锚杆支护设计交
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(15-20kN，100-150N.m）。 锚杆直径、长度越大，强度越高，要求预应力越高。 预应力与螺母力矩、规格、加工精度、减摩垫片等有关。高预应力
对锚杆结构、加工精度提出高要求。
锚杆支护设计
不同强度、直径锚杆的预紧力选取值
牌号
屈服强度
预紧力值 (kN)
(MPa) φ16mm φ18mm φ20mm φ22mm φ25mm
围岩强度较大、较稳定，发育一定的节理、裂隙等 结构面，围岩应力不大
锚网带（梁）支护
围岩强度较低，节理、裂隙等 结构面较发育
锚网、桁架支护 锚注支护
大断面巷道、硐室和交岔点， 复合顶板巷道
围岩节理、裂隙等结构面发育， 松散破碎，锚杆锚固效果差
锚网与锚索联合支护
适用于多种巷道条件
锚杆支护设计
支护形式与参数设计应包括以下内容：
件不好时，螺纹长度宜取上限。
（英国规定最小长度150mm、 日本150mm以下）
锚杆支护材料与构件
加工质量对锚杆扭矩和预紧力之间的换算关系有一定的影响，加工质量 越好，相对的预紧力越大，影响程度约在10%～20%。
美国加工
国内加工
锚杆支护材料与构件
表6 锚杆杆尾螺纹规格
杆体公称直径/mm
螺纹规格
20
最大力总延伸率 %
12
冲击吸收功 J
/
MG400
400
540
20
12
40
MG500
500
630
20
10
40
MG600
600
750
18
8
34
CRMG600
600
750
18
8
120
CRMG700
700
850
17
7.5
90
注：MG代表锚杆热轧螺纹钢，CRMG代表锚杆热处理螺纹钢；数字代表钢材的屈服强度级别。
螺纹钢树脂锚杆杆体及附件
1 锚杆杆体、托盘、螺母应符合MT 146.2－2011的规定； 2 应优先选用左旋无纵肋螺纹钢杆体。
锚杆支护材料与构件
锚杆杆体螺纹钢力学性能应符合表5的要求。
表5 锚杆杆体螺纹钢力学性能
锚杆钢材编号 屈服强度MPa
MG335
335
抗拉强度 MPa
455
断后伸长率 %
16
M18
18
M20
20
M22
22
M24
25
M27
螺距/mm 2.5 2.5 2.5 3 3
锚杆支护材料与构件
螺距对锚杆预紧力的影响
• 减小螺距可提高锚杆的预紧力转换率，如φ22mm左旋无纵筋螺纹钢 锚杆，尾部螺纹一般为M24×3mm，如采用M24×2.5mm的螺纹， 相同扭矩情况下可提高预紧力20%左右，同时可增加螺纹破断强度 5%左右。
煤矿巷道锚杆支护设计
晋煤集团赵庄二号井
2019年10月
wk.baidu.com 目录
1. 锚杆支护设计 2. 锚杆支护材料与构件 3. 锚杆支护施工
锚杆支护设计
1 锚杆支护设计应采用动态设计方法。设计应在巷道围岩地质力学评估的基 础上，按“初始设计—井下监测—信息反馈—正式设计”的程序进行。 2 根据现场调查与巷道围岩地质力学评估结果，进行锚杆支护初始设计。初 始设计可采用以下一种或多种方法组合进行：
锚杆支护设计
理论计算法
• 悬吊理论 • 自然平衡拱理论 • 组合梁理论 • 组合拱理论
锚杆支护设计 悬吊理论
悬吊理论认为锚杆的作用是将下部不稳定的岩层悬吊在 上部稳定的岩层中，阻止软弱破碎岩层垮落。
锚杆支护设计 自然平衡拱理论
