我国煤矿锚杆支护技术的发展与展望

(1.煤炭科学研究总院 开采设计研究分院，北京 100013；2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013)

我国煤矿锚杆支护技术的发展与展望

鞠文君1，2

(1.煤炭科学研究总院开采设计研究分院，北京100013；2.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013)

总结了近20年来我国锚杆支护技术在支护理论、支护材料、设计方法、监测技术等方面的发展与创新，介绍了锚杆支护技术在软岩巷道、破碎围岩巷道、冲击地压巷道、大断面巷道、高瓦斯煤层巷道、底鼓巷道中的成功应用，指出了锚杆支护技术未来发展需要重点解决的几个问题。

强力支护理论；高强度锚杆；冲击吸收功；能量校核设计法

自1912 年德国谢列兹矿最先在井下巷道采用锚杆支护以来，锚杆支护技术用于巷道支护已有100多年的历史。我国于20 世纪50 年代开始在煤矿岩巷中试用锚喷支护技术，80 年代开始在煤巷支护中应用锚杆支护，90 年代引进澳大利亚成套锚杆支护技术，之后经过20多年不断研究探索，我国的锚杆支护技术在支护理念、支护材料、设计方法、监测技术等方面均取得了重大进展，煤巷锚杆支护的比重已经达到了60%以上，部分矿区达到了90%以上。锚杆支护技术的发展提升了我国煤矿巷道支护的整体水平，使巷道支护效果明显改善，成巷速度大幅提高，解决了大量复杂困难条件下的巷道支护难题，工人劳动强度明显降低，回采速度得到了释放，取得了良好的技术与经济效益，已经成为现代化矿井必不可少的配套技术。

1 锚杆支护技术的发展

锚杆支护近年来发展的一个关键点是支护理念的提升，更加明晰了“主动”支护的概念，强调预紧力和一次性支护对于保持巷道围岩稳定性的重要性；另一个关键点是锚杆支护材料的发展，经历了从无到有、从弱到强、从单一到多样化的发展过程，使锚杆支护的能力和适用性大大提高；同时，锚杆机具、监测技术等也得到了相应的发展；颁布了《煤巷锚杆支护技术规范》(MT/T1104 -2009 )，锚杆支护技术开始走向规范化。

1.1 锚杆支护理论的发展与创新

早期的锚杆支护理论，如“悬吊理论”、“组合梁理论”、“加固拱理论”等具有简单朴素、形象直观等特点，对于理解锚杆支护原理、指导锚杆支护设计起到了重要作用。上世纪后期，随着锚杆支护技术在我国试验和应用，对锚杆支护理论进行了比较深入地研究，董方庭教授等提出了“围岩松动圈支护理论”；侯朝炯教授等提出了“锚杆围岩强度强化理论”；陆士良等学者基于“新奥法”提出了针对软岩巷道的“二次支护”理论，这些理论的出现进一步推进了锚杆支护技术在我国的应用与发展。自上个世纪90年代引进澳大利亚锚杆支护技术后，经过不断地攻关研究和实践，锚杆支护理论又取得了重要进展。

针对深部及复杂困难巷道条件，以康红普为代表的天地科技股份有限公司开采设计事业部提出了高预应力、强力支护理论[1-2]。其要点是:

(1)大幅度提高巷道支护系统的初期支护刚度与强度, 可有效控制围岩不连续变形, 保持围岩的完整性。与传统的“先柔后刚、先让后抗”的支护理念不同，深部及复杂困难巷道支护应该是“先刚后柔再刚、先抗后让再抗”。

(2)预应力锚杆支护主要作用在于控制锚固区围岩的离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等扩容变形, 使围岩处于受压状态, 抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现, 在锚固区内形成刚度较大的预应力承载结构。

(3)锚杆预应力及其扩散对支护效果起着决定性作用。根据巷道条件确定合理的预应力, 并使预应力实现有效扩散是支护设计的关键，锚杆托板、钢带与金属网等护表构件在预应力扩散中发挥极其重要的作用。

