付铁虎

华晋焦煤有限责任公司沙曲一矿 山西吕梁 033300

在当前煤矿巷道中广泛利用锚杆支护技术，可以维护煤矿生产工作的安全性，因此锚杆支护技术获得很多煤矿企业的认可，利用该技术有利于顺利推行煤矿系统工作。为了保障煤矿开采质量，我国需要积极研究锚杆支护技术，不断改进锚杆支护技术水平，保障煤矿整体技术效果。

1 概述锚杆支护技术的机理

巷道开挖工作会破坏岩体的应力平衡状态，重新分布应力场，为了避免巷道出现坍塌问题，在巷道开挖之后需要落实支护工作。锚杆支护技术属于柔性加固技术，主要是利用岩石和土壤的承载性，提高岩体整体的稳定性，通过组合梁作用和挤压加固拱作用，有效保护加固体。

1.1 强化巷道围岩

巷道开挖工作会破坏围岩平衡性，需要重新分布围岩结构，因为巷道表面具有突出的矿压，上覆岩属于沉积岩，需要发挥锚杆的悬吊作用，利用锚固力在内层稳定岩层悬吊外围失稳岩层，可以保障围岩稳定性。锚杆和围岩体属于一个整体，设置钢筋混凝土承载结构，可以提高围岩强度。研究巷道围岩体的锚固应力，建立应变曲线，利用锚固措施之后，显著提高了围岩体的强度。针对峰后破坏，利用锚固之后实现了延性和塑形破坏，应力降低更加平缓，因此锚杆有助于强化围岩[1]。

1.2 改善围岩应力状态

巷道开挖之后改变了围岩的原岩应力状态，巷道围岩开始交替出现拉应力和剪应力，这样会破坏巷道围岩。实现锚杆支护之后，在锚杆和围岩之后会产生压应力，预应力锚杆会增加围岩表面的方向压应力，巷道围岩就会承受三向受力。施加预应力锚杆，可以在一定程度上抵消围岩拉应力，同时可以缓解围岩的摩擦效应，使巷道围岩抗剪切能力因此提升，有效改善巷道围岩的应力状态。

1.3 约束巷道围岩

如果巷道围岩当中出现裂隙和弱面问题，围岩强度会因此降低，发挥锚杆的约束作用，可以避免围岩体滑动，保障巷道围岩的整体性。联合使用锚杆和钢制托盘等，可以有效约束破碎围岩，保障支护系统的稳定性。发挥金属锚杆的作用，可以降低煤岩体的弹性应变能力，避免围岩发生冲击破坏的问题。在锚杆打在巷道顶板上，这样可以缩小巷道顶板岩石裸露的跨度，提升顶板岩层的抗弯曲能力，提高了顶板稳定性[2]。

2 锚杆支护技术的特点

2.1 支护成本比较低

对比传统技术，锚杆支护技术具有较大的材料优势，减少巷道支护材料投资，同时也可以节省煤矿单位材料成本。利用锚杆支护技术只需占用较小的空间，同时不会占据巷道工作面，在巷道开挖过程中，可以适当的减少隧道断面，同时可以减少开挖工作量，节省开发成本，因为支护面积不断缩小，再加上锚杆支护具有稳定性特征，因此可以降低煤矿单位后续维护成本。

2.2 施工难度比较低

煤矿企业在利用锚杆支护技术的过程中不会利用太多的材料，极大的减少了材料运输工作量，同时提高了施工进度，实现快速掘进工作。在采矿过程中不断减少原料应用，同时会降低施工难度，维护采矿工作的安全性，同时可以降低整体工作量，锚杆支护结构比较简单，可以降低工作强度，保障整体开挖速度[3]。