巷道开掘后，围岩失去了层间联系。在上覆岩层压力作用下，浅 部围岩发生破坏，而在深部一定范围内形成自然平衡拱。自然平衡拱 以上的岩体是稳定的，锚杆的作用主要是防止破坏区围岩垮落。锚杆 所需要的承载能力由破坏岩石的重量确定，而且与巷道断面形状与尺 寸、埋藏深度、采动影响程度、岩层倾角、强度、结构等有关。可见， 自然平衡拱理论对锚杆支护作用的分析实质上是悬吊作用，并提供了 计算围岩破坏范围的一种方法。
回采巷道被采煤机截割的煤帮应优先采用玻璃纤维增强塑料锚杆等 可切割锚杆。
锚杆支护设计
巷道复杂地段应进行联合支护，联合支护范围应延伸到正常地段5m 以上。破碎围岩巷道应优先采用锚注支护。
螺纹钢树脂锚杆的钻孔直径、锚杆直径和树脂锚固剂直径应合理匹 配，钻孔直径与锚杆杆体直径之差应为6mm～10mm；圆钢树脂锚杆的钻 孔直径与锚头顶宽之差应为4mm～6mm；钻孔直径与树脂锚固剂直径之 差应为4mm～8mm 。
锚杆支护设计
锚杆组合构件（钢筋托梁、钢带等）形式、规格和力学性能； 护网形式、材料和规格； 注浆锚杆用注浆材料物理力学性能及注浆参数； 锚索形式与参数； 喷射混凝土参数； 巷道支护布置图； 支护构件加工示意图； 支护材料消耗清单。
锚杆支护设计
锚杆支护基本参数宜按照表4选取。
锚杆类型（螺纹钢、圆钢、玻璃钢或其它锚杆等）； 锚杆杆体几何参数（直径和长度等）； 锚杆杆体力学参数（屈服力、拉断力、伸长率和冲击吸收功等）； 锚杆附件（托盘、球形垫圈、减摩垫圈和螺母等）材料和规格； 树脂锚固剂规格及数量，锚固剂物理力学性能； 锚杆预紧力； 锚杆设计锚固力； 锚杆布置参数（锚杆间距、排距、安装角度等）； 锚杆锚固参数（钻孔直径，锚固方式和锚固长度）；
锚杆支护设计
锚杆支护施工工艺设计应包括施工设备配置、施工工艺、施工质量 指标和安全技术措施等；
锚杆支护矿压监测设计应包括监测内容、测站安设方法、数据测读 方法、测读频度和监测仪器等。矿压综合监测应给出反馈指标和锚杆支 护初始设计修改准则，矿压日常监测应给出监测方法、合格标准和异常 处情况的处理措施。
Q235
240
HRB335 335
HRB400 400
HRB500 500
HRB600 600
24.1 33.7 40.2 50.3 60.3
30.5 42.6 50.9 63.6 76.3
37.7 52.6 62.8 78.5 94.2
45.6 63.7 76.0 95.0 114.0
58.9 82.2 98.2 122.7 147.3
巷道布置（运输）的最大设备尺寸； 巷道管线布置和行人要求； 巷道通风要求； 巷道预留变形量：对锚杆支护巷道围岩变形进行预测，确定合理
的预留变形量，使巷道变形后断面仍能满足安全生产要求。
锚杆支护设计
巷道掘进优先采用综合机械化掘进。当采用钻爆法时，应采用光面 爆破，控制巷道成型，为锚杆支护施工创造有利条件。
巷道掘进后应及时支护，尽量减小空顶距、缩短空顶时间。围岩易 风化、遇水易泥化或膨胀的巷道应先喷后支，及时封闭围岩。
根据巷道围岩地质与生产条件，可按表选择不同类型的锚杆。锚杆 支护可配套使用钢筋托梁、钢带、钢梁、钢护板、护网等护表构件，也 可与锚索、喷射混凝土联合使用。
锚杆支护设计
序号 1 2 3 4 5 6
表2 常用锚杆类型及适用条件
锚杆类型 螺纹钢树脂锚杆 圆钢树脂锚杆
缝管锚杆 注浆锚杆 钻锚注锚杆 玻璃纤维增强塑料锚杆
适用条件
在保证设计锚固力的条件下，适用于各类 围岩条件的巷道
围岩强度较高、完整、稳定，围岩应力小 的巷道