(4) 预应力锚杆支护系统存在临界支护刚度, 即使锚固区不产生明显离层和拉应力区所需要支护系统提供的刚度。支护系统刚度小于临界支护刚度, 围岩将长期处于变形与不稳定状态。支护刚度的关键影响因素是锚杆预应力。

(5) 锚杆支护对巷道围岩的弹性变形、峰值强度之前的塑性变形、锚固区整体变形等连续变形控制作用不明显, 要求支护系统应具有足够的延伸率, 使围岩的连续变形得以释放。

(6) 对于深部及复杂困难巷道, 应采用高预应力、强力锚杆组合支护, 应尽量一次支护就能有效控制围岩变形与破坏, 避免二次支护和巷道维修。

笔者分析论述了冲击地压巷道中锚杆支护对冲击地压巷道的适应性，研究了冲击地压巷道锚杆支护的作用原理[3]，提出了冲击地压巷道的支护理念和“能量校核设计方法”[4],认为锚杆支护是冲击地压巷道最有效的支护形式，其优越性表现在：

(1)锚杆支护作为一种内在的支护形式，被“植入”在围岩中，有非常好的自身稳定性，不同于棚式支架受到冲击载荷作用易于失稳，表现出良好的耐冲击能力。

(2)锚杆支护可通过施加预紧力实现主动支护，早期承载，有利于保护和发挥围岩的自承能力。

(3)高强度锚杆、锚索材料的开发，可以使锚杆达到很高的支护强度，以应对冲击地压巷道的强烈矿压显现。

(4)锚杆支护的柔性特征使其能与围岩协调变形，能够适应冲击地压巷道的激烈变形。

(5)金属杆件的抗拉性能远高于其抗弯性能，锚杆支护利用了金属杆件的抗拉性能，而型钢棚式支架利用的是杆件的抗弯性能，所以锚杆支护的材料利用效能远高于棚式支架，因此表现出优良的支护效能。

笔者还总结了冲击地压巷道锚杆支护的作用形式：对围岩体整体强度的强化作用；对围岩应力状态的改良作用；对围岩变形破坏的约束作用；对冲击剩余能量的吸收作用。

针对冲击地压巷道来压猛烈、变形大、易底鼓的特点，笔者提出了“高强度、强让压、整体性”的支护理念。“高强度”是指锚杆支护系统给围岩提供足够高的支护阻力；“强让压”是指支护系统具有较大的变形能力，有很强的柔性；“整体性”是指锚杆支护与围岩一起形成一个封闭的完整支护体系，底、帮、顶全断面支护，锚杆与金属护表层(托板、钢带、金属网)及围岩紧密结合，互为表里，协调作用。

1.2 锚杆支护材料的发展

经过近20年的努力，锚杆支护材料发生了质的变化。木锚杆、竹锚杆、钢丝绳锚杆、圆钢锚杆基本被淘汰，普遍采用树脂锚固螺纹钢锚杆，所用的钢材由建筑螺纹钢向专用的锚杆钢材转变，杆体强度由低强度向高强度、超高强度方向发展，小孔颈预应力锚索得到广泛应用，锚杆、锚索的锚固形式趋向树脂全长锚固，更加强调锚杆预紧力的作用，开始注意钢材冲击韧性对锚杆脆断的影响，对锚杆的加工精度提出了更高的要求，展开对锚杆杆体及托盘、螺母、钢带、金属网等配件的精细化研究。具体成果体现在：

(1)锚杆杆体强度大幅提高 天地科技开采设计事业部与国内厂家合作研发了系列锚杆专用钢材：左旋无纵筋锚杆螺纹钢，型号有BHRB400，BHRB500,BHRB600，屈服强度分别为400MPa，500MPa，600MPa, 抗拉强度分别为570MPa，670MPa，800MPa,伸长率均为18%，是早期圆钢锚杆强度的1.80，2.11和2.50倍。

