)合機(jī)組。該設(shè)備在英、澳等國應(yīng)用中取得良好效果，在大斷面煤巷掘進(jìn)中年進(jìn)尺高達(dá)15000～20000m。目前掘錨機(jī)組在國外已趨成熟并得到了廣泛應(yīng)用。（2）廣泛采用連續(xù)采煤機(jī)。連續(xù)采煤機(jī)多巷掘進(jìn)是美、澳等主要采煤國家長期采用的掘進(jìn)技術(shù)。我國神華集團(tuán)采用連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)高產(chǎn)高效工作面煤層平巷，取得了極其顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。連續(xù)采煤機(jī)采掘合一，推進(jìn)速度快，效益好。同時(shí)，在綜采工作面生產(chǎn)強(qiáng)度不斷增大的情況下，多巷系統(tǒng)是滿足工作面通風(fēng)、運(yùn)輸、行人和設(shè)備安設(shè)的最佳選擇。（3）全面推廣錨桿支護(hù)技術(shù)。我國煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)與成套裝備已基本形成，煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)已在潞安、晉城、兗州、邢臺(tái)、鐵法、開灤等礦區(qū)得到廣泛應(yīng)用，從薄及中厚煤層中回采巷道到綜采放頂煤工作面沿煤層底板掘進(jìn)的全煤巷道，從頂板比較穩(wěn)定的煤巷到復(fù)合破碎頂板巷道，從實(shí)體煤巷到沿空掘巷，從小斷面巷道到大斷面開切眼，錨桿支護(hù)的使用范圍越來越廣，為礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效創(chuàng)造了良好條件，取得了巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。4. 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的發(fā)展前景如何？答：國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)表明，半煤巖巷道掘進(jìn)機(jī)適用機(jī)重4590t，切割巖石抗壓強(qiáng)度以不大于80MPa為宜。用于切割80100MPa的巖石時(shí)，機(jī)重及切割功率還需增大，才能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。EBJ160型掘進(jìn)機(jī)在切割局部硬巖時(shí)，出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)，表明50t的機(jī)重量還不是足夠的。經(jīng)常處于此工況，機(jī)器壽命必將大大縮短。如果說國外的LH1300型掘進(jìn)機(jī)重50t是適當(dāng)?shù)脑?，考慮到我國在原材料與制造精度等方面與先進(jìn)國家相比尚存在一定差距。則采用6070t重的機(jī)型，出現(xiàn)相似工況時(shí)可以使機(jī)器振動(dòng)減輕、機(jī)器零件壽命延長，總體上經(jīng)濟(jì)效果必然會(huì)更好。5. 國內(nèi)所用的巖巷機(jī)械化作業(yè)線有哪幾種典型類別？適用何種條件？答：（1）以耙斗式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；（2）以液壓鉆車、側(cè)卸式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；（3）液壓鉆車、側(cè)卸式裝載機(jī)配耙斗式裝載機(jī)的鉆眼爆破掘進(jìn)作業(yè)線；（4）全斷面掘進(jìn)機(jī)機(jī)械化作業(yè)線。耙斗式裝載機(jī)作業(yè)線的主要缺點(diǎn)是打眼機(jī)械化水平低，工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度較大，裝巖不徹底而留有死角，作業(yè)環(huán)境較差。但根據(jù)我國的國情，在今后較長時(shí)間內(nèi)，以耙斗式裝載機(jī)為主的機(jī)械化作業(yè)線仍將是我國煤礦巖巷施工的主要形式。側(cè)卸式裝載機(jī)為主的鉆眼爆破機(jī)械化作業(yè)線具有機(jī)械化水平高、施工速度快、工效高、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。