在煤矿巷道掘进工作中，快速支护施工工艺已成为提高巷道支护效果，实现快速掘进的关键。然而，锚杆支护作为一种有效的巷道支护方式，由于对巷道围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，因而成为煤矿矿井巷道的一种主要支护方法。

 

　　1、锚杆支护的相关理论依据

 

　　目前锚杆支护理论有悬吊理论，组合梁理论和加固拱理论等。悬吊理论是最早的锚杆支护理论，特别是在顶板土部有稳定岩层，而其下部存在松散、破碎岩层的条件下，这种支护理论应用比较广泛。其主要缺陷是仅考虑了锚杆的抗拉作用，没有涉及对破碎岩层整体强度的提高。

 

　　组合梁理论充分考虑了锚杆对岩层离层与滑动的约束作用，适用于层状岩层。该理论认为，锚杆提供的轧向力将对岩层浅层产生约束，并且增大了各岩层间的摩擦力，与锚杆杆体提供的抗剪力一向阻止岩层间产生相对滑动。

 

　　加固拱理论认为，即使在软弱、松散．破碎的岩层中安装锚杆，也可以形成一个承载结构。只要锚杆间距足够小，就能在岩体中产生一个均匀压缩带，它可以承受破坏区上部破碎岩石的载荷。

 

　　2锚杆支护系统的缺点分析

 

　　锚杆支护设计方法不够科学。虽然已制定煤巷锚杆支护规范，但设计时绝大多数采用工程类比法，支护形式和参数确定不够合理，有可能支扩强度太高，支护成本大，浪费了材料；在松软、软弱等特殊地质条件下支护强度也可能不足，出现片帮、冒顶等安全事故。锚杆的支护材料质量不能完全达到要求。

 

　　现有技术条件下，施工因素是直接影响锚杆支护可靠性的关键环节。施工人员对锚杆支护理沦的系统认识不足，对锚杆的安装操作质量管理不到位，施工达不到设计要求。锚杆支护中预应力普遍偏低。目前大量矿压观测发现，深井软岩巷道(包括煤巷)掘进期间围岩变形普遍在500—800mm以上，金属支架与普通的锚杆支护此阶段即遭到破坏。只有通过提高支护的预应力，从而，才能消除或大大减缓岩层软弱面的离层现象，同时减缓两帮围岩的应力集中程度和岩体破坏现象，初期围岩变形才能得到有效控制，进而实现快速增阻，达到锚固工作阻力的效果。

 

 

　　3．1锚杆与锚索联合支护原理

 

　　一些综放工作面其顶扳抗压强度较低，受压后易冒落，所以用—般悬吊理论(将顶板悬吊于直接顶)所设计的锚杆往往较长(2．5m以上)而失去实际意义。对于这类巷道锚杆支护的理论基础采用“围岩松动圈巷道支护理论”。锚索支护弥补了锚杆长度的不足，预应力大，承载能力强。其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中，对被加固的岩体预先施加压应力，限制岩体的松动变形，从而保持围岩稳定。

 

　　将巷道开挖后，裂缝与围岩扩张所产生的碎胀力作为支护的主要对象，围岩状态不同，松动圈的大小也不同。当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时，锚杆支护的悬吊作用减弱．顶板会离层脱落。再采用预应力锚素补强加固，锚索长度大，预应力高，快速承载能力强，形成压缩圈厚度大，在较大预应力的作用下，把上部稳定岩层和下部组成的岩层梁再组合在—起，每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠，在复合顶板中形成—个厚度更大的均匀连续压缩带，各岩层面互相挤压层，而摩擦大大增加，使复合顶板形成拱粱，从而有效的提高了顶板的整体性、稳定性，加强了顶板的自承能力。

 

　　3．2创新联合支护的几种形式

 

　　锚杆与锚索联合支护是煤巷巷道掘进过程中的一种主要支护形式，可以与钢带、金属网、工字钢粱联合使用。最常用的是锚杆与锚索，网的联合支护形式。锚杆与锚索，钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小，顶板平整时常用锚杆加固伪顶，锚杆与锚索加固直接顶，锚杆与钢梁则能承受较大载荷。锚杆桁架是利用拉杆所产生挤压力，减少或消除下位岩层的拉应力。形成一种以顶板岩层受压，拉杆受拉，类似桁架的承载结构，但两帮围岩体强度要高，若顶板完整性好，分层厚度又大，应该使用锚杆与锚索联合支护，利用锚索钢绞线较长的特点，在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱，从而保持巷道支护的稳定性。

 

　　3．3联合支护效果和经济分析情况

 

　　单纯采用锚杆支护，支护费用高，工人劳动强度大，工序复杂，单进低。锚杆、锚素联合支护技术很好的解决了这些问题。据不完全统计，用锚网．锚索联合支护，每米巷道支护费用降低1200多元，对大中型煤矿而言，每年节约支护费用数千万元，可以创造出可观的经济效益，大大提高了安全系数。

 

　　用锚网、锚索联合支护，其运输量，运输环节及消耗量少，工人劳动强度大大降低。短掘短锚做到及时支护，消除了空顶作业，改善了安全生产环境，带来显著的社会效益。用锚网，锚索联合支护，巷道断面利用率可提高20-30％，通风阻力下降15％左右，可明显的改善安全生产环境。

 

 

　　通过以上分析比较支护效果，以及具体施工实践表明，采用锚杆与锚索联合支护技术，以加快施工进度，并能有效的控制巷道顶板围岩的下沉，避免巷道的重复翻修，围岩基本趋于稳定状态，完全满足巷道使用要求，达到预期的支护效果和目的。锚杆、锚索、金属网等构件组合形成悬吊作用、组合梁作用和加固作用，使被锚固岩层形成一个整体承载结构，改变了下部岩层受力状态，提高了岩层自身承载能力，有效地控制巷道围岩的早期离层，减少巷道围岩变形，提高了巷道支护的可靠性和稳定性。