(2)对左旋无纵筋螺纹钢锚杆的外形花纹进行优化 早期的螺纹钢锚杆是由建筑螺纹钢加工的，与矿用树脂锚固剂配合效果不好，特别是全长锚固时锚杆推入困难。为此采用实验室试验的方法,对锚杆外形与锚杆锚固性能以及安装阻力之间的关系进行了研究,提出锚杆外形相关参数的合理值[5]。优化后的锚杆横肋高度由原来的1.46mm降低为1.00mm,间距由11.05mm增加到33.15mm,采用交错布置的方式。对锚杆横肋高度和间距优化后,锚固长度125mm时锚杆的拉拔力比改进前提高了7.7%;锚杆安装过程中的平均扭矩比优化前降低约40%,安装锚杆所需要的推力为优化前的50%左右。

(3)对锚杆冲击韧性进行了研究[6]在动压巷道中也常出现锚杆脆断的现象，研究表明这是由于材料的冲击韧性不足造成的。冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收塑形变形功和断裂功的能力，反映了材料内部的细微缺陷和抗冲击性能。冲击韧性由冲击吸收功来表征，冲击吸收功是材料强度和韧性的函数，强度和塑性的提高均能导致冲击吸收功的提高，塑性的影响要大于强度的影响。经过研究认为，屈服强度为500MPa的左旋螺纹钢锚杆的合理冲击吸收功值为42J。

(4)对锚杆的加工精度提出了明确要求[7]锚杆尾部螺纹应力状态复杂，通常会受到拉、弯、扭等复合应力作用，易在牙底产生应力集中，是杆体的薄弱环节。锚杆螺纹的加工质量对锚杆的力学性能有重要影响，以往常用车丝、剥皮和滚丝工艺加工螺纹，螺纹加工粗糙，强度损失明显，也不利于预紧力矩向预紧力的转化。为改变这种状态，提高了螺纹的加工精度，将大功率的滚丝机替换小功率滚丝机，并且改变了以往小作坊式的加工模式，研制了专用锚杆加工自动化生产线，逐步走向锚杆生产加工的专业化。

(5)新型锚索的柔性和承载力得到大幅提升 锚索的锚固深度大，承载能力高，可施加较大的预紧力，在巷道支护中有其独到的作用。小孔径树脂锚固预应力锚索在1996年研制成功，锚索可以向锚杆一样快速安装，提升了锚索应用的便捷性，这是我国对锚杆支护技术的重要贡献。起初锚索索体的结构为7股冷拔钢丝拧成的钢绞线，直径15.24mm，破断力为260kN，之后又开发了17.8mm和21.6mm的1×7结构锚索[2]。但是在使用过程中，发现此种结构锚索柔性相对较差，且延伸率偏小，为4%左右。为此，天地科技开采设计事业部与厂家合作开发了1×19结构的小孔径低松弛预应力锚索[2]，承载能力大幅度提高，直径22mm锚索极限承载能力达到600kN，比同尺寸1×7结构锚索提高了15.4%，延伸率也大大增加，达到了7%，同比增加了75%。锚索柔性明显得到改善，易于弯曲，安装过程送往钻孔省时省力。

(6)完善了托盘、钢带及金属网等锚杆配件 锚杆支护是一种整体的支护方式，各个构件的配套性对于巷道的支护效果起着重要的作用，往往一个构件的失效会导致整体支护强度的降低。研究确定合理的锚杆托盘形式为高强度可调心拱形托盘，配调心球垫和减摩垫片。开发了不同规格的W型钢带，使钢带的强度和刚度大幅度提升，并制定了矿用W型钢带标准(MT/T861-200)。在煤巷中推行菱形金属网，锚喷巷道中推行钢筋网。

(7)开发了多种具有特殊功能的树脂锚固剂 锚杆支护系统中最关键的一点就是锚固力，树脂锚固剂粘结力强度大、固化时间快、安全可靠性高，已得到广泛应用 。常用的树脂锚固剂型号包括超快速(CK)、快速(K)、中速(Z)和慢速(M)4种，但是常用的树脂锚固剂由于稠度大，全长锚固时搅拌树脂药卷、安装锚杆困难。为此，在原有树脂锚固剂的基础上研究出了低黏度全长锚固树脂锚固剂，如MSZ2570和MSM2660锚固剂，低黏度全长锚固树脂锚固剂大幅度减小了搅拌树脂药卷的阻力。另外，还开发了防水锚固剂、底板锚固剂等专用产品[8]。

