锚杆支护设计（5篇）

锚杆支护设计（5篇）
第一篇：锚杆支护设计
冀中能源峰峰集团万年矿
上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书
审批：
主管矿长总工程师开掘副总生产技术部（调度）生产技术部（技术）审核地质组设计：月日月日月日月日月日月日月日月日
上13261溜子道煤巷锚网索支护设计说明书
一、地质概述
1、巷道位置及范围
上13261溜子道东邻13261工作面采空区;南邻F9号断层;西以上261工作面为界;北以三水平轨道上山和上车场保护煤柱线为界。

本工作面四面均有采掘。

工作面标高-245~-255，本工作面对应地面位置在庄宴村东北，主要是坡地。

地面标高248~261，2#煤层平均埋深500m。

2、地质状况
本区煤层基本稳定，2#煤厚度为3.6~5.4m，平均4.5m；煤层产状：倾向63°～88°,倾角7°～23°，平均15°，煤质牌号为无烟煤，质硬，其单向抗压强度15～25MPa之间，平均18.5MPa。

伪顶厚平均0.3m，岩性为炭质页岩，松软，破碎易垮落。

直接顶为粉砂岩，局部直接顶相变为细粒砂岩或砂页岩互层，其厚度为2.0~8.0m，平均4.0m；其抗压强度为23.6~48.3MPa，平均45.3MPa，根据原煤炭部下发《地质条件分类细则》确定本区顶板为三类顶板。

老顶为中、细粒砂岩组成，灰白色，以石英、长石为主，裂隙发育，钙质胶结；厚4.0~20m，平均14.0m，岩石坚硬。

底板为粉砂岩，厚约3.0m，其抗压强度27.4～55.3MPa，平均46.2MPa。

二、巷道断面设计
1、上13261工作面运料巷采用锚网梁+锚索支护，巷道设计断面
为准矩形。

2、巷道断面规格：净宽×净高=4.4m×2.7m。

三、锚杆（索）支护参数设计
1、围岩稳定性分类
根据对该区围岩分析，参照《MT1104-2009煤巷锚杆支护技术规范》(国家安全生产监督管理总局)，对围岩进行分类。

煤层单轴抗压强度σ煤=15～25MPA之间，平均18.5Mpa 直接顶单轴抗压强度σ直接顶=23.6～48.3MPa，平均45.3Mpa 底板抗压强度σ底板=27.4～55.3 Mpa，平均46.2 Mpa。

巷道埋深（平均）h=500m
2、锚杆（索）支护设计
参照《煤巷锚杆支护技术》一书中组合梁及悬吊理论计算是比较合理的。

（1）、顶锚杆长度 L=L1+L2（加长锚）+L3
式中：L1—锚索外露长度，取0.05m L2—锚固有效组厚度
L3—锚杆锚固段长度，1根锚固剂长0.6m L2=1.935B[K1p/φ（σ1+σ2）]1/2
式中：K1—与施工方法有关的安全系数，取1.5 B—巷道跨度4.4m
P—组合梁上均布载荷P=rL=25×4=100KPa=0.1MPa r—上覆岩层容重取25KN/m3 L—顶锚杆长度选取值2.4m φ—与组合梁层数有关的系数取0.7 σ1—组合梁最上一层抗拉强度取3.5MPa σ2—原岩水平应力，σ2=λrZ=0.3×25×500=3750kpa=3.75MPa λ—侧压力系数0.3 r—上覆岩层容重取25KN/m3 Z—巷道埋深（平均）h=500m L2 =1.935×4.4 [1.5×0.1/0.7（3.5+3.75）] =1.46
L=0.05+1.46+0.6=2.1 根据以往施工经验，和该区使用锚杆（锚索）情况，结合本区直接顶厚度为4m，为保证施工安全，选锚索长度4m。

（2）、顶锚杆（锚索）锚固力
根据《MT1104-2009煤巷锚杆支护技术规范》锚杆锚固力100KN。

（3）顶锚索间距D≤51.55m1（σ1/KP）1/2 式中：m1—
———组合梁最下一层岩层厚度0.3m σ1——最下一层岩层抗拉计算强度1KPa K——安全系数取10 P——本层自重均布载荷P=rm1=25×0.3=7.5KPa D≤51.55×0.3×[1（/10×7.5）]=1.7m 根据巷道规格，顶锚杆间距D取0.7m，顶部打7根锚杆（锚索）。