超前支护和岩巷临时支护
围岩节理、裂隙等结构面发育，破碎围岩 巷道
围岩极破碎，成孔困难，不能实现先钻孔 后安装锚杆
锚杆支护材料与构件
锚杆支护材料是锚杆支护体系的核心，支护材料在锚杆支护技术中起 着至关重要的作用，性能优越的支护材料是充分发挥锚杆支护效果与 确保巷道安全的必要前提。
锚杆支护材料与构件
一般要求
锚杆支护材料与构件应符合国家标准和相关行业标准，并具有产品 合格证。煤矿巷道锚杆杆体及附件、组合构件、护网、喷层等各构 件的力学性能应相互匹配。
表4 锚杆支护基本参数
序号
参数名称
单位
参数值
1
锚杆长度
m
2
锚杆公称直径
mm
3
锚杆预紧力
kN
4 锚杆设计锚固力 kN
5
锚杆排距
m
6
锚杆间距
m
1.6～3.0 16.0～25.0 锚杆屈服力的30-60% 锚杆屈服力的标准值 0.6～1.5 0.6～1.5
锚杆支护设计
锚杆预紧力
围岩不发生明显离层、滑动和拉应力。 杆体屈服载荷30-60%（50-100kN，300-500N.m）
锚杆支护设计 组合梁理论
在层状岩层中，锚杆的作用是提供轴向和切向约束，阻止岩层 产生离层和相对滑动，将若干薄岩层锚固成一个较厚的岩层，形 成组合梁。与不锚固岩梁相比，组合梁的最大弯曲应变和应力都 将大大减少，从而提高巷道顶板的稳定性。通过计算组合梁所必 需的承载能力确定锚杆支护参数。
锚杆支护设计 组合拱理论
采煤机截割的回采巷道煤帮及围岩应力与 变形小的巷帮
锚杆支护设计
序号
1 2 3 4 5 6
7
8 9
表3 常用支护形式及适用条件
支护形式
单体锚杆支护 锚杆支护
适用条件
围岩强度较大、完整、稳定， 埋藏浅、围岩应力小
围岩完整、强度大的岩巷
锚网喷支护
岩巷和服务时间长的煤巷
锚杆钢带（梁）支护 锚网支护
围岩强度较大、较完整，节理、 裂隙等结构面不发育
锚杆支护设计
锚杆角度 锚杆角度增加，角锚杆与中部锚杆有效压应力区分离，叠
加区变小。15°明显分离，独立支护单元。 近水平煤层，角锚杆最好垂直布置，最大不超过10°
0°
10°
30°
锚杆支护设计
巷道支护应优先采用预应力螺纹钢树脂锚杆。软岩巷道、煤层顶板 巷道、破碎围岩巷道、深部高应力巷道、采动影响明显的巷道及大断面巷 道等复杂困难巷道，宜采用高预应力（大于锚杆屈服力的30%）、高强度 （杆体屈服强度大于500MPa）螺纹钢树脂锚杆。必要时，可采用锚杆、 锚索联合支护，锚杆与锚索的力学性能与支护参数应相互匹配。
工程类比法：根据已经支护巷道的实践经验，通过类比，直接提出锚 杆支护形式与参数。也可根据巷道围岩稳定性分类结果进行锚杆支护 形式与参数设计；
理论计算法：选择适合本矿区煤巷条件的锚杆支护理论进行理论计算 设计；
数值模拟法：根据地质力学评估结果建立数值模拟模型，通过多方案 比较，确定锚杆支护初始设计。
锚杆支护设计
锚杆长度 锚杆长度增加，有效压应力区范围
扩大。 锚杆中上部压应力减小，两锚杆间
中部围岩压应力减小。锚杆越长， 预应力作用越不明显。 锚杆越长，预应力应越大。通过提 高预应力，可减小锚杆长度。
1.8m 2.4m
锚杆支护设计
锚杆密度 单根锚杆形成锥形压力区，尾部
大，锚固起始次之，中部小； 间距过大，锚杆压应力区独立，
锚杆支护设计
喷射混凝土参数设计； 支护材料选择和施工机具设备配套； 施工工艺、安全技术措施和施工质量指标； 矿压监测设计； 辅助支护设计； 巷道复杂地段的支护设计； 巷道受到采动影响时的超前支护设计。