(8)开发了特种锚杆、锚索 煤矿日趋复杂的地质条件使得单一的锚杆支护形式不能够满足所有巷道的支护要求，需要开发一些相适应特种锚杆、锚索。目前主要的特种锚杆(索)有：锚注一体锚杆、自钻锚杆、可切割玻璃钢锚杆、恒阻大变形锚索等。

1.3 锚杆支护设计方法的发展

传统的巷道支护设计方法包括4大类：理论计算、工程类比、数值计算和监测法，基于国内外已有研究成果和工程实践，天地科技开采设计事业部提出了“锚杆设计动态信息法”[9],其要点为：基于地质力学测试结果提供的围岩基础参数，包括围岩的强度、结构和地应力的大小和方向等，评估巷道围岩的稳定性；根据评估结果和工程经验，确定锚杆支护初始参数；采用数值计算进行多方案的比较，选出最优方案；进行井下试验，在试验的过程中根据矿压监测结果修正和完善初始设计；继续进行监测，不断完善设计。

笔者针对冲击地压巷道支护，提出了“能量校核设计方法”。根据著名冲击地压能量理论，随着采掘范围的扩大，矿体-围岩系统的力学平衡达到极限时就会失稳破坏，破坏过程中，围岩既要吸收能量，也会释放能量，如果释放的能量大于吸收能量就会发生冲击地压。围岩破坏过程中释放的能量与吸收能量的差值称为剩余能量，剩余能量的数值即为冲击地压发生时抛出的围岩的动能。锚杆支护具有吸能作用[4]，如果支护系统能吸收全部剩余能量，那么就不会有围岩抛出，就可以避免冲击地压的发生。基于这一原理，提出了能量校核设计法，具体步骤为：首先根据巷道的地质条件和生产技术条件对其冲击危险性进行评价；然后根据评价结果提出巷道支护方案；再通过数值模拟方法对支护参数进行优化；计算巷道剩余能量和支护系统的吸能指标，判定设计是否满足抗冲击要求，否则重新进行设计。

1.4 锚杆支护监测技术的发展

锚杆支护属于隐蔽性工程，支护设计不合理或施工质量不好都有可能导致巷道失稳，出现安全事故，因此非常有必要进行巷道矿压监测。常规的矿压监测包括巷道表面位移监测，围岩深部位移监测，锚杆(索)受力监测，顶板离层监测等。为此研发了多种监测仪器，包括ZW-4/6多点位移计、LBY-3顶板离层指示仪、CM-200测力锚杆、GYS-300锚杆(索)测力计等[10]。

近年来，开采设计事业部又开发了KJ25压力综合监测系统，实现了由人工测量到自动测量，由间断测量到连续监测，由静态监测到动态监测的转变。监测系统以总线智能传感器为基础，既能单独监测(显示、报警)，又能以总线方式传输数据，上传到监控中心。配套监测软件是一个专家系统，能够显示、保存、查询数据，同时具有分析、选择、判读功能，融安全监测和智能分析于一体[11]。

2 锚杆支护技术在困难巷道中的应用

随着锚杆支护技术的不断发展，锚杆支护的支护能力愈来愈强，对巷道条件具有良好的适应性，并且施工的便捷，使得锚杆支护的应用范围越来越广泛，已经是煤矿回采巷道的基本支护形式。对于各种类型的困难巷道，锚杆支护更有其独到之处。

2.1 锚杆支护在软岩巷道中的应用

我国煤矿煤系地层中软岩矿井分布十分广泛，随着第三系和侏罗纪煤田的开发，使得软岩巷道支护问题广泛存在。另外，随着采深加大，一些中硬围岩也表现出软岩的变形特性，称为高应力软岩。软岩巷道变形大、流变性强，一直是巷道支护中的难题。锚杆支护技术的发展，为软岩巷道支护创造了条件，形成了以“高强度、高刚度、高预应力”为特点的软岩巷道的支护新技术[2]，其要点为：采用高强度全长树脂锚固锚杆(屈服强度500MPa以上)，联合全长锚固预应力锚索(破断力大于600kN)，配合由大尺寸托板、W钢带和金属网等构件组成的高刚度护表结构，施加高预应力(达到杆体屈服强度的50%～80%)形成主动支护。高强度、高刚度、高预应力的锚杆支护系统，在新汶协庄、内蒙平庄、甘肃华亭、陕西彬县、内蒙锡盟等矿区得到成功应用。

