1 半煤巖巷錨桿支護技術
1.1 錨桿支護的作用機理
通過理論分析與井下試驗，發現錨桿支護的實質是通過約束效應使錨桿支護體（包括錨桿、托梁、金屬網、錨索）與圍巖***同形成承載結構，以提高圍巖自身的承載能力，特別是在圍巖產生塑性破壞後，能大幅度提高圍巖的殘余強度，保證巷道安全使用。
1.2 半煤巖巷錨桿支護設計方法
晉普山煤礦半煤巖巷錨桿支護設計方法是壹種全新的基於井下實測地質力學資料的動態信息設計方法。該動態信息設計法具有兩大特點：壹是設計不是壹次完成的，而是壹個動態的過程；二是設計充分利用每個過程中提供的信息。該動態信息設計法包括5個部分，即：試驗點調查和地質力學評估、初始設計、井下綜合監測、信息反饋和修正設計、日常監測。其中，試驗點調查包括地應力、圍巖強度、圍巖結構及錨固性能測試等內容，然後，在此基礎上進行地質力學評估，為初始設計提供可靠的設計參數。初始設計以數值計算方法為主，結合解析法和經驗法，根據圍巖參數和已有的實測數據確定出比較合理的初始設計。最後將初始設計實施於井下半煤巖巷道的支護，並進行詳細的圍巖位移和錨桿受力監測，根據監測結果驗證或修正初始設計。正常施工後還要進行日常監測，保證巷道安全。綜上所述，該動態信息設計法是壹個動態可控逐步改進的過程，符合煤礦井下復雜多變的自然條件，是壹種先進實用的設計方法。
1.2.1 巷道圍巖地質力學測試
采用煤炭科學研究總院北京開采研究所開發研制的巷道圍巖地質力學快速測試系統，進行井下地應力測量與巷道圍巖強度測定。
1.2.1.1 地應力測試
地應力測試采用水壓致裂測量法，測量儀器為SYY—56型水壓致裂應力測量裝置。采用小孔徑鉆孔（56 mm），最大測量深度為30 m，可在井下進行快速、大面積地應力測量。同壹鉆孔還可以用於巷道圍巖強度測量。該儀器由分隔器、印模器、定位器、手動泵、隔爆油泵及記錄儀等組成。
1.2.1.2 巷道圍巖強度測試
采用WQCZ—Ⅱ型圍巖強度測試測定裝置進行井下圍巖強度測試。該裝置由圍巖強度測定儀、探頭、手搖泵、高壓管、延長桿等部件組成。探頭直徑d 56 mm，測量深度為30 m，非常適合井下快速測量。巖體強度的測定在井下巷道圍巖鉆孔中進行。探頭內的活塞在高壓油的驅動下發生移動，使端部頂針壓向鉆孔孔壁。根據頂針壓破鉆孔孔壁的臨界壓力，經過簡單計算，便可得到該點的巖體單軸抗壓強度。為了測定鉆孔長度上巖層的抗壓強度，每隔200 mm~300 mm取壹個測試井下監測剖面。圍巖強度測試與地應力測量同步進行，***設4個測站，把測試結果添入相應的表格內，為初始設計提供理論計算參數。
1.2.2 井下綜合監測
井下綜合監測是煤巷半煤巖巷錨桿支護技術的重要組成部分。錨桿支護初始設計實施於井下後，對圍巖變形狀況，錨桿（索）受力分布和大小進行全方位監測，以獲得支護體和圍巖的位移和應力信息，從而判斷錨桿支護初始設計的合理性和可靠性，巷道圍巖的穩定程度和安全性。進而根據監測信息，修改初始設計，使其逐步趨於合理。根據晉普山煤礦半煤巖巷道的具體條件，確定錨桿支護的綜合監測內容。
（1）采用十字布點法安設表面位移監測斷面，在頂底板中部垂直方向和兩幫水平方向鉆孔，打木樁和測釘。壹般每個測站布置2個監測斷面，沿巷道軸向間隔0.6 m ~1.0 m。
（2）采用頂板離層指示儀測試頂板巖層錨固範圍內外位移值。離層指示儀深基點錨頭應固定在穩定巖層內，淺基點固定在錨桿端部位置。頂板離層指示儀應盡量靠近工作面安裝，以檢測頂板離層的全過程。
（3）錨桿（索）受力監測有2種形式：壹種是測量端部錨固錨桿（索）工作阻力的錨桿測力計，另壹種是測量加長錨固、全長錨固錨桿受力分布的測力錨桿。
錨桿測力計的種類很多，如KS型錨桿測力計，由傳力油壓枕和振弦式壓力傳感器組成，接收儀器為KSE—1型礦用頻率計；CH90A型錨桿測力計為電阻應變片式測力計，通過測量應變求出錨桿受力；YGS—200/300型錨桿（索）測力計，采用液壓式，載荷直讀，無需配套儀器。在晉普山煤礦，端部錨固錨桿受力測量就采用這種儀器。該測量儀器是本安型井下巷道錨桿受力的專用測量儀器，這種測量儀器主要包括測力錨桿、靜態電阻應變儀與轉換開關。使用時，安設在（需要測量的）普通錨桿的設計位置上，通過測量錨桿不同部位的應變值，確定錨桿受力大些?