锚杆支护设计
巷道断面形状与尺寸应根据围岩条件、巷道用途等确定。煤巷断面一 般采用矩形或梯形，特殊情况可采用拱形或其它形状断面。巷道断面设计 应考虑以下因素：
在锚杆锚固力作用下，每根锚杆周围形成一个两头带圆锥的筒 状压缩区，各锚杆所形成的压缩区彼此联成一个一定厚度的组合 拱（或均匀压缩带）。该拱（带）具有较大的承载能力和一定的 可缩性，能够起到有效支护巷道的作用。
锚杆支护设计
锚杆支护初始设计应包括以下内容：
巷道用途及服务年限； 地质与生产条件及巷道围岩地质力学评估结果； 巷道断面设计； 巷道掘进方式； 巷道空顶距设计； 锚杆支护形式与参数设计； 锚索支护形式与参数设计；
不能形成整体支护结构； 间距缩小，锚杆锥形压应力区叠
加，连成一体，整体支护结构； 提高预应力，可降低支护密度。
锚杆支护设计
锚固方式 端锚有效压应力区大；加长锚固次之；全锚最小。 提高加长锚、全锚锚杆预应力扩散有效途径，先施加预应
力，锚固剂后固化，实现全长预应力锚固。
端锚
加长锚
全锚
锚杆支护设计
锚杆支护初始设计在井下实施后应及时进行矿压监测。将巷道受掘进 影响结束时的监测结果用于验证或修正初始设计。修正后的支护设计作为 正式设计在井下使用。巷道受到采动影响期间的监测结果可用于其它类似 条件巷道支护设计的验证与修改；
锚杆支护正式设计实施过程中，应进行矿压监测。当地质条件发生显 著变化时及时修正。
锚杆支护材料与构件
锚杆杆尾螺纹应符合以下要求：
锚杆杆尾螺纹应采用滚丝加工工艺，并保证螺纹加工精度。
锚杆杆尾螺纹的规格应先按表6选取，也可选用有利于提高锚杆预紧力 矩与预紧力转化效率的其它螺纹规格。
锚杆杆尾螺纹的极限拉力应不小于杆体材料极限拉力的90%。
锚杆杆尾螺纹长度应为80mm～150mm。当围岩松软破碎或巷道成形条
对锚杆结构、加工精度提出高要求。
锚杆支护设计
不同强度、直径锚杆的预紧力选取值
牌号
屈服强度
预紧力值 (kN)
(MPa) φ16mm φ18mm φ20mm φ22mm φ25mm
围岩强度较大、较稳定，发育一定的节理、裂隙等 结构面，围岩应力不大
锚网带（梁）支护
围岩强度较低，节理、裂隙等 结构面较发育
锚网、桁架支护 锚注支护
大断面巷道、硐室和交岔点， 复合顶板巷道
围岩节理、裂隙等结构面发育， 松散破碎，锚杆锚固效果差
锚网与锚索联合支护
适用于多种巷道条件
锚杆支护设计
支护形式与参数设计应包括以下内容：
件不好时，螺纹长度宜取上限。
（英国规定最小长度150mm、 日本150mm以下）
锚杆支护材料与构件
加工质量对锚杆扭矩和预紧力之间的换算关系有一定的影响，加工质量 越好，相对的预紧力越大，影响程度约在10%～20%。
美国加工
国内加工
锚杆支护材料与构件
表6 锚杆杆尾螺纹规格
杆体公称直径/mm
螺纹规格
20
最大力总延伸率 %
12
冲击吸收功 J
/
MG400
400
540
20
12
40
MG500
500
630
20
10
40
MG600
600
750
18
8
34
CRMG600
600
750
18
8
120
CRMG700
700
850
17
7.5
90
注：MG代表锚杆热轧螺纹钢，CRMG代表锚杆热处理螺纹钢；数字代表钢材的屈服强度级别。
螺纹钢树脂锚杆杆体及附件
1 锚杆杆体、托盘、螺母应符合MT 146.2－2011的规定； 2 应优先选用左旋无纵肋螺纹钢杆体。