2.2锚注支护在破碎围岩及井巷修复中的应用

对于一般情况的破碎围岩，高预应力、强力锚杆支护系统就会有很好的支护效果，但需要配合高刚度的辅助支护构件，还要适度减小锚杆的间排距。对于极破碎围岩，松动范围大、整体强度低，锚固性能差，要想在此类巷道中发挥锚杆支护的优势，必须提高围岩的整体性，改善其可锚性，这就需要引入注浆技术，实现“锚”、“注”结合。注浆以水泥浆为主，必要时注入化学浆。锚注支护有2种主要形式：一种是管状的中空锚杆，锚杆兼作注浆管，这种锚杆强度较低，注浆范围小，成本高，一般用在成孔困难的土层和软岩中；另一种形式是利用锚索孔或打专用注浆孔注浆对围岩进行注浆加固，再配合高预应力、强力锚杆支护系统，这种形式会达到非常好的支护效果，非常适合井筒、重要硐室、大巷及采准巷道的破坏修复工程。这项技术在神华宁煤集团石炭井矿、华亭砚北煤矿、晋城天地王坡煤矿、陕西下沟煤矿、神东布尔台以及潞安集团的多个矿井应用，取得了良好的效果。

2.3 锚杆支护在冲击地压巷道中的应用

冲击地压巷道的破坏，具有发生突然、破坏性巨大、断面收缩严重、强烈底鼓等特征，其支护形式必须具有更高的承载能力、良好的柔性、稳定性和整体性。在过去相当长的一段时间里，国内外许多矿区将U型钢可缩支架做为冲击地压巷道的主要支护形式，实践证明：U型钢可缩支架做为一种被动的支护形式，成本高、架设困难，防冲击能力并不理想。锚杆支护对冲击地压巷道有很好地适应性，冲击地压巷道的锚杆支护宜遵循：“高强度、强让压、整体性” 的支护理念，针对具体巷道条件设计锚杆支护结构和参数。抗冲击锚杆支护系统最基本支护形式为：以高强度预应力树脂锚固螺纹钢锚杆与小孔径预应力树脂锚固锚索(1×19结构)为主体支护，配以托盘、钢带、金属网等组合构件，对巷道的顶、帮、底全断面支护。用于冲击地压巷道的锚杆、锚索、托盘等支护材料必须有足够的冲击韧性，冲击吸收功不能低于50J。现有锚杆、锚索的延伸率基本能满足要求，对锚杆的延伸量有更大要求时，可采用特别的材质锚杆、锚索，也可以采用特殊的结构锚杆、锚索来实现。结构可延伸锚杆(索)有多种形式，比如：蛇形锚杆、滑动摩擦式可延伸锚杆(索)、孔口压缩件锚杆(索)等，冲击地压巷道支护参数设计要满足支护强度、刚度、可缩量、吸收功等多参量的要求。

2.4 锚杆支护在大断面巷道中的应用

近年来随着大采高综采、大采高综放开采技术为代表的高产高效开采技术的发展，需要采用大断面巷道，比如，大同塔山煤矿8105综放工作面的回风巷，掘进断面宽5.5 m，高3.9m，巷道断面积21.5 m2；晋城煤业集团赵庄煤矿1203综采工作面巷道掘进断面尺寸为5.7m ×4.5m，断面为25.68m2。巷道断面的尺寸对巷道围岩稳定性影响显著，巷道断面增大后，围岩应力集中水平提高，变形增大，引发偏帮、冒顶，造成巷道支护困难。巷道的高度变化对巷帮围岩的稳定性影响大，高度越大，巷帮围岩的破坏变形越严重；巷道的宽度即跨度的变化对顶底板的围岩稳定性影响大，跨度越大，顶板挠度越大，变形弯曲越严重，顶板下沉量越大。研究得出[12]：对于高煤帮大断面巷道，要使用锚索加强对巷道两帮的支护，控制其变形破坏；对于大跨度大断面巷道，要用锚索加强对顶板的支护，减少顶板的跨度和挠度，控制顶板的下沉。另外，高预应力强力锚杆支护技术也运用在一些煤矿(如唐山开滦、甘肃华亭、西山杜尔坪等)的开切眼支护中，取得了非常好的支护效果。