（4）顶锚杆（锚索）排距 L0=Nn/（2KraL）
式中：n--每排锚索根数，7根
K--安全系数，取2.5 a--巷道掘进宽度一半2.2 L--锚索长2.4m L0=100×7/（2×2.5×25×2.2×2.4）=1.06m 根据类比工程，并考虑安全方面，L0=1.0m（5）角锚杆与水平夹角
1/
21/2
角锚杆与水平夹角θ应满足下式要求：Lcosθ≥0.2+L1 式中：L1--角锚杆进入煤壁的距离0.5m cosθ≥0.7/2.4=0.292 θ≤73°取θ=60°（6）顶锚杆材质及直径
顶锚杆设计锚固力为100KN，故选用高强度带纵筋螺纹钢锚杆，材质为20MnSi，直径20mm，杆前端螺纹滚丝而成，其屈服载荷为104.7KN，极限载荷为160KN。

（7）锚固剂
锚固剂充填长度L锚=nφ
2卷
L卷/（φ
2孔-d2）
L锚：锚固剂出厂长度600mm 式中：n--锚固剂卷数
φ卷--树脂锚固剂直径28mm L卷--树脂锚固剂长度600mm φ孔--锚杆孔直径30mm d--锚杆直径20mm n=600×（302-202）/（282×600）=0.64 故取n=1卷,考虑锚杆快速安装，选用CK2860树脂锚固剂和Z2860树脂锚固剂各1卷，校核其锚固力。

P锚=3.14φ孔σ L锚K 式中：φ孔--锚杆孔直径28mm=0.030m σ1--锚固剂与孔壁粘结强度，取1.6MPa=1600Kpa L锚--锚固剂长600mm K--药卷长度充填系数 1.6 P锚
=3.14×0.03×1600×0.6×1.6=144.7＞100KN满足要求（8）帮锚杆长度
两帮潜在松塌区宽度L1=htg（45-φ/2）式中：h—巷道掘进高度，3.0m φ--煤体内摩擦角56.3°
L1--=3.0×tg（45-56.3°/2）=0.9m 故帮锚杆长度为L=L1+L2+L3
式中：L1--两帮潜在松塌区宽度取0.9m L2--帮锚杆锚固长度0.6m L3外露长度取0.05m L=0.9+0.6+0.05=1.55m；根据类比工程经验锚杆长度取2.0m。

（9）帮锚杆间距D≤1/2L=1/2×2.2=1.1m 1根据类比工程经验锚杆间距取0.7m。

（10）帮锚杆锚固力：A3钢帮锚杆设计锚固力60KN（11）帮锚杆材质及直径
帮锚杆设计锚固力60KN，故选直径18mm，A3钢锚杆，其极限载荷66KN，杆前端螺纹滚丝而成。

（12）帮锚杆锚固剂
帮锚杆锚固剂选用Z2860树脂锚固剂1卷，校核其锚固力。

P锚=3.14×φ孔σL锚K 式中：φ孔——锚杆孔直径，φ孔=32mm=0.032m σ1——锚固剂与孔壁之间的粘结度，1000Kpa L锚——锚固剂长度0.6m K—药卷长度充填系数1.0 P锚=3.14×0.032×1000×0.6×1.0=60.2KN＞60KN满足要求。

（13）锚索加强支护
根据锚索支护机理，其参数设计参照锚杆悬吊理论进行计算
①根据工程类比法，依经验选取锚索支护参数，顶锚索长度暂定8m，掘进时每前进10米打顶板探眼，视揭露煤层顶板情况调整锚索长度，使锚索能够锚固到老顶中1.5m以上。

顶锚索在巷道中间顺巷道方向布置两排，排距2m，间距1.4m，迈步交替布置，每根锚索使用2块260×200托盘（U箍材料制作）。

加强对顶板离层监测，根据监测数据适当调整锚索间排距。

帮锚索距顶600mm，排距1.4m、间距5.0m，长度4m，每根锚索使用1块260×200托盘（U箍材料制作）。

②锚索材料及锚固剂
顶锚索采用直径Ф21.6ｍm低松弛钢绞线，其破断载荷为480KN。

顶锚索设计初锚固力200KN，锚固剂选用CK2860树脂药卷1卷，Z2860树脂药卷2卷。

（14）其它支护材料
每根锚杆均配备一个260×200托盘（U箍材料制作），角锚杆配用角托盘；W钢带采用BHW-280-3.00型；顶板两帮铺设金属菱网，网与网搭接100mm，联网间距200mm。