锚杆支护材料与构件
锚杆杆体螺纹钢力学性能应符合表5的要求。
表5 锚杆杆体螺纹钢力学性能
锚杆钢材编号 屈服强度MPa
MG335
335
抗拉强度 MPa
455
断后伸长率 %
16
M18
18
M20
20
M22
22
M24
25
M27
螺距/mm 2.5 2.5 2.5 3 3
锚杆支护材料与构件
螺距对锚杆预紧力的影响
• 减小螺距可提高锚杆的预紧力转换率，如φ22mm左旋无纵筋螺纹钢 锚杆，尾部螺纹一般为M24×3mm，如采用M24×2.5mm的螺纹， 相同扭矩情况下可提高预紧力20%左右，同时可增加螺纹破断强度 5%左右。
煤矿巷道锚杆支护设计
晋煤集团赵庄二号井
2019年10月
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1. 锚杆支护设计 2. 锚杆支护材料与构件 3. 锚杆支护施工
锚杆支护设计
1 锚杆支护设计应采用动态设计方法。设计应在巷道围岩地质力学评估的基 础上，按“初始设计—井下监测—信息反馈—正式设计”的程序进行。 2 根据现场调查与巷道围岩地质力学评估结果，进行锚杆支护初始设计。初 始设计可采用以下一种或多种方法组合进行：
锚杆支护设计
理论计算法
• 悬吊理论 • 自然平衡拱理论 • 组合梁理论 • 组合拱理论
锚杆支护设计 悬吊理论
悬吊理论认为锚杆的作用是将下部不稳定的岩层悬吊在 上部稳定的岩层中，阻止软弱破碎岩层垮落。
锚杆支护设计 自然平衡拱理论
巷道开掘后，围岩失去了层间联系。在上覆岩层压力作用下，浅 部围岩发生破坏，而在深部一定范围内形成自然平衡拱。自然平衡拱 以上的岩体是稳定的，锚杆的作用主要是防止破坏区围岩垮落。锚杆 所需要的承载能力由破坏岩石的重量确定，而且与巷道断面形状与尺 寸、埋藏深度、采动影响程度、岩层倾角、强度、结构等有关。可见， 自然平衡拱理论对锚杆支护作用的分析实质上是悬吊作用，并提供了 计算围岩破坏范围的一种方法。
回采巷道被采煤机截割的煤帮应优先采用玻璃纤维增强塑料锚杆等 可切割锚杆。
锚杆支护设计
巷道复杂地段应进行联合支护，联合支护范围应延伸到正常地段5m 以上。破碎围岩巷道应优先采用锚注支护。
螺纹钢树脂锚杆的钻孔直径、锚杆直径和树脂锚固剂直径应合理匹 配，钻孔直径与锚杆杆体直径之差应为6mm～10mm；圆钢树脂锚杆的钻 孔直径与锚头顶宽之差应为4mm～6mm；钻孔直径与树脂锚固剂直径之 差应为4mm～8mm 。
锚杆支护设计
锚杆组合构件（钢筋托梁、钢带等）形式、规格和力学性能； 护网形式、材料和规格； 注浆锚杆用注浆材料物理力学性能及注浆参数； 锚索形式与参数； 喷射混凝土参数； 巷道支护布置图； 支护构件加工示意图； 支护材料消耗清单。
锚杆支护设计
锚杆支护基本参数宜按照表4选取。
锚杆类型（螺纹钢、圆钢、玻璃钢或其它锚杆等）； 锚杆杆体几何参数（直径和长度等）； 锚杆杆体力学参数（屈服力、拉断力、伸长率和冲击吸收功等）； 锚杆附件（托盘、球形垫圈、减摩垫圈和螺母等）材料和规格； 树脂锚固剂规格及数量，锚固剂物理力学性能； 锚杆预紧力； 锚杆设计锚固力； 锚杆布置参数（锚杆间距、排距、安装角度等）； 锚杆锚固参数（钻孔直径，锚固方式和锚固长度）；
锚杆支护设计
锚杆支护施工工艺设计应包括施工设备配置、施工工艺、施工质量 指标和安全技术措施等；
