【正文】 需要進(jìn)行支護(hù)的。支護(hù)的作用原理可以用支護(hù)與圍巖相互作用情況來描述，一般用支護(hù)與圍巖共同作用曲線來表示，如圖所示。當(dāng)巷道開挖后，巷道周邊處的徑向應(yīng)力被解除，圍巖中的應(yīng)力隨時(shí)間很快下降，并產(chǎn)生圍巖沿著徑向巷道空間內(nèi)位移，如圖中的曲線abE所示。3. 巷道支護(hù)一般有哪些基本的結(jié)構(gòu)形式？各種支護(hù)形式是如何施工的？答：目前巷道的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式多樣，一般有支架、柱子、料石碹、混凝土碹、錨噴支護(hù)等。錨桿施工主要有錨桿鉆機(jī)及各種規(guī)格的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，并配套有系列鉆頭、鉆桿和專用錨桿安裝器等，應(yīng)根據(jù)具體的巖層條件選擇合適的施工機(jī)具，以達(dá)到較好的施工效果。應(yīng)針對(duì)錨桿施工的全過程制定合理的施工措施，以保證錨桿的施工質(zhì)量。直到現(xiàn)在，干式噴射法在我國(guó)和其他國(guó)家仍是噴射混凝土的一種主要方法。4. 巷道支護(hù)效果好不好應(yīng)該如何檢測(cè)與評(píng)價(jià)？答：巷道穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的目的是為了確保支護(hù)巷道的安全、優(yōu)質(zhì)、快速和低耗，監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括位移監(jiān)測(cè)、圍巖松動(dòng)圈監(jiān)測(cè)、頂板離層監(jiān)測(cè)和錨桿受力監(jiān)測(cè)等。支護(hù)原理有：（1）加固與防止風(fēng)化作用；（2）改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)作用；（3）柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)作用；（4）與圍巖共同作用。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在隧道及地下工程中使用鋼纖維混凝土，取代傳統(tǒng)的普通混凝土加設(shè)鋼筋網(wǎng)作為永久支護(hù)，這樣可部分省掉鋼筋網(wǎng)，節(jié)省大量的人力物力。玻璃鋼錨桿：桿體可切割、輕質(zhì)高強(qiáng)、便于安裝；成本低，與金屬錨桿相比，成本降低40%左右，多用來替代現(xiàn)有煤幫的金屬錨桿、木錨桿及竹錨桿等煤幫支護(hù)。管縫式錨桿：屬于全長(zhǎng)錨固錨桿，尤其適用于軟巖地層。但由于桿體為空心結(jié)構(gòu)，打入圍巖后，產(chǎn)生透水通路，而且管體易遇水銹蝕，因此不適用于含水量大的巖層和含膨脹性礦物的軟巖巖層中。錨桿支護(hù)參數(shù)的確定主要有經(jīng)驗(yàn)法、理論計(jì)算法、數(shù)值模擬法和監(jiān)測(cè)法等，目前應(yīng)用較多的是經(jīng)驗(yàn)法和理論計(jì)算法，而數(shù)值模擬法和監(jiān)測(cè)法在軟弱巖層巷道支護(hù)研究中應(yīng)用較多。通過在普通噴射混凝土中加入鋼纖維的方法可有效地改善混凝土的整體力學(xué)性能及物理性質(zhì)，特別是能提高混凝土噴層的抗拉強(qiáng)度與變形能力，變脆性材料為塑性材料。4. 噴射混凝土施工的主要設(shè)備有哪些？簡(jiǎn)述其工作原理及性能。工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過減速器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)體、攪拌器和撥料板旋轉(zhuǎn)，料斗中的混合料被均勻撥入旋轉(zhuǎn)體的料槽中。5. 錨噴支護(hù)系列包括哪幾種支護(hù)方式？它們的使用條件是什么？答：主要有錨桿、金屬網(wǎng)、噴射混凝土、鋼帶等組成的聯(lián)合支護(hù)形式。錨桿與其穿過的巖體形成承載加固拱，噴射混凝土層的作用則在于封閉圍巖，防止風(fēng)化剝落，和圍巖結(jié)合在一起，能對(duì)錨桿間的表面巖石起支護(hù)作用。為了保證混凝土強(qiáng)度和凝結(jié)速度，不得使用受潮或過期結(jié)塊的水泥。為了減少回彈和防止管路堵塞，噴射混凝土的粗骨料粒徑一般不大于15mm。水灰比在此范圍內(nèi)，噴射的混凝土強(qiáng)度高而回彈少。噴射混凝土中還配有其他水泥改性劑，如增黏劑、減水劑、早強(qiáng)劑等。8. 錨桿支護(hù)的機(jī)理有哪些解釋？答：錨桿支護(hù)理論有懸吊理論、組合梁理論、組合拱(擠壓拱)理論，最大水平應(yīng)力理論。根據(jù)掘進(jìn)和永久支護(hù)兩大工序在時(shí)間和空間上的相互關(guān)系，一次成巷施工法又可分為掘支平行作業(yè)、掘支單行作業(yè)和多巷交替單行作業(yè)。編制循環(huán)圖表的步驟為：（1）合理選擇施工作業(yè)方式和循環(huán)方式；（2）確定循環(huán)進(jìn)尺；（3）確定掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間；（4）循環(huán)圖表的編制；（5）循環(huán)圖表的執(zhí)行與管理。巷道施工方法有兩種，一種是一次成巷施工法，另一種是分次成巷施工法。（2）遵守《礦山井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定：凡需支護(hù)的巷道，掘進(jìn)工作面與永久支護(hù)之間的距離應(yīng)根據(jù)圍巖情況和使用機(jī)械的作業(yè)條件確定，不應(yīng)大于40m；水溝與永久支護(hù)應(yīng)同時(shí)完成；水平巷道永久軌道與掘進(jìn)工作面的距離，不宜大于200m，但鋪設(shè)道碴的時(shí)間可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的條件決定；傾斜巷道永久軌道應(yīng)在交付使用前一次鋪設(shè)。