1.2.3 信息反饋和修正初始設計
1.2.3.1 信息反饋指標的確定
由於井下測量數據很多，必須從眾多的數據中選醛?修改、調整初始設計的反饋信息指標。指標應簡單、易於測取，而且是影響支護參數的關鍵數據。為此，根據晉普山巷道地質與生產條件，選用頂板離層值、兩幫相對移近量、錨桿受力3個方面的5個指標。其中，頂板離層值包括錨固區內外頂板離層值2個。錨桿受力選用2個指標，全長錨固1個，端頭錨固1個。反饋信息指標數據必須確定準確，因為它是關系到巷道錨桿支護的安全性和經濟性的重要指標。
1.2.3.2 修正初始設計的準則
經過對井下實測數據與信息反饋指標的對比比較，就可以判斷支護初始設計的合理性，必要時修正初始設計。根據晉普山煤礦半煤巖巷道的條件，確定其修改初始設計的準則。
（1）初始設計不修改。如果實測值都小於反饋指標值，則初始設計不修改。
（2）初始設計要修改。如果實測值有壹個或幾個大於反饋指標值，就需要修改初始設計。第壹，如果錨固區內離層值大於反饋指標值，則每排增加壹根錨桿或縮小排距100 mm。第二，如果錨桿受力大於反饋指標值，則將錨桿直徑加大2 mm。如果直徑超過22 mm，改為強度更大的材料。第三，如果錨固區外離層值大於信息反饋指標值，則加大頂板錨桿長度，增加200 mm；如果錨桿長度大於2.4 m，則加大錨索密度，降低壹排錨桿排距。第四，如果兩幫移近量大於反饋指標值，則加大幫錨桿的長度，增加200 mm；如果幫錨桿長度大於2 m，則每排增加1根錨桿或縮小排距100 mm。修改後的支護設計實施於井下後，還要繼續進行現場監測，評價支護效果和巷道的安全程度。
1.2.4 日常監測
錨桿支護正常施工後，還要進行日常監測，確保巷道的安全狀態。日常監測包括3部分內容。
（1）錨桿錨固力抽檢。巷道掘進施工過程中安排專人，按不小10 ％的比例和不大於2 d的時間間隔對錨桿錨固力進行抽檢。抽檢時只做非破壞性拉拔，達到規定值後停止拉拔。
（2）頂板離層監測。頂板離層指示儀除做綜合監測外，還用作日常監測。巷道每隔25 m~30 m，安設壹個頂板指示儀。在距掘進工作面30 m內，觀測頂板離層值。30 m以外，除非離層松動仍有明顯增長的趨勢，壹般可停止測讀具體數據，改為觀察2個刻度墜的顏色。由當班班長和跟班技術員負責觀察，其余人員也應隨時註意觀察，以便及早發現異常現象，確保安全。
（3）錨桿預緊力矩檢測。巷道掘進施工過程中，安排專人按不小於30 ％的比例和不大於1 d的時間間隔，用力矩示值扳手對錨桿螺母預緊力進行抽測，達到規定值後即為合格。
1.3 半煤巖巷錨桿支護材料與監測儀器
錨桿支護材料包括錨桿桿體、錨固劑、托盤、螺母、鋼筋托梁、金屬錨索等。近年來，高強度、高剛度錨桿材料的使用，已經成為煤巷半煤巖巷錨桿支護的主要形式。它在保證巷道安全狀態，提高支