1五、巷道监测
煤巷锚杆支护从支护机理和参数计算上有其特性，必须进行巷道监测，通过信息反馈优化支护参数，并为以后煤巷锚杆支护提供依据。

1、每隔30m安设一顶板离层指示仪，锚索测力计，锚杆测力计，顶板位移计，两帮位移计，离层指示仪要安设在巷道顶板中央，其安设必须及时，距工作面迎头不超过30米。

巷道开口、透口、断层等特殊地点加设监测仪器。

2、单位技术员要认真观测5组监测仪器数据变化。

新安设监测仪器，一周之内每天观测一次，7天后如果稳定每3天观测一次，留有记录经主管副总审批，密切注意观察顶板及两帮围岩移动情况，当顶板位移达到30mm时，必须通知技术科、安监科、调度室现场调查，采取缩小锚杆排距、加使棚子等加强支护办法，当顶板位移达到50mm 时，必须停止掘进，由外向里进行架棚支护，以里巷道不得有人。

3、巷道每打设50根锚杆必须进行一组（3根）锚杆拉拔试验。

拉拔加载至锚杆设计锚固力的90%。

有一根不合格时再抽检一组，若第一组抽检有两根（含两根）以上或第二组抽检仍达不到上述要求，要立即停止作业，查明原因及时采取措施。

4、抽样一组（3个）螺母，采用扭矩扳手对螺母扭矩进行检查，每个螺母的扭紧力矩应不小于150Nm，若其中一个不符合要求，将扭矩不足的螺母拧紧即可，超过两个时，须将本班安装的螺母全部拧紧一遍。

六、安全技术措施
1、工作面迎头必须采取临时支护措施，采用打设内注式液压点柱配木板梁进行临时支护，顶上铺金属菱形网。

2、顶板锚杆要露头即锚，快速安装；上部3根帮锚杆距头不超过2排打设,剩余帮锚杆滞后前头不超过5排打设。

锚索滞后前头不超过5米。

3、锚杆孔直径保证“三径匹配”。

4、本设计确定必须用锚杆钻机打设锚杆眼，必须采用锚杆机上紧锚杆螺母，即锚杆快速安装工艺。

5、巷道见断层，必须经安监科、调度室、技术科现场调查研究，采取加强支护或改变支护方式。

6、不同树脂药卷安装时，要先装超快药卷，再装中速药卷。

7、工作面后方要备有一定数量的支架材料和抢险材料。

8、锚索要固定人员打设，保证锚索张拉预紧力达到200KN以上，现场要有记录，标明施工人员、验收人员等内容。

9、当遇断层较大或顶板破碎，或煤层在巷道上方，或巷道为全岩、半煤岩等特殊条件，经安监科、调度室、技术科现场调查研究后制定支护方案。

10、其它由施工单位制定详细的安全技术措施。

11、其他执行《MT1104-2009煤巷锚杆支护技术规范》(国家安全生产监督管理总局)。

第二篇：锚杆支护原理
锚杆支护作用原理、基本规范和质量要求
讲课目的：通过本次讲课，带动管理人员及锚杆支护工认真钻研锚杆支护理论，与实践相结合，提升掘开工作面锚杆支护规范化操作，达到安全、经济支护巷道顶板的目的。

讲课内容：
分两大部分：（1）锚杆支护原理；（2）锚杆支护基本规范和质量要求
一、锚杆支护作用原理
1、悬吊作用：锚杆将软弱的直接顶板吊挂于比较稳定的坚固岩层
上；或用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连结在松动区外的完整坚固的岩体上，使松动岩块不致冒落。

2、组合梁作用：锚杆将层状岩体各层间连结并紧固，锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，提高了岩层的整体抗弯能力。