锚杆支护矿压监测设计应包括监测内容、测站安设方法、数据测读 方法、测读频度和监测仪器等。矿压综合监测应给出反馈指标和锚杆支 护初始设计修改准则，矿压日常监测应给出监测方法、合格标准和异常 处情况的处理措施。
Q235
240
HRB335 335
HRB400 400
HRB500 500
HRB600 600
24.1 33.7 40.2 50.3 60.3
30.5 42.6 50.9 63.6 76.3
37.7 52.6 62.8 78.5 94.2
45.6 63.7 76.0 95.0 114.0
58.9 82.2 98.2 122.7 147.3
巷道布置（运输）的最大设备尺寸； 巷道管线布置和行人要求； 巷道通风要求； 巷道预留变形量：对锚杆支护巷道围岩变形进行预测，确定合理
的预留变形量，使巷道变形后断面仍能满足安全生产要求。
锚杆支护设计
巷道掘进优先采用综合机械化掘进。当采用钻爆法时，应采用光面 爆破，控制巷道成型，为锚杆支护施工创造有利条件。
巷道掘进后应及时支护，尽量减小空顶距、缩短空顶时间。围岩易 风化、遇水易泥化或膨胀的巷道应先喷后支，及时封闭围岩。
根据巷道围岩地质与生产条件，可按表选择不同类型的锚杆。锚杆 支护可配套使用钢筋托梁、钢带、钢梁、钢护板、护网等护表构件，也 可与锚索、喷射混凝土联合使用。
锚杆支护设计
序号 1 2 3 4 5 6
表2 常用锚杆类型及适用条件
锚杆类型 螺纹钢树脂锚杆 圆钢树脂锚杆
缝管锚杆 注浆锚杆 钻锚注锚杆 玻璃纤维增强塑料锚杆
适用条件
在保证设计锚固力的条件下，适用于各类 围岩条件的巷道
围岩强度较高、完整、稳定，围岩应力小 的巷道
超前支护和岩巷临时支护
围岩节理、裂隙等结构面发育，破碎围岩 巷道
围岩极破碎，成孔困难，不能实现先钻孔 后安装锚杆
锚杆支护材料与构件
锚杆支护材料是锚杆支护体系的核心，支护材料在锚杆支护技术中起 着至关重要的作用，性能优越的支护材料是充分发挥锚杆支护效果与 确保巷道安全的必要前提。
锚杆支护材料与构件
一般要求
锚杆支护材料与构件应符合国家标准和相关行业标准，并具有产品 合格证。煤矿巷道锚杆杆体及附件、组合构件、护网、喷层等各构 件的力学性能应相互匹配。
表4 锚杆支护基本参数
序号
参数名称
单位
参数值
1
锚杆长度
m
2
锚杆公称直径
mm
3
锚杆预紧力
kN
4 锚杆设计锚固力 kN
5
锚杆排距
m
6
锚杆间距
m
1.6～3.0 16.0～25.0 锚杆屈服力的30-60% 锚杆屈服力的标准值 0.6～1.5 0.6～1.5
锚杆支护设计
锚杆预紧力
围岩不发生明显离层、滑动和拉应力。 杆体屈服载荷30-60%（50-100kN，300-500N.m）
锚杆支护设计 组合梁理论
在层状岩层中，锚杆的作用是提供轴向和切向约束，阻止岩层 产生离层和相对滑动，将若干薄岩层锚固成一个较厚的岩层，形 成组合梁。与不锚固岩梁相比，组合梁的最大弯曲应变和应力都 将大大减少，从而提高巷道顶板的稳定性。通过计算组合梁所必 需的承载能力确定锚杆支护参数。
锚杆支护设计 组合拱理论
采煤机截割的回采巷道煤帮及围岩应力与 变形小的巷帮
锚杆支护设计
序号
1 2 3 4 5 6
7
8 9
表3 常用支护形式及适用条件
支护形式
单体锚杆支护 锚杆支护
适用条件
围岩强度较大、完整、稳定， 埋藏浅、围岩应力小
围岩完整、强度大的岩巷
锚网喷支护
岩巷和服务时间长的煤巷
锚杆钢带（梁）支护 锚网支护
围岩强度较大、较完整，节理、 裂隙等结构面不发育