側(cè)卸式裝載機(jī)配耙斗式裝載機(jī)出矸應(yīng)堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)，只是因?yàn)樵黾恿诉m度儲(chǔ)矸能力，對(duì)礦車供應(yīng)在時(shí)間和數(shù)量上的要求相對(duì)低些，因而更適合我國煤礦的實(shí)際情況，具有推廣價(jià)值。該作業(yè)線適用于巷道寬度4. 254. 5m以上、巷道高度不低于4. 5m，即斷面14㎡以上的巷道。全斷面巷道掘進(jìn)機(jī)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)破巖、裝巖、轉(zhuǎn)載、臨時(shí)支護(hù)、噴霧防塵等工序的一種聯(lián)合機(jī)組。掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的最大特點(diǎn)是廣泛使用電子、信息、遙測(cè)、遙控等高新技術(shù)對(duì)全部作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)控。6. 目前提高巷道掘進(jìn)施工速度的瓶頸是什么？答：（1）斷面內(nèi)巖層情況不同，其掘進(jìn)難易程度不同，使用的掘進(jìn)技術(shù)也有一定差別；（2）煤巖的硬度；（3）掘進(jìn)隊(duì)伍素質(zhì)和設(shè)備配置。第十章導(dǎo)學(xué)思考題1. 特殊巷道具有哪些特點(diǎn)？答：具有應(yīng)力高、巖體松軟、具有膨脹性、自穩(wěn)能力極差等特點(diǎn)，如果揭開含瓦斯煤層時(shí)，常常會(huì)發(fā)生煤與瓦斯突出事故，對(duì)巷道施工安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。特殊巷道就是處于高地應(yīng)力地層中，圍巖松軟且具有膨脹性，自穩(wěn)能力極差的巷道，或具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的巷道。2. 軟巖巷道的基本特征是什么？答：（1）軟巖巷道變形一般呈現(xiàn)蠕變變形三階段的規(guī)律，并具有明顯的時(shí)間效應(yīng)。（2）軟巖巷道圍巖變形有明顯的空間效應(yīng)。（3）軟巖巷道多表現(xiàn)為巷道四周受壓，且為非對(duì)稱性，不僅頂板下沉量大、易冒落，同時(shí)也有可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的底鼓現(xiàn)象，并常伴隨有兩幫劇烈位移，引發(fā)兩幫破壞、頂板坍落。（4）軟巖巷道自穩(wěn)能力極差，圍巖變形對(duì)應(yīng)力擾動(dòng)和環(huán)境變化非常敏感。3. 為什么軟巖巷道需要二次支護(hù)？答：為了保證巷道較長時(shí)間的穩(wěn)定和服務(wù)期的安全，應(yīng)當(dāng)給巷道圍巖提供最終支護(hù)強(qiáng)度和剛度，這就是二次支護(hù)，它同時(shí)起到安全儲(chǔ)備的作用。適時(shí)地進(jìn)行二次支護(hù)，以保證圍巖不喪失自身的承載能力。4. 石門揭穿的防突措施有哪些？其適用條件如何？答：我國石門揭穿突出危險(xiǎn)煤層的防突措施主要有震動(dòng)爆破或遠(yuǎn)距離爆破、抽放瓦斯和鉆孔排放、水力沖孔和水力沖刷、金屬骨架等。抽放瓦斯和鉆孔排放方法適用于煤層松軟、透氣性較大的中厚煤層。金屬骨架適用于急傾斜、厚度不大、松軟的突出煤層，其主要作用是增加石門揭穿煤層時(shí)巷道上方煤層的穩(wěn)定性和排除煤體中的瓦斯。復(fù)習(xí)思考題1. 軟巖巷道有何特點(diǎn)？軟巖巷道地壓顯現(xiàn)及其圍巖變形的特征是什么？答：具有應(yīng)力高、巖體松軟、具有膨脹性、自穩(wěn)能力極差等特點(diǎn)，如果揭開含瓦斯煤層時(shí)，常常會(huì)發(fā)生煤與瓦斯突出事故，對(duì)巷道施工安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。特殊巷道就是處于高地應(yīng)力地層中，圍巖松軟且具有膨脹性，自穩(wěn)能力極差的巷道，或具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)。變形特征為（1）軟巖巷道變形一般呈現(xiàn)蠕變變形三階段的規(guī)律，并具有明顯的時(shí)間效應(yīng)。（2）軟巖巷道圍巖變形有明顯的空間效應(yīng)。（3）軟巖巷道多表現(xiàn)為巷道四周受壓，且為非對(duì)稱性，不僅頂板下沉量大、易冒落，同時(shí)也有可能產(chǎn)生強(qiáng)烈的底鼓現(xiàn)象，并常伴隨有兩幫劇烈位移，引發(fā)兩幫破壞、頂板坍落。（4）軟巖巷道自穩(wěn)能力極差，圍巖變形對(duì)應(yīng)力擾動(dòng)和環(huán)境變化非常敏感。2. 巷道的位置、斷面形狀、破巖方法、支護(hù)方案與巷道穩(wěn)定性的關(guān)系如何？