3、挤压加固拱作用：在预应力作用下，每根锚杆周围形成一个近似于锥形体的压缩区，多根锚杆共同作用锥形体压缩区彼此重叠便在围岩中形成连续压缩带，起到保持自身稳定、承受地压，阻止上部围岩的松动和变形。

提高预紧力，增强节理裂隙面或岩块的摩阻力，降低岩块转动和滑移，增大了岩体的粘结力，提高了破碎岩体的强度。

三种作用相互补充综合起作用，在不同的地质条件下某种作用更为明显。

二、锚杆锚索操作基本规范
1、水泥（帮）锚杆操作基本规范
（1）药卷规格：36*220mm，凝结时间为初凝2min，终凝3min。

（2）浸泡要求：专用容器、洁净水、时间60s（以中心有0.5--0.7mm干心为佳）。

（3）锚杆锚固：将浸泡好的锚固剂送入眼底，用四磅手锤将锚杆打入眼底，25min后上垫片、螺母，初锚力设计为90N.M。

2、树脂锚杆（顶锚）基本规范
（1）锚固剂配套使用Z2388及K2340（顶端）树脂锚固剂各一卷。

（2）搅拌时间为cK10-15s、K型15-20s、Z型30-35s。

要求速度均匀，固化时间为1min。

（3）上垫片时间：锚固剂锚固后5min，垫片必须紧贴顶板岩面。

（4）初锚力要求：顶锚180N.M。

（5）使用前检查锚固剂颜色和手感柔软程度、柔软为好。

如发现结块、发硬、破裂、变质等异常现象严禁使用。

（6）锚杆尾部套上搅拌连接装置，用锚杆杆体将锚固剂送入孔度，然后用搅拌机具顺时针旋转随搅随推进，将杆体迅速推到孔底，搅拌后立即在孔口将杆体楔牢，防止固化前杆体位移。

（7）树脂锚固剂应按一级易燃品管理，专人负责运输，搬运过程
中要轻拿轻放，严禁碰撞、摔打、挤压，以防锚固剂破裂失效。

（8）树脂锚固剂应在通风良好，无阳光、无淋水的专用防火仓库贮存，锚固剂应立式存放，以防内管破裂，贮存温度在4-25℃以下。

3、锚索操作基本规范
（1）材料选择：钢绞线15.24*8000mm、钢板300*300*
12、锚固剂Z2388、K2340（顶端）各两卷。

（2）搅拌时间：1分30秒、固化时间（即卸连接器时间）5分钟、锁具安装时间为固化后25分钟、预紧力20MPa、锚固力120KN、锚索外露不大于300MM。

（3）锚索端头必须在砂轮机上打磨，保证顺利安装，不准在井下用断线钳剪切；钢板安装紧贴岩面。

4、其它基本规范
（1）锚杆安装前，由专人检查锚杆，锚固剂与锚杆孔径是否相符。

检查锚杆孔深度、位置、方向是否符合设计要求。

（2）锚固力拉力试验：高强锚杆8T、普通锚杆5T、锚索12T。

（3）锚孔深度不小于杆体有效长度、不大于杆体有效长度30mm。

（4）锚杆杆体有效长度：有垫片留10cm、无垫片留5cm。

三、锚杆支护管理与操作质量要求
1、《煤矿安全规程》第44条对安设锚杆操作的规定（摘）：
（1）打锚杆前眼，必须首先敲帮问顶，将活矸处理掉，在确保安全的条件下，方可作业。

（2）使用锚固剂固定锚杆时，应将孔壁冲洗干净。

（3）软岩使用锚杆支护时，必须全长锚固。

（4）锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧，确保锚杆的托板紧贴巷壁。

（5）锚杆必须按规定做拉力试验。

煤巷还必须进行顶板离层监测，并有记录牌板显示。

2、“煤矿安全质量标准化标准”规定（摘）
（1）锚索：一般巷道孔距±150mm、孔深0~ +200mm、外露≤350mm；锚喷工程孔距±100mm、孔深0~ +200mm、外露≤100mm（爆破材料库为0）。