2. 怎樣編制巖巷施工循環(huán)圖表？答：編制循環(huán)圖表的步驟為：（1）合理選擇施工作業(yè)方式和循環(huán)方式；（2）確定循環(huán)進(jìn)尺；（3）確定掘進(jìn)循環(huán)時(shí)間；（4）循環(huán)圖表的編制；（5）循環(huán)圖表的執(zhí)行與管理。實(shí)踐證明，堅(jiān)持正規(guī)循環(huán)作業(yè)，是全面、有計(jì)劃、均衡完成施工任務(wù)的有力保證，是提高掘進(jìn)效率的一項(xiàng)重要措施，也是完善企業(yè)管理、降低成本的重要環(huán)節(jié)。不能完全同時(shí)施工的工序，也可以使其部分同時(shí)進(jìn)行，即交叉作業(yè)。在多工序平行交叉作業(yè)中，首先要最大限度地使占用循環(huán)時(shí)間最多的鉆眼、裝巖和永久支護(hù)等主要工序?qū)嵭衅叫凶鳂I(yè)，其次還應(yīng)盡量使除爆破排煙外的其他工序與主要工序平行交叉作業(yè)。5. 巖巷施工中有哪幾種勞動(dòng)組織形式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：我國(guó)常用的有綜合掘進(jìn)隊(duì)和專業(yè)掘進(jìn)隊(duì)兩種組織形式。（2）各工種統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，每個(gè)工人都與掘進(jìn)隊(duì)的效益有直接關(guān)系，因此工序緊密銜接，可以避免、減少相互間影響，有利于保證正規(guī)循環(huán)和多工序平行交叉作業(yè)的實(shí)現(xiàn)。專業(yè)掘進(jìn)隊(duì)的特點(diǎn)是：各工種嚴(yán)格分工，一個(gè)工種只擔(dān)負(fù)一種工作，各工種是單獨(dú)執(zhí)行任務(wù)的。專業(yè)掘進(jìn)隊(duì)任務(wù)單一，專業(yè)性較強(qiáng)，技術(shù)比較熟練，管理比較簡(jiǎn)單。6. 工種崗位責(zé)任制包括哪些內(nèi)容？答：工種崗位責(zé)任制要求人員固定、崗位固定、任務(wù)固定、設(shè)備固定、完成時(shí)間固定。第八章導(dǎo)學(xué)思考題1. 什么是采區(qū)巷道？它們?cè)诓傻V中的作用分別是什么？它們的服務(wù)年限一般多長(zhǎng)？答：采區(qū)巷道是指直接為生產(chǎn)服務(wù)的各類巷道，多布置于煤層或煤層附近，一般又可稱為煤層巷道。采區(qū)車場(chǎng)的作用是在采區(qū)內(nèi)運(yùn)輸方式改變或過渡的地方完成裝載工作；采區(qū)上下山的作用是服務(wù)采區(qū)，運(yùn)輸與運(yùn)料、通風(fēng)；運(yùn)輸巷道用于運(yùn)送煤炭；回風(fēng)巷道用于通風(fēng)和運(yùn)料；開切眼是為采煤工作面做準(zhǔn)備。2. 全煤和半煤巖巷道如何劃分？巷道與煤層在位置布里上的相時(shí)關(guān)系如何？答：煤層巷道有煤巷和半煤巖巷之分。而當(dāng)巖層占掘進(jìn)斷面1/54/5時(shí)，即稱為半煤巖巷道。3. 傾斜巷道有哪些？如何施工的？安全上要注意什么？答：傾斜巷道有斜井、上下山、斜巷等。傾斜巷道的施工方向有從上向下的下坡施工方式和從下向上的上坡施工方式兩種。礦車若脫鉤或斷繩，將加速下滑，直沖工作面，很容易造成人身傷亡事故。巷道規(guī)格、鋪等軌質(zhì)量，都應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并采取切實(shí)可行的安全措施。煤倉的施工，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。因此，必須加強(qiáng)瓦斯檢查和處理，注意探水，防止采空區(qū)積水造成的危害。因此，應(yīng)該注意選擇合理的掘進(jìn)方式和支護(hù)參數(shù)。因此，通風(fēng)和運(yùn)輸工作比較復(fù)雜。因此，必須根據(jù)使用要求及安全的原則，設(shè)計(jì)中應(yīng)合理布置巷道，施工中加強(qiáng)測(cè)量放線工作，避免無效進(jìn)尺。因此，要選擇適應(yīng)大變形、可以復(fù)用、施工容易的支護(hù)方式和參數(shù)。要注意的是，采區(qū)上山和下山得名主要是根據(jù)其傾斜巷道與主要運(yùn)輸大道標(biāo)高關(guān)系，而與施工方向無關(guān)。（2）在保證重點(diǎn)工程的前提下，只要運(yùn)輸、提升、通風(fēng)、排水等條件許可，應(yīng)先掘進(jìn)上山巷道，開展多工作面施工。因?yàn)閰^(qū)段軌道巷是沿煤層走向掘進(jìn)，這樣可以先探清煤層變化情況，為區(qū)段輸送機(jī)巷道確定最終合理方向。但當(dāng)采區(qū)地質(zhì)情況不清楚時(shí)，最好等上山全部掘完或掘過一部分后再掘區(qū)段運(yùn)輸巷道。此時(shí)，上山可由上向下掘進(jìn)，必要時(shí)也可上下對(duì)頭掘進(jìn)。我國(guó)目前仍以懸臂式掘進(jìn)機(jī)單巷掘進(jìn)為主。因此，煤巷機(jī)械化掘進(jìn)和錨桿支護(hù)技術(shù)己經(jīng)成為煤層巷道施工的主要方法，成為我國(guó)高產(chǎn)高效礦井建設(shè)和生產(chǎn)必不可少的技術(shù)支撐。目前我國(guó)采區(qū)巷道的斷面形狀仍以梯形為主，少量為拱形。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。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。傾斜煤倉一般是拱形斷面，其傾角在60176。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。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。