锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式，由于对围岩强度的强化作用，可显著提高围岩的稳定性，加之成巷速度快、劳动强度低、提高巷道断面利用率、简化回采面的端头维护工艺，明显改善作业环境和安全生产条件，成为矿井巷道的主要支护形式，得到了大力推广应用。

 

　　使用锚杆支护，既可发挥其加固拱作用和悬吊作用，使复合顶板内的各煤岩体与锚杆紧固成一个所谓的“组合梁”，从而提高顶板岩层的抗弯强度，减少各岩层层面滑移、离层和冒落的机率，从而保证巷道的稳定性，又能适应国家天然林保护工程实施以来所导致的木材无法采购的外部环境。锚杆在煤巷中的支护理论和实践已经成熟，但是我国煤巷锚杆支护的效果不理想，究其原因，既有现场地质条件的复杂多变，也有施工工艺的原因。煤巷锚杆支护主要有以下特点：a.提高巷道断面利用率。采用锚网支护，既能有效地控制围岩变形，又极少占用巷道有效空间，从而提高巷道断面利用率，满足了“双高”工作面综采设备不断更新，巷道断面不断扩大的实际需要。国内煤巷采用锚网支护后，断面利用率提高了10%～17%，以满足“双高”工作面要求；b.减少辅助运输工作量。采用锚网支护后，不需要运输大量的支护型钢及其它辅助材料，改善了两巷工作环境，减轻了工人劳动强度，加快了循环进度；c.极大地改善了综采面端头支护情况，简化工作面超前支护方式，确保工作面出口畅通，有利于综采面快速推进，实现高产高效。

 

　　二、我国煤矿的锚杆支护技术现状

 

　　我国锚杆支护起始于上世纪50年代，1956年，部分煤矿开始应用刚砂浆无托板锚杆和机械端锚，这类单体锚杆仅适合于稳定的岩石巷道，不适合用于围岩较软的煤巷。上世纪80年代到90年代，我国进入了以锚梁网和锚带网为代表的组合锚杆支护阶段，由于锚杆支护劳动强度低，经济效果与利益高，对破碎岩体的加固效果好，所以，我国煤矿中开始广泛应用锚杆支护技术。到1998年，煤巷中锚杆支护比重已达到20%以上。锚喷支护首先在支护形式和基本理论有所突破（意为打开缺口突破难关），将被动支护变为主动积极地支护方式，可行地保持了围岩的稳定性和整体性；其次，锚喷支护可以最大化发挥围岩自身的支撑作用，将围岩从荷载转化成为载体，可行地抑制了围岩的位移和变形。最后使围岩、锚喷层和锚杆形成一个有机的整体，在三者的共同作用下，围岩岩体的整体性可以保持。

 

　　三、煤巷锚杆支护技术

 

　　1、锚索联合支护

 

　　巷道支护采用锚杆时通常与锚索进行联合支护。锚杆锚索联合支护是一种先进的支护技术，它利用锚杆、锚固剂及其护表构件给围岩～定的支护强度，与围岩组成支护体系，承受各种围岩应力和采动应力，达到支护的目的。在软弱破碎围岩条件下，巷道围岩的变形量很大，巷道开挖后立即采用锚索支护可能会因锚索延伸量超过极限而破断。因此在巷道开挖初期只安装锚杆，通过锚杆的加固作用，锚岩支护具有一定的承载能力，允许围岩发生较大的变形，释放围岩变形能，围岩在一定变形范围内可以保持自身稳定。随着围岩变形量的增大，锚岩支护支护体的承载能力和自稳能力降低，当锚岩支护的自稳能力达到极限之前、围岩剩余变形小于锚索工程延伸量时，安装锚索减少了围岩对锚索延伸量的要求，保持锚岩支护体和围岩稳定。通过锚杆和锚索联合支护提高了支护阻力，减少了巷道围岩变形。锚杆和锚索发挥了各自的优势，在巷道巷道开挖支护初期，以锚杆的柔性支护为主，后期以锚索的悬吊作用为主，从而大大改善了锚杆支护的整体支护性能，达到控制围岩大变形的目的。

 

　　2、预应力锚索支护

 

　　预应力锚索支护技术主要是将一定长度的低松弛高强度钢绞线配以专用锚具，通过树脂或砂浆进行锚固，再通过液压千斤顶在其尾部施加预应力，达到对巷道顶板进行锚固支护的作用。煤矿普遍使用的小孔径预应力锚索根据锚固形式的不同，结构会有所差别，根据设计需要对端部进行一定长度的锚固。锚索由内锚固段、钢绞线自由伸缩段和外锚固段（包括托盘、锚具和钢绞线）组成；全长锚固锚索体在钻孔中与胶结体全长黏结锚固，一般不施加预紧力，只用少量力把锚具设好即可。小孔径预应力锚索支护是锚杆支护技术发展中占有重要地位的一种支护形式，与普通锚杆相比，一是长度大（其他行业使用的锚索长度，可达40-90M，煤矿目前使用的锚索也在5-20M之间，所以锚索能够远远超过围岩松动破坏范围而锚入到深部稳定岩石中）；二是可以施于预应力（预应力可以达到1000-6000KN，煤矿井巷中常用的也在200KN以上），且施工灵活，可以和其他多种支护形式进行组合使用。同时具有不缩小井巷断面、工期短、安全可靠、节约资金等优点，也能限制岩体的有害变形发展，从而保护岩体的稳定，延长井巷的有效服务期限。

 

　　3、桁架锚杆

 

　　桁架锚杆是组合锚杆的一种，主要由斜锚杆和水平拉杆组成，根据支护巷道断面的大小和顶板条件的不同，桁架锚杆可采用不同的形式，主要有：单式桁架，复式桁架（在巷道跨度方向上由2～3套单式桁架锚杆组成）、交叉桁架（由单式桁架锚杆交叉形成十字形）、连续桁架（在巷道长度方向上通过结构将单式桁架锚杆或复式桁架锚杆连成整体）。桁架锚杆的应用范围较广，可用于支护顶板完整或节理裂隙发育、破碎的回采巷道和断面较大或悬顶面积较大的硐室或巷道交叉点。

 

　　在巷道掘进中，选择科学合理的支护技术和方法已成为提高巷道支护效果，实现矿井安全生产的关键。巷道支护方式的选择意义重大，不同的水文地质条件、不同的掘进方式都影响着支护方式的选择合理性，依据巷道状况科学选用锚杆或锚杆、锚索联合支护既能达到支护强度要求，又能减少人力消耗和材料支出，是巷道支护设计的优先选择。