（2）锚杆：间排距±100mm、孔深0~ +50mm、角度≤15°、外露一般巷道≤50mm、爆破炸材料峒及锚喷巷道为0。

3、锚杆监测：拉力试验每300根或100m一组3根。

4、入井检验：每一批下井的锚杆、锚索、锚固剂、垫片均要进行材质抽查。

第三篇：锚杆支护参数
锚杆支护参数：
（1）、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：L≥L1+L2+L3 式中：L—锚杆总长，m；
L1—锚杆外露长度，顶锚杆取0.10m，帮锚杆取0.10m；L2—有效长度(顶锚杆取免压拱高b，帮锚杆取煤帮破碎深度c)m； L3—锚入岩层内深度取1.0m 普氏免压拱高：
b=[B/2+Htan(45°-ω帮/2)]/f顶式中：
B、H—巷道掘进跨度和高度，B=5.0.m、H=3.8m；f顶—顶板岩石普氏系数，f顶取3；ω帮—两帮围岩的内摩擦角，ω帮取63.43°。

依上述公式计算:b=720mm c=570 mm 得出：L顶≥1790mm L帮≥1720mm 所选锚杆长度均能满足计算要求。

（2）、按锚杆所能悬吊重量校检锚杆的排间距：
每根锚杆悬吊岩体重量G=rL2a²，锚杆锚固力Q应承担G的重量。

为了安全起见，再考虑安全系数K。

取K=2 KG=Q
a²=√Q/krL2 L2─—巷道顶板岩体破碎带高度，mm； d —锚杆直径，18mm；qt——锚杆抗拉强度，5.0Mpa；r—岩体容重，2.5KN/m³;a —锚杆排间距，mm；计算：a=1.1m a＜（Q/KrL2）/2所选锚杆的锚固力Q≥50KN,计算得a＜1.2m，因而排间距参数能满足计算结果。

施工时取：a=800mm
第四节支护工艺
一、支护材料
锚杆为Φ18×2000mm螺纹钢，每根锚杆使用1－2根树脂锚固剂；（累计长度500mm），木托板为600×200×60mm硬杂木。

一、锚杆安装工艺
1、首先要认真执行敲帮问顶制度，及时清理掉帮顶危岩，打眼必须在临时支护下进行，
2、合理布置眼位，保证锚杆、锚索眼深度，
3、使用锚杆机打眼时要先送水、后送风、停机则反之，
4、打完眼后应用压风将孔内积水岩（煤）粉吹净。

二、安装锚杆
1、装药卷前，先用锚杆插入孔内探查锚眼直度和深度是否符合要求，不符合要求应得新补打，
2、安装锚杆时，先将药卷装入眼内，随后插入锚杆启动锚杆机，循序推至眼底，搅拌20S停机，20min后上托板，用电煤钻将螺母拧紧，
3、锚杆每根使用1－2个树脂锚固剂（500mm/根），锚索每要使用2－3个树脂锚固剂(500mm/根)，
4、托板要紧贴岩壁，不平要用木板填平，
5、锚杆的锚固力不小于50KN。

四、支护质量要求
1、巷道净宽允许偏差0－100mm，要保证巷高，
2、打锚杆要垂直于煤（岩）面，
3、锚杆托板要紧贴煤（岩）壁，不松动，要打成直线，
4、锚杆必须带帽并拧紧，螺纹外露长度不大于50mm，锚索紧固后，外露过长要用水焊烧掉，外露不大于50mm，
5、锚杆锚固力不小于50KN，
6、锚索承载力应在230KN以上，张紧拉力不低于120KN。

第四篇：锚杆支护理论
锚杆支护理论
锚杆支护理论研究的目的是弄清楚锚杆、锚索与围岩之间的相互作用关系，从而为锚杆支护设计提供理论基础。

第一节锚杆支护构件的作用
锚杆支护由锚杆杆体、托板和螺母、锚固剂、钢带及金属网等构件组成，锚杆支护的作用是由这些构件共同完成的。

一、锚杆杆体的作用对于锚杆杆体本身来说，由于杆体长度方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸，所以力学上属于杆体。