2.5 锚杆支护在防治底鼓中的应用

在深井、软岩、强烈动压影响等支护困难巷道中，往往伴随严重底鼓。为了保证巷道的正常使用，需要进行多次的扩帮、拉底作业，浪费了大量人力物力，影响正常接续。目前锚注一体加固技术对于控制巷道底鼓是最有效的方法，基本工艺为：先扩帮清底，打孔注浆，植入锚杆，打混凝土底拱，同时对两帮及顶板加固。需要解决的问题是施工速度慢、底板成孔质量差、排渣困难、树脂锚固剂遇水粘接性能差等问题。天地科技开采设计事业部为此专门研究底板钻孔机具、防水树脂锚固剂等配套技术，在甘肃华亭[13]、陕西彬县、新汶华丰煤矿试验成功。

2.6 锚杆支护在高瓦斯巷道支护中的应用

高瓦斯矿井在我国井工开采煤矿中占有相当高的比例，煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等灾害对煤矿的威胁巨大。巷道支护与瓦斯突出及涌出量关系密切，有效的支护可以抑制巷道中煤与瓦斯的突出，减少瓦斯涌出。锚杆支护作为一种主动支护形式，施加的高预应力能够改善巷道围岩应力状态，降低锚固区煤体孔隙率，甚至封闭孔隙，减少巷道瓦斯涌出量。同时，锚杆支护的强大能力，使巷道抗冲击能力增强，可减少煤与瓦斯突出的危险。在华晋焦煤沙曲矿24305工作面胶带运输巷进行了高瓦斯煤层锚杆支护的试验[14]，结果表明，采用强力锚杆支护系统，在锚固区范围内形成一堵阻隔瓦斯流动的“墙”，降低了锚固区范围内裂隙扩展，提高了瓦斯抽采时的成孔率，有利于瓦斯抽取，也控制了巷道的变形破坏，有效防止了煤与瓦斯突出。

3 锚杆支护技术展望

经过半个多世纪的探索实践，特别是近20年来，我国锚杆支护技术取得了很大的发展，在支护理念、支护材料、设计方法及监测技术等方面都有了长足的进步，锚杆支护技术已经成为我国煤矿最主要的巷道支护形式。同时也应该看到，对锚杆支护技术的认识还不够全面深入，一些理论和工程方面的问题还没有很好解决，非常有必要在以下几个方面开展工作。

3.1 进一步研究巷道锚杆支护机理

目前，锚杆支护技术的工程应用明显超前相关理论的研究，锚杆支护在某些工程中取得神奇的效果，但在理论上却不能准确说明。对锚杆支护的机理还没有搞清楚，比如锚杆与围岩的相互作用关系、锚索与锚杆的协同作用、不同巷道条件下合理锚杆支护强度、巷道失稳的本质和判据，锚杆支护的刚度如何定义和度量，锚杆的预紧力多少为宜，等等，都需要深入研究。在锚杆支护设计方法方面，已经认识到传统的悬吊、组合梁、加固拱等理论具有片面性，不再依此设计锚杆支护参数，但也没有理想的基于锚杆支护机理的设计方法，现在普遍采用的还是工程类比法，包括最新发展的动态信息设计法，也是在工程类比的基础上加入了数值模拟优化和工程监测修正的内容。

