? 以松木為主要材料的木支護方式至今在南方煤礦區(qū)仍占70%以上，絕大多數(shù)煤礦在回采工作面及煤巷掘進中基本使用木支架。因此，如何解決巷道開拓在煤層中，既要安全進尺到指定位置，以提高煤炭資源回收率，又要千方百計降低百米巷道維修費用，這樣，對支護方式的探討就具有其重要意義了。

??? 本文對回采煤層頂區(qū)時，上風(fēng)巷下底梁支護和在中厚煤層或“雞窩”狀煤層等構(gòu)造帶中的掘進支護方式作如下探討：

??? 一、本文所述該礦煤系地層屬上三迭統(tǒng)焦坑組，系山麓堆積相一沖積相與湖泊相，巖相變化復(fù)雜

??? 煤層位于焦坑組下段，該礦區(qū)共有17條較大的斷層。掘進片盤回風(fēng)巷時，由于上分層回采面及順槽地段回柱質(zhì)量差或上分層留存的孤立煤柱等都因?qū)Φ貞?yīng)力規(guī)律未掌握,而造成風(fēng)巷、順槽、開切眼等巷道施工中，飽受壓力破壞之苦；另一方面，回采面傾角變化大，其直接頂屬二類頂板，易冒落底板其基底不平，底豉頻繁；煤質(zhì)上松下硬依次為粉煤、互層煤粉塊煤、塊煤，煤層節(jié)理發(fā)育，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這一切都給掘、采時的支護方式和噸煤成本的控制帶來很大困難。

??? 二、回風(fēng)巷掘進中的下底梁支護工藝試驗

??? 1、試驗理由。以頂區(qū)采面上風(fēng)巷為例。該礦上風(fēng)巷沿煤層跟頂板掘進，采用直徑20公分的1.6米長梁，2.2米棚腿的單體木支架支護。由于各種因素造成在地應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)施工，即使沿空送巷，巷道也難以維護，常常打完50米煤巷則要全面落軌道整改一次以上，折斷率達(dá)40-60%，局部地段竟高達(dá)到80%。隨著回采面推進，距上出口50米內(nèi)巷道急驟下沉，這給生產(chǎn)過程帶來很大的不便和威脅，于是筆者提出在上風(fēng)巷施工中采用下底梁支護實驗。

??? 2、試驗?zāi)繕?biāo)。(1)當(dāng)月的煤巷折柱率應(yīng)小于10%，做到少修護、少落道；(2)巷道斷面維持時間要能在三個月左右，上出口凈高不小于1.8米，凈寬不小于1.6米；(3)巷道單體支架下沉量要小于30公分。

??? 3、理論依據(jù)。(1)礦壓的傳播機理：掘進中的煤巷受上部采動或爆破力影響，圍巖的應(yīng)力在施工區(qū)域內(nèi)重新分布，巷道上方巖柱下沉，分力轉(zhuǎn)移到巷道兩邦及底板上，使支架棚腿受側(cè)壓力及底板鼓力所形成的集中地應(yīng)力破壞。當(dāng)集中應(yīng)力超過圍巖極限及支架強度后，巷道變形，支架下沉快。傳統(tǒng)礦壓理論認(rèn)為，支架下沉及折斷都由頂壓造成。而新礦壓理論則認(rèn)為：支架支護的關(guān)鍵重點不是頂板，而是底板的鼓起力。這一理論，筆者在該礦實踐觀測中得到證實。

??? 支架受力分析：

??? 上復(fù)巖層的重量分解作用于支架兩側(cè)壓力和地板鼓力，按計算公式：

??? r0兩邦煤或巖石容重h1巷道高度h0巷道上方自然拱高度

??? φc巖石內(nèi)摩擦角

??? 計算表明：其橫軸方向上產(chǎn)生的抗壓強度大約3倍于縱軸方向上的抗彎強度，產(chǎn)生的底板拱起力與支柱底部截面大小成反比。故下底梁的支架其底部受力面積為不下底梁的3～5倍,使巷道壓力減小，整體支護均勻、穩(wěn)定性好。該礦在新付井過流沙層施工中采用反拱法施工，取得了很好效果，但在上下風(fēng)巷與順槽搞反拱法則成本過高且因巷道斷面狹小而不易執(zhí)行，因此只有使用下底梁法。

??? (2)實例：+190N5上風(fēng)巷從1月11日開始下底梁試驗，當(dāng)采煤工作面由北往南推進70米時，煤巷掘進隊將上風(fēng)巷移交給采一區(qū)驗收，驗收小組一致稱贊此上風(fēng)巷為我礦歷年來支護最好的巷道，其平均凈高1.80米，寬1.7至1.8米左右。掘完109米時僅落道一次，平均降軌道20公分。當(dāng)掘完140米后全面落道一次，平均落道30公分,用去45個工日。巷道平均下沉量為1厘米/日，全巷安全狀況良好。實驗證明：由重點對頂板的支護改為對底板的支護則可以有效減輕減緩支架受壓狀況，達(dá)到安全、方便之目的。