这种构件主要可以提供两方面的作用，一是抗拉，二是抗剪。

至于杆体的抗弯能力和抗压能力是非常小，可忽略不计。

1、锚杆的抗拉作用
锚杆杆体所能承受的拉断载荷计算：
式中P—锚杆拉断载荷，N；
d—锚杆直径，mm；—锚杆钢材抗拉强度。

2、锚杆的抗剪作用
锚杆杆体所能承受的剪切载荷计算：
式中Q—锚杆剪切载荷，N；
d—锚杆直径，mm；—锚杆钢材剪切强度。

二、锚杆托板的作用
一是通过给螺母施加一定的扭矩使托板压紧巷道表面，给锚杆提供预紧力，并使预紧力扩散到锚杆周围的煤岩体中，从而改善围岩应力状态，抑制围岩离层、结构面滑动和节理裂隙的张开，实现锚杆的主动、及时支护作用；二是围岩变形使载荷作用于托板上，通过托板将载荷传递到锚杆杆体，增大锚杆的工作阻力，充分发挥锚杆控制围岩变形的作用。

托板力学性能应与锚杆杆体的性能匹配，才能充分发挥锚杆的支护作用。

托板强度不足、安装质量差、受较大偏载都会显著降低锚杆的作用。

对于端部锚固锚杆，托板是锚杆尾部接触围岩的构件，通过托板给锚杆施加预紧力，传递围岩载荷至锚杆杆体，托板本身失效，以及托板下方的围岩松散脱落，导致托板与表面不紧贴，都会使锚杆失去支护作用。

托板对全长锚固锚杆的受力分布有明显的影响。

无托板时锚杆轴力在巷道表面处为零，在一定深度达到最大值，剪力在轴力最大处为零；有托板时，由于锚杆施加的预紧力和围岩通过托板作用在锚杆杆体上的力，使得锚杆轴力在巷道表面处达到一定值，而且使锚杆轴力最大的位置向孔口移动，更接近巷道表面。

三、锚固剂的作用
锚固剂的作用是将钻孔孔壁岩石与杆体粘结在一起，使锚杆发挥支护作用。

同时锚固剂也具有一定的抗剪与抗拉能力，与锚杆共同加固围岩。

1、锚固剂的粘结作用
在拉拔作用下，杆体锚固段剪应力分布为负指数曲线。

2、锚固剂的抗拉与抗剪作用
我国树脂锚固剂的抗拉强度一般可取11.5MPa，抗剪强度一般可取35MPa。

3、端部锚固与全长锚固的区别
对于端部锚固锚杆，锚固剂的作用在于提供粘结力，使锚杆能承受一定的拉力。

对于全长锚固锚杆，锚固剂的作用比较复杂，主要有两方面：将锚杆杆体与钻孔孔壁粘结在一起，使锚杆随着岩层移动承受拉力。

当岩层发生错动时，与杆体共同起抗剪作用，阻止岩层发生滑动。

对于端部锚固锚杆，杆体各部位的应力和应变相等。

在锚固范围内，任何部位岩层的离层都均匀地分散到整个杆体的长度上，导致杆体受力对围岩变形和离层不敏感，支护强度低。

对于全长锚固锚杆，这种分散是不可能的，致使应力、应变沿锚杆长度方向分布极不均匀，离层和滑动大的部位锚杆受力很大，杆体受力对围岩变形和离层很敏感，能及时抑制围岩离层滑动，支护强度高。

这是端部锚固锚杆与全长锚固锚杆的根本区别。

四、钢带的作用
钢带是锚杆支护系统中的重要构件，对提高锚杆支护整体支护效果、保持围岩的完整性起着关键作用。

其作用主要表现在以下3方面：
1、锚杆预紧力和工作阻力扩散作用。

2、支护巷道表面，改善围岩应力状态作用。

3、均衡锚杆受力，提高整体支护作用。

五、网的作用
1、维护锚杆之间的围岩，防止破碎岩块垮落。

2、紧贴巷道表面，提供一定的支护力，一定程度上改善巷道表面岩层受力状态。

同时，将锚杆之间岩层的载荷传递给锚杆，形成整体支护系统。

3、网不仅能有效控制巷道浅部围岩的变形和破坏，而且对深部围岩也有良好的支护作用。

有的巷道虽然表面围岩已破坏，但没有松散、垮落，网作为传力介质，使巷道深部围岩仍处于三向应力状态，提高
岩体的残余强度，显著减小围岩松散、破碎区范围，同时保证了锚杆的锚固效果。