答：（1）應(yīng)盡量把巷道布置在強(qiáng)度大、遇水膨脹性小、地質(zhì)構(gòu)造和水文條件簡單、巖性比較堅(jiān)硬的巖層內(nèi)。在同一條巷道內(nèi)，即使圍巖性質(zhì)只有微小的差異，巷道壓力的顯現(xiàn)也有明顯的差別。（2）主要巷道走向盡量與最大地應(yīng)力方向平行而不要垂直，一般應(yīng)繞避斷層，盡量避免與斷層、軟弱夾層、節(jié)理方向平行或小夾角相交，若實(shí)在不能繞避，則應(yīng)盡量使巷道的軸向與其走向間成45176。65176。夾角。（3）盡量避免巷道在空間上重疊、密集交叉，硐室群的施工應(yīng)視所處的工程地質(zhì)等條件，考慮施工對(duì)巷道穩(wěn)定性的影響，優(yōu)選最佳施工順序。（4）應(yīng)使主要巷道免受采動(dòng)壓力影響。3. 巷道底鼓有何危害？如何防治巷道底鼓？答：巷道底鼓是造成巷道破壞的重要原因。凡在軟巖中掘巷，若不治理底板就實(shí)施支護(hù)，其結(jié)果往往是底板先行嚴(yán)重鼓起，然后兩幫失穩(wěn)，最后頂板冒落，直至巷道全部破壞。巷道所處位置巖層地應(yīng)力增大、巖石強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)松散、礦井水侵蝕、采動(dòng)壓力的影響，以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巷道圍巖暴露時(shí)間的長短等，都是造成巷道底鼓的原因。因此，在治理過程中，首先要查清造成底鼓的原因，然后再因地制宜，確定治理方案和措施，做到對(duì)癥下藥。4. 巷道施工監(jiān)測(cè)的目的是什么？監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容、手段有哪些？答：施工監(jiān)測(cè)的主要目的在于為巷道支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。監(jiān)測(cè)巷道圍巖狀態(tài)，控制圍巖變形；監(jiān)測(cè)支護(hù)效果，確定二次支護(hù)時(shí)間等。施工過程中需要監(jiān)測(cè)的主要信息有圍巖表面及深部位移、應(yīng)力變化、圍巖與襯砌之間的接觸壓力、襯砌內(nèi)部的應(yīng)力、頂板離層、錨桿(索)受力等。在松軟巖層巷道施工監(jiān)測(cè)過程中，可用收斂計(jì)測(cè)量巷道的收斂變形。用水準(zhǔn)儀測(cè)量頂板下沉量和底鼓量。用各種多點(diǎn)式位移計(jì)測(cè)量巖層內(nèi)不同深度的位移，從而可以算出位移速度。5. 新奧法的主要原則是什么？答：新奧法的理論基礎(chǔ)是巖石力學(xué)圍巖支架共同作用基本原理，其主要理念是調(diào)動(dòng)圍巖自身承載能力，盡可能控制圍巖變形，防止圍巖松動(dòng)，以達(dá)到施工隧道得最大安全度和最好經(jīng)濟(jì)效果。6. 軟巖二次支護(hù)的關(guān)鍵是什么？答：二次支護(hù)滯后一次支護(hù)的時(shí)間，即二次支護(hù)的時(shí)機(jī)是支護(hù)最終成敗的關(guān)鍵。要保證二次支護(hù)的效果，把握二次支護(hù)的最佳時(shí)機(jī)，必須進(jìn)行巷道圍巖變形監(jiān)測(cè)，待巷道變形穩(wěn)定下來后，適時(shí)地進(jìn)行二次支護(hù)，以保證圍巖不喪失自身的承載能力。同時(shí)，二次支護(hù)要與一次支護(hù)密貼結(jié)合，共同承受圍巖應(yīng)力。7. 煤與瓦斯突出有何危害？其預(yù)防措施有哪些？答：煤與瓦斯突出是采煤或巷道施工過程中發(fā)生的嚴(yán)重自然災(zāi)害之一。它可在極短的時(shí)間內(nèi)，由煤體內(nèi)部向采場(chǎng)、巷道等采掘空間噴出大量的煤和瓦斯，突出物會(huì)逆風(fēng)流充滿數(shù)千米長的巷道，摧毀巷道內(nèi)的設(shè)施。突出的瓦斯會(huì)使人窒息，或引起瓦斯爆炸，造成嚴(yán)重的人員傷亡和礦井損毀事故。預(yù)防煤與瓦斯突出的措施中，開采保護(hù)層(也稱為解放層)是國內(nèi)外至今被認(rèn)為最經(jīng)濟(jì)、最有效的區(qū)域性防治煤與瓦斯突出的措施。根據(jù)保護(hù)層與被保護(hù)層(突出煤層)的相對(duì)位置不同，保護(hù)層有上、下保護(hù)層之分。開采層位于突出危險(xiǎn)煤層的上部，先行開采的煤層稱為開采上保護(hù)層。反之稱為開采下保護(hù)層。當(dāng)開采保護(hù)層后，突出煤層中的原始地應(yīng)力、瓦斯壓力與煤的力學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生一系列的變化，首先是