2.3 迅速发挥支护作用

对比传统支撑方法，利用锚杆支护技术利用少量原料，可以保障采煤工作的机械化水平。在隧道开发工作过程中，利用锚杆支护技术可以提高运输效率和支护效率。锚杆支护技术的工艺比较简单，掘进之后可以及时施工，实现围岩支护的机械化施工。锚杆支护技术利用主动支护原理，锚杆加固围岩深部，可以建立承载结构，利用围岩强度，使围岩承载力因此提升，利用锚杆支护技术，可以有效提高巷道围岩的安全性和稳定性。

3 概述煤矿巷道的锚杆支护技术

3.1 悬吊式锚杆支护技术

因为不同区域围岩情况是不同的，增加了悬吊式锚杆支护技术应用难度。如果围岩周边出现很多碎石，可以确定围岩存在问题，如果利用悬吊锚杆支护技术，无法保护支护作的稳定性，还会快速垮落围岩层，全面破坏了围岩结构[4]。

3.2 组合梁锚杆支护技术

煤矿巷道围岩包括多个层次，这些岩层具有不同的形式，施工人员在锚固多层围岩的时候，可以利用组合梁锚杆支护技术，使围岩的承载力因此提升，如果岩层破碎性比较强，工作人员可以利用岩层间的摩擦力和挤压力，使围岩的稳定性得到保障。

3.3 组合拱锚杆支护技术

如果围岩破碎情况比较严重，工作人员可以利用围岩的挤压力和摩擦力，保障围岩的稳定性，也可以利用组合拱锚杆支护技术，使围岩承载力因此提升。在大断面巷道当中利用组合拱锚杆支护技术，可以对于多层破碎围岩起到锚固作用，减少围岩垮落的数量，同时发挥出岩层的挤压力和摩擦力，使拱形结构的承载力因此提升，避免围岩出现变形的问题，同时可以维护整体围岩的稳定性。

3.4 锚杆孔设计

在利用锚杆支护技术的过程中，锚杆孔关系到锚杆支护效果，在设计锚杆孔的过程中，煤矿单位需要根据标准规定，控制锚杆孔的孔径和孔间，尤其要控制锚杆孔的深度，深度要始终小于锚杆长度，同时还要合理控制锚杆孔的轴偏差。

4 锚杆支护技术的设计和发展

4.1 设计

在设计应用锚杆支护技术的过程中，可以利用工程类比法，根据简单的经验公式完成设计工作。也可以利用理论计算法，通过测算巷道围岩的力学参数，落实锚杆支护的力学分析，利用这种设计方法可以设计锚杆支护参数。根据计算机数值模拟，可以完成设计工作。也可以利用监测法，在设计锚杆支护技术的过程，为了保障巷道围岩的稳定性，可以利用这种技术。此外煤矿单位可以利用数字模拟软件模拟巷道设计情况，确定巷道内部应力应变分布情况，保障锚杆支护设计工作的合理性和可靠性。利用监测法可以提高围岩的自承能力，综合利用锚杆和喷射混凝土方法，避免围岩出现变形的问题[5]。

4.2 发展

锚杆埋在地下可能会出现锈蚀问题，为了延长锚杆使用寿命，煤矿单位需要加强研究锚杆防腐技术，改进现有的防腐技术，研发出高效的防腐技术。此外我国需要积极研究新的支护材料，加强检验和监督锚杆生产过程中，保障锚杆质量，提高锚固材料的性能水平。例如我国可以开发推广新型树脂锚固剂，使锚固支护的强度和刚度得到提升，加强粘结围岩和锚杆，尽早预紧处理锚杆，提高加载速度。此外煤矿企业需要加大力度培训技术人员，因为技术人员负责操作技术和设备，因此提升技术人员的素质，才可以保障锚杆支护技术应用水平。技术人员要灵活利用锚杆支护技术，促进锚杆支护技术可持续发展。

5 结语

煤矿企业需要深刻认识锚杆支护技术作用，促使技术人员灵活利用各种锚杆支护技术，同时需要明确技术应用过程中的注意事项，充分发挥出锚杆支护技术在煤矿巷道中的作用，提高煤矿生产工作的安全性，保障煤矿企业的综合效益。