本書講述了煤礦兩種特殊巷道的關(guān)鍵技術(shù)，因此內(nèi)容也相應(yīng)地分為兩個(gè)部分：第一部分為完全沿空掘巷關(guān)鍵技術(shù)，第二部分為富水松散砂巖巷道關(guān)鍵技術(shù)。
　　目前國內(nèi)外關(guān)于完全沿空掘巷的相關(guān)研究很少，自20世紀(jì)60年代至今的60多年內(nèi)，有據(jù)可查的僅6例，其中2例還是在近3年里實(shí)施的。作為這兩個(gè)項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人之一，筆者參與了其中的許多工作。過去的60多年里，由于僅實(shí)施了6例完全沿空掘巷工程，故該方面的理論研究非常少。很多煤礦開采的專家學(xué)者認(rèn)為完全沿空掘巷存在瓦斯噴突、煤層自燃和采空區(qū)突水等難以避免的隱患，因此不愿意為之，而將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術(shù)與支護(hù)機(jī)理的研究方面。
　　對小煤柱沿空巷道的大量研究均涉及了上覆巖層的穩(wěn)定性，其中關(guān)鍵塊的形成、關(guān)鍵塊的尺寸、關(guān)鍵塊的穩(wěn)定性方面的研究成果較多，這些成果在近20年來對我國煤炭工業(yè)的快速發(fā)展起到了巨大推動作用，也為完全沿空掘巷的研究提供了寶貴的理論和經(jīng)驗(yàn)。但不可否認(rèn)的是，這一方面的研究尚存在不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①關(guān)鍵塊的長度一直借用老頂跨落的步距公式，或僅是利用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的近似計(jì)算；②關(guān)鍵塊在實(shí)體煤中斷裂位置的計(jì)算也完全依賴于數(shù)值模擬的結(jié)果，雖然有相關(guān)研究將煤體的極限平衡原理應(yīng)用于關(guān)鍵塊斷裂位置的計(jì)算，但仍缺乏實(shí)驗(yàn)論證。
　　由于完全沿空掘巷一直以來被很多人視為禁區(qū)，因此研究成果很少。將其視為禁區(qū)的原因主要是存在3個(gè)重大隱患：采空區(qū)余煤自燃、采空區(qū)瓦斯噴突和采空區(qū)積水。本書針對上述3個(gè)因素一方面創(chuàng)新性地提出了一系列的研究方法與對策，另一方面也得出了上述3個(gè)隱患都是可以排除的結(jié)論。
　　本書主要分為兩個(gè)部分，其中第一部分的研究內(nèi)容主要包括剖析完全沿空掘巷關(guān)聯(lián)影響因素與相關(guān)對策、確定上覆關(guān)鍵塊的賦存狀況、相關(guān)的現(xiàn)場測試及計(jì)算方法、揭示支護(hù)壓力的非對稱性與相關(guān)的現(xiàn)場測試手段、展示采空區(qū)與實(shí)體煤交界處地應(yīng)力數(shù)值的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和總結(jié)完全沿空掘巷的支護(hù)原理與非對稱錨架組合支護(hù)方式及支護(hù)效果。作為一種應(yīng)用案例很少的巷道布置方法，可供借鑒的資料太少，可直接應(yīng)用的理論也不多�；�于研究的嚴(yán)肅性和成功率的考量，本書將工程地質(zhì)資料的精細(xì)分析與現(xiàn)場實(shí)測作為重點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)之上結(jié)合數(shù)值分析方法、幾何數(shù)學(xué)原理、彈性力學(xué)理論等相關(guān)理論，最終通過巷道□形的監(jiān)測數(shù)據(jù)及工作面的成功開采論證了本□□□采用的系統(tǒng)方法的正確性。
　　本書第二部分是富水松散砂巖巷道關(guān)鍵技術(shù)，研究背景是2013-2016年煤炭行業(yè)異常嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)形勢，國家和地方政府均大力倡導(dǎo)節(jié)支增效。地質(zhì)條件不同的礦井，雖節(jié)支增效的手段有所不同，但安全高效的巷道施工技術(shù)卻是每個(gè)礦井必須研究的重要課題。
　　色連二號礦井主采侏羅系煤層，侏羅系地層以泥巖、砂質(zhì)泥巖和粗細(xì)砂巖為主，其中的砂質(zhì)泥巖、泥巖質(zhì)地較軟，強(qiáng)度低，抗風(fēng)化能力極弱，遇水、空氣后強(qiáng)度急劇下降，甚至砂化、泥化，成為松散體；而礫巖及各粒級的砂巖均為孔隙式砂泥質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)較疏松，失水后易干裂破碎。
　　該地質(zhì)條件下，要想實(shí)現(xiàn)巷道的安全高效掘進(jìn)，首先要解決松散富含水巖層靜含水造成的頂?shù)装鍘r性極度弱化、工作面嚴(yán)重涌水、巷道表面嚴(yán)重淋水等問題。作為本項(xiàng)目的重要研究成果之一，巷道掘進(jìn)之前利用超前鉆孔將巷道所屬區(qū)域一定范圍內(nèi)的巖層靜含水預(yù)先抽放是切實(shí)可行、標(biāo)本兼治的技術(shù)措施。去除了頂板水害的影響，即可順利實(shí)施松散富水砂巖巷道安全高效的施工機(jī)械化配套技術(shù)、安全高效施工工藝和施工組織措施以及圍巖支護(hù)技術(shù)。
　　除消除水害問題之外，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的綜掘機(jī)械化作業(yè)線是實(shí)施安全高效施工的又一必備條件。綜掘機(jī)械化作業(yè)線由若干設(shè)備組成，各設(shè)備的配置必須滿足機(jī)械化配套的要求。此外，作業(yè)方式、管理模式、施工工藝則是充分發(fā)揮效率的重要手段，其設(shè)計(jì)的科學(xué)與否直接關(guān)乎著能否實(shí)現(xiàn)安全、高效的生產(chǎn)。
　　作為我國煤炭行業(yè)一個(gè)工程地質(zhì)條件十分特別的礦區(qū)，內(nèi)蒙古東勝礦區(qū)侏羅系松散富水砂巖的巖性特征、水害影響使得該地區(qū)礦井建設(shè)和煤炭開采的各項(xiàng)技術(shù)獨(dú)具特色，第二部分的研究正是基于這樣的前提和背景展開的。