第二节锚杆支护理论
锚杆支护是一种主动支护形式，它是通过锚杆及其辅助构件与锚固范围的围岩形成锚固结构体，利用锚杆的横向作用提高锚固范围岩体的强度参数，锚杆的轴向作用改变锚固范围岩体的应力状态，从而达到提高巷道稳定性的目的。

随着锚杆支护工程实践的不断丰富，锚杆支护的理论计算模型已有许多有价值的成果。

这些理论都是以一定的假说为基础的，各自从不同的角度、不同的条件阐述锚杆支护的作用机理，而且力学模型简单，计算方法简便易懂，适用于不同的围岩条件，得到了国内外的承认和应用。

目前，较成熟的理论主要可归纳为三大类：
一、基于锚杆的悬吊作用而提出的悬吊理论、减跨理论。

1、悬吊理论
锚杆上端锚固在围岩内部较坚硬的岩石中，把一层或几层稳定(或不稳定)且比较平而薄的直接顶板通过锚杆下端的托板及螺栓，锚固在比较坚硬的岩层上，从而起到了悬吊作用。

锚杆的悬吊作用理论能很好地解释锚杆长度范围内存在稳定岩层的情况，但不能说明松软岩层高度超出锚固范围情况下的锚杆作用机理。

只适用于巷道顶板，不适用于帮、底。

且开掘巷道的顶板在一定范围内，必须有坚硬稳定的岩层。

当跨度较大的软岩巷道中普氏拱高往往超过锚杆长度，或顶板软弱岩层较厚，围岩破碎区范围较大时，无法将锚杆锚固到上面坚硬岩层或者未松动岩层上，悬吊理论就不适用了。

2、减跨理论包括两方面的内容：一是基于松散介质的自然冒落拱理论提出的锚杆作用原理，其依据是冒落拱高度与跨度成正比关系，认为利用锚杆的悬吊作用可增加顶板岩层的支点，从而减小支点间的跨距，进而达到降低冒落拱高度、减小所需支护强度的目的；二是基于梁的理论而提出的锚杆作用原理，即当巷道顶板为层状岩层时，其变形特性近似于梁的性质，此时锚杆的作用是缩短梁的跨距，以减小其中的横向应力产生的弯矩及弯矩产生的弯曲应力，尤其是弯曲拉应
力，从而提高顶板的稳定性。

从以上两种情况可以看出，减跨理论中的锚杆作用机理以及适用条件与悬吊理论等同，即需要以稳定岩层或稳定岩层结构为依托。

二、基于锚杆的挤压加固作用而提出的组合梁理论、加固拱理论以及楔固理论。

1、组合梁理论
通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层压紧，以增强各分层间的摩擦作用，并借助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度，使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形，呈现出组合梁的弯曲变形特征，从而提高了顶板的抗弯强度。

适用于顶板由多层厚度小的连续性岩层组成的巷道支护。

巷道帮、底不能应用。

2、加固拱理论(挤压加固理论)通过系统的布置锚杆，使巷道拱顶节理发育的岩体串联在一起，沿巷道的断面形成一个连续的具有自承受能力的拱形压缩带，使岩层得到补强，成为一个整体结构，支承其自身重量和上部的顶板压力。

对于平顶巷道的层状连续性顶板而言，挤压加固理论等同于组合梁理论，此时，锚杆的挤压加固作用既可使层状顶板形成组合梁结构，从而提高了其抗弯强度，又可改善岩层的应力状态，使岩层沿平行于岩层层理方向的抗压强度得到提高。

本理论适用性较强，几乎适用于所有的围岩条件。

3、楔固理论
主要是针对巷道围岩中的围岩有时会沿其中的弱面滑移而提出的围岩加固理论。

当巷道围岩中的部分岩体被其中的弱面切割为块体时，其稳定性状况一定程度上将取决于对关键块体的维护情况，因为这种条件下围岩的失稳大多起因于关键块体的失稳。

对此可将锚杆沿与弱面相交的方向布置，并借助锚杆的抗拉、抗剪、抗弯等作用防止围岩发生滑动甚至脱离岩层而冒落，从而保持巷道围岩的整体稳定性。

三、综合锚杆的各种作用或基于特殊条件而提出的最大水平应力理论、围岩松动圈理论、围岩强度强化理论、锚杆桁架支护理论、锚固平衡拱支护理论、锚注支护理论。