锚杆支护设计
锚杆角度 锚杆角度增加，角锚杆与中部锚杆有效压应力区分离，叠
加区变小。15°明显分离，独立支护单元。 近水平煤层，角锚杆最好垂直布置，最大不超过10°
0°
10°
30°
锚杆支护设计
巷道支护应优先采用预应力螺纹钢树脂锚杆。软岩巷道、煤层顶板 巷道、破碎围岩巷道、深部高应力巷道、采动影响明显的巷道及大断面巷 道等复杂困难巷道，宜采用高预应力（大于锚杆屈服力的30%）、高强度 （杆体屈服强度大于500MPa）螺纹钢树脂锚杆。必要时，可采用锚杆、 锚索联合支护，锚杆与锚索的力学性能与支护参数应相互匹配。
工程类比法：根据已经支护巷道的实践经验，通过类比，直接提出锚 杆支护形式与参数。也可根据巷道围岩稳定性分类结果进行锚杆支护 形式与参数设计；
理论计算法：选择适合本矿区煤巷条件的锚杆支护理论进行理论计算 设计；
数值模拟法：根据地质力学评估结果建立数值模拟模型，通过多方案 比较，确定锚杆支护初始设计。
锚杆支护设计
锚杆长度 锚杆长度增加，有效压应力区范围
扩大。 锚杆中上部压应力减小，两锚杆间
中部围岩压应力减小。锚杆越长， 预应力作用越不明显。 锚杆越长，预应力应越大。通过提 高预应力，可减小锚杆长度。
1.8m 2.4m
锚杆支护设计
锚杆密度 单根锚杆形成锥形压力区，尾部
大，锚固起始次之，中部小； 间距过大，锚杆压应力区独立，
锚杆支护设计
喷射混凝土参数设计； 支护材料选择和施工机具设备配套； 施工工艺、安全技术措施和施工质量指标； 矿压监测设计； 辅助支护设计； 巷道复杂地段的支护设计； 巷道受到采动影响时的超前支护设计。
锚杆支护设计
巷道断面形状与尺寸应根据围岩条件、巷道用途等确定。煤巷断面一 般采用矩形或梯形，特殊情况可采用拱形或其它形状断面。巷道断面设计 应考虑以下因素：
在锚杆锚固力作用下，每根锚杆周围形成一个两头带圆锥的筒 状压缩区，各锚杆所形成的压缩区彼此联成一个一定厚度的组合 拱（或均匀压缩带）。该拱（带）具有较大的承载能力和一定的 可缩性，能够起到有效支护巷道的作用。
锚杆支护设计
锚杆支护初始设计应包括以下内容：
巷道用途及服务年限； 地质与生产条件及巷道围岩地质力学评估结果； 巷道断面设计； 巷道掘进方式； 巷道空顶距设计； 锚杆支护形式与参数设计； 锚索支护形式与参数设计；
不能形成整体支护结构； 间距缩小，锚杆锥形压应力区叠
加，连成一体，整体支护结构； 提高预应力，可降低支护密度。
锚杆支护设计
锚固方式 端锚有效压应力区大；加长锚固次之；全锚最小。 提高加长锚、全锚锚杆预应力扩散有效途径，先施加预应
力，锚固剂后固化，实现全长预应力锚固。
端锚
加长锚
全锚
锚杆支护设计
锚杆支护初始设计在井下实施后应及时进行矿压监测。将巷道受掘进 影响结束时的监测结果用于验证或修正初始设计。修正后的支护设计作为 正式设计在井下使用。巷道受到采动影响期间的监测结果可用于其它类似 条件巷道支护设计的验证与修改；
锚杆支护正式设计实施过程中，应进行矿压监测。当地质条件发生显 著变化时及时修正。
锚杆支护材料与构件
锚杆杆尾螺纹应符合以下要求：
锚杆杆尾螺纹应采用滚丝加工工艺，并保证螺纹加工精度。
锚杆杆尾螺纹的规格应先按表6选取，也可选用有利于提高锚杆预紧力 矩与预紧力转化效率的其它螺纹规格。
锚杆杆尾螺纹的极限拉力应不小于杆体材料极限拉力的90%。
锚杆杆尾螺纹长度应为80mm～150mm。当围岩松软破碎或巷道成形条