通过对围岩收敛线计算结果的分析可知，合理的支护设计应满足两个基本条件：一是能保证围岩与支护结构的基本稳定，二是能适应围岩与支护结构的最大位移。

　　情况Ⅰ，即岩体处于无水或完整状态，支护结构采用喷射混凝土，强度等级为C20。当支护抗力Pi=1.0MPa，喷射厚度为155mm，要适应围岩的最大位移291mm，需分3～4次喷射，由于支护刚度过小，难以保证围岩稳定性。当支护抗力Pi=1.5～2.0MPa时，喷射混凝土厚度则需235～320mm，如此厚度的喷射混凝土施工困难，同时要适应221～179mm的围岩变形。

　　情况Ⅱ，当满足支护抗力临界值Pi=2.0MPa时，喷射混凝土的厚度为320mm，此时相对应的围岩最大位移为344mm，其施工难度比情况Ⅰ更大，为确保工程可靠度，需增加钢筋网或支架。

　　情况Ⅲ，使围岩和支护结构趋于稳定的支护抗力临界值为3.5MPa，显然单靠喷射混凝土支护，其刚度远远不够。鉴于该地段地层构造复杂，岩层多变，参考以往支护设计经验，其支护宜采用锚喷与U型钢支架联合支护方式，技能满足支护刚度的要求，同时具有适应403mm围岩变形的能力。

　　2.6支护控制线的确定

　　根据石门所穿岩层的具体情况，确定支护结构设计依据情况Ⅲ，即岩体处于浸水或破碎的状况。选择锚喷与U型钢支架联合支护方式。根据围岩与支护结构相互作用关系，联合支护抗力只考虑喷射混凝土和U型钢支架提供的支护能力，锚杆的作用是改善围岩力学性质。

　　先喷射厚度0.05m的混凝土，防止围岩风化，接着架设29U钢支架，以获得一定的支护刚度，控制围岩变形。组合支护控制线方程为：

　　U=U+0.0005143P

　　式中U——架设U型钢支架前围岩的初位移。

　　一般来说，为适应围岩最大位移量要求，减少作用在支护结构上的围岩压力，适当推迟设置支护时间是有利的，然而，该地段围岩条件差，裸露时间延长，易风化，自身强度会衰弱，松动区范围相应扩大。

　　设计要求支护尽量紧跟工作面，鉴于1个施工作业循环为1.5m，可查得喷射混凝土前的围岩初位移约为135mm。图7中曲线1为喷射混凝土控制线，曲线2为喷射混凝土与U型钢支架联合支护的控制线。U型钢支架设置时间滞后1个施工作业循环，查得对应的围岩初位移U0g=209。因围岩位移量较大，为与之相匹配，设计采用可缩性U型钢支架，径向允许收缩量为200mm，同时为使支架受载均匀，在支架背板后留充填层150mm，考虑其压缩量为1/3，则实际允许收缩量为250mm，允许最大位移U0g=0.209+0.0005143×3.5+0.2+0.05≈0.461m，想此值大于0.403m，小于0.483m。

　　3.结语

　　按收敛控制法的原理既能定性描述围岩-支护的互相作用，又能定量计算最小支护抗力和最大围岩位移值，支护设计目的明确，针对性强，经济合理；将监测结果与设计值相对照，并及时反馈信息，既能修正设计、指导施工，又可避免围岩误入松动区造成巷道失稳而返修。[科]

　　【参考文献】

　　[1]孙均，侯学渊.地下结构.北京：科学出版社.

　　[2]重庆建筑工程学院.岩石地下建筑结构.北京：中国建筑出版社.

　　[3]杨天祥.结构力学.北京：人民教育出版社.

　　[4]张荣立，何国纬，李铎.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社.