随着锚杆支护技术在我国煤矿巷道围岩控制中的应用越来越广泛，锚杆支护的优越性已经得到了普遍认同，锚杆支护不仅方便，支护速度快；而且支护效果明显，可显著提高巷道围岩稳定性。虽然锚杆支护理论及实践已日渐完善，但在不同的区域，不同的矿井，受地质条件及材料选择的影响，锚杆在实际应用中仍存在一些问题，针对一号煤矿，具体表现在以下几个方面：

 

 

　　通常拱形巷道承压较好，锚杆问题主要体现在回采巷道矩形断面支护上，黄陵一号煤矿目前使用的锚杆有两种形式，一种为左旋无纵筋螺纹钢锚杆，另一种为玻璃钢锚杆，规格均为φ20mm×2100mm，树脂端锚。

 

　　（1）左旋无纵筋螺纹钢锚杆用于回采巷道掘进顶板及副帮侧支护。随着一号煤矿采掘范围广度、深度不断加大，矿井围岩地质条件越来越复杂，加之围岩应力在重新分布后对巷道扰动加大，目前使用的φ20mm×2100mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆时有出现锚杆托板被压反甚至螺母压脱；若锚杆施工角度偏大或者被施工设备拉弯，锚杆螺母与杆体易形成点接触，受力后在接触点易出现裂缝甚至破断。

 

　　（2）玻璃钢锚杆用于回采巷道主帮侧支护，受回采工作面采动压力影响，目前使用的φ20mm×2100mm玻璃钢锚杆失效率较高，可达到50%，具体表现在锚杆螺母及杆体螺纹被压平螺母脱落，严重的有螺母被压裂开或杆体直接被压断。

 

 

　　2.1理论分析

 

　　巷道围岩开挖后自我寻找平衡达到稳定，稳定的程度与地质条件和工程条件相关。松散破碎的围岩也会自稳，即使是松散介质，当这种介质的基本结构体互相咬合也能达到相对稳定平衡，这称之为巷道的自稳现象。

 

　　影响围岩稳定的因素是那些围岩体中存在拉应力的单元；产生塑性破坏的岩体在大多数情况下仍然视为岩体的承载主体；围岩顶板的稳定是由于巷道顶板中存在有自稳隐形拱，自稳隐形拱是地下空间上部稳定区域的界面，自稳隐形拱将地应力分散到巷道两帮。

 

　　根据自稳隐形拱理论要点：

 

　　①锚杆支护工作只是保护一定范围围岩的相互咬合，防止自稳隐形拱内围岩局部突变，保护围岩的外界视觉；

 

　　②帮锚杆的有效作用可以消除极限自稳隐形拱，缩小围岩的不稳定范围；

 

　　③顶锚杆的有效作用可以缩小自稳隐形拱，增加顶板的稳定性；

 

　　④锚杆支护设计中至少要有两根锚杆深入到自稳隐形拱内500mm以上并施加预应力。

 

　　由此可以推断随着矿井不断延伸，矿山压力显现日益明显，加之受相邻回采工作面采动压力影响，巷道极限自稳隐形拱也在随之逐渐扩大，目前使用的锚杆已达不到消除或缩小极限自稳隐形拱的作用，不能有效地维护顶帮稳定性，顶帮围岩突变也直接对锚杆造成突然的承载负荷，极容易达到杆体的屈服极限，造成锚杆失效或损坏。

 

　　2.2材料分析

 

　　一根合格的锚杆在受力后，要经过围岩变形—锚杆受力后被拉伸—围岩中积聚的能量随围岩变形而释放—围岩变形量达到一定程度后锚杆变形超过其容许量—锚杆受力达到破断强度而断裂—支护失效。如果锚杆制作有缺陷，存在材质选择问题，弱面，螺纹段强度低等问题，在围岩发生变形时，锚杆因螺纹段先达到破断极限而断裂，此时锚杆延伸量很小，锚杆不能经过“拉伸—围岩应力释放、泄压”的过程，而是受力后锚杆在螺纹处迅速被拉断，从而失去对围岩的支护作用。

 

　　针对锚杆存在问题以及分析情况可以看出，左旋无纵筋螺纹钢锚杆问题的解决重点是要消除或缩小巷道极限自稳隐形拱，而玻璃钢锚杆问题的解决重点是增加螺纹及杆体强度。

 

　　解决左旋无纵筋螺纹钢锚杆问题就必须通过巷道矿压监测分析了解目前矿山压力以及采动压力影响下的巷道自稳隐形拱分布情况，结合分布情况适当优化杆体长度及杆体直径，使得杆体能够有效的深入自稳隐形拱内，保护一定范围内围岩的相互咬合，消除或缩小极限自稳隐形拱，防止围岩局部突变对杆体造成突然性的破坏。

 

　　对玻璃钢锚杆改进可通过增加杆体内玻璃丝提高杆体强度，并且必须保证锚杆外露段螺纹承载力不应低于杆体破断强度的95%，在做锚杆延伸率监测时，整个锚杆杆体延伸率应不低于规定值，这样杆体强度和延伸率两项监测指标才算合格，锚杆才能适应巷道支护需要。

 

 

　　锚杆支护技术在过去的几十年里经过不断发展，完善，应用范围不断扩大，已经成为矿山支护的主要技术手段。然而锚杆规格、材质的选择还是要根据地质条件以及矿山压力变化情况，结合矿压监测分析及时合理的进行优化，也就是说锚杆的选择应该是一个动态变化的过程，矿井延伸不同时段锚杆技术参数及材质选择应该是不同的，这样锚杆支护才能有效地适应不断变化的矿山条件。