3.2贯彻执行“煤巷锚杆支护技术规范”，实现锚杆支护标准化

中华人民共和国煤炭行业标准MT/T1104 -2009 《煤巷锚杆支护技术规范》(以下简称《规范》)于2010 年7 月1 日起正式实施，这是国内第一部关于“煤巷锚杆支护” 的技术规范, 对锚杆支护技术的健康发展至关重要。《规范》发布已经4a了，但其执行的情况并不理想，多数煤矿仍然沿用习惯办法，锚杆支护参数照猫画虎，锚杆支护材料五花八门，锚杆施工各自为政，不但增加了支护成本，更主要是支护质量和安全无法保证。各煤炭企业应该认真贯彻执行《规范》，首先统一锚杆材料，实现全国范围的规模化专业生产，以保证质量和降低成本，锚杆材料厂家要开发系列化产品，满足不同煤炭企业的需要。同时，锚杆支护设计、施工、安全监测、质量检测也必须严格按《规范》执行，最终实现锚杆支护的标准化。

3.3 开展特殊条件下的锚杆支护技术研究

我国煤层埋藏条件复杂多样，开采强度、开采深度在不断增大，巷道支护遇到更多的难题，已有的常规锚杆不能解决全部问题，需要有针对性地开发锚杆支护技术和材料。比如冲击地压巷道，就需要开发更高强度、更大延展性、足够冲击吸收功的锚杆材料；再比如用于软弱岩层的锚杆、锚索，常规的树脂锚固易被拉出，就需要开发新的锚固形式以达到必要的锚固力。锚杆的构造不同，其支护功能、与围岩的相互作用机理也不同，只有用在适合的地质条件下，才能充分发挥其“支护”效能。所以，应针对不同的地质，开发出相应的锚杆材料和施工技术，这样才能取得良好的支护效果，避免浪费，消除安全隐患。

3.4 加快研发快速掘进与支护一体化装备和工艺

多年来，回采工作面机械化水平的不断提高，回采工作面推进速度大大提升，采掘接替紧张一直是困扰许多煤矿的难题，掘进速度拖了煤矿高产高效的后腿。我国煤矿巷道掘进通用的掘进配套方式为普通综合机械化掘进作业线，采用综掘机割煤，胶带机运煤，人工操作单体锚杆钻机打锚杆支护。这种配套模式自动化程度较低，掘进速度不理想，一般状况下巷道的月进尺在300m左右，比较好的在600～800m。掘进效率低的主要原因在于掘进与锚杆支护不能平行作业，支护占用时间太长，工作面割煤时间通常占17%～34%，而支护时间则要占到50%～67%。美国、澳大利亚等国家，采用的连续采煤机和锚杆台车交叉换位(多巷同掘)，或者采用掘锚一体化机组的掘进方式，能够实现月进尺1000～3000m。我国2014年初在神东矿区大柳塔矿最新试验的连续采煤机与锚杆台车配合，创造了月进1500m记录。美国、澳大利亚、神东矿区的煤层埋藏条件得天独厚，其配套模式在我国复杂的地质条件下的推广使用受到了限制，因此研制适用于我国多数煤矿条件的，月进尺不低于800m的巷道快速掘进装备和配套工艺，就成为亟待解决的问题。

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[责任编辑：邹正立]

Development and Prospect of Anchored-bolt Supporting Technology in Chinese Coalmine

JU Wen-jun1,2

(1.Coal Mining & Designing Branch, China Coal Research Institute, Beijing 100013, China；2.Coal Mining & Designing Department, Tiandi Science & Technology Co., Ltd., Beijing 100013, China)

The development and innovation of anchored-bolt technology in supporting theory, material, design method and monitoring technology in recent 20 years in China was concluded.Application of anchored-bolt technology in soft rock roadway, cracked roadway, rock-burst roadway, large-section roadway, high methane roadway and floor heave roadway was introduced and several main problems needed to be solved in future were indicated.

powerful supporting theory；anchored-bolt with high strength；impact absorbing energy；energy check design method

2014-07-28

10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2014.06.001

国家科技支撑计划(2012BAB13B02-03)

鞠文君(1965-)，男，内蒙古赤峰人，博士，研究员，博士生导师，天地科技股份有限公司开采设计事业部副总经理，主要从事巷道支护技术及工程监测技术的研究

鞠文君.我国煤矿锚杆支护技术的发展与展望[J].煤矿开采，2014，19(6)：1-6.

TD353

A

1006-6225(2014)06-0001-06