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%。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。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。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。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。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。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)。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。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。我國(guó)目前仍以懸臂式掘進(jìn)機(jī)單巷掘進(jìn)為主。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。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。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(guó)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。目前掘錨機(jī)組在國(guó)外已趨成熟并得到了廣泛應(yīng)用。連續(xù)采煤機(jī)多巷掘進(jìn)是美、澳等主要采煤國(guó)家長(zhǎng)期采用的掘進(jìn)技術(shù)。連續(xù)采煤機(jī)采掘合一，推進(jìn)速度快，效益好。（3）全面推廣錨桿支護(hù)技術(shù)。4. 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的發(fā)展前景如何？答：國(guó)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。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。如果說國(guó)外的LH1300型掘進(jìn)機(jī)重50t是適當(dāng)?shù)脑?，考慮到我國(guó)在原材料與制造精度等方面與先進(jìn)國(guó)家相比尚存在一定差距。5. 國(guó)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。但根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，在今后較長(zhǎng)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(guó)煤礦巖巷施工的主要形式。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(guó)煤礦的實(shí)際情況，具有推廣價(jià)值。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。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。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）軟巖巷道圍巖變形有明顯的空間效應(yīng)。（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。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。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。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。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)。（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。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(jiǎn)單、巖性比較堅(jiān)硬的巖層內(nèi)。（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。夾角。（4）應(yīng)使主要巷道免受采動(dòng)壓力影響。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。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。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。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。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。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。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(zhǎng)的巷道，摧毀巷道內(nèi)的設(shè)施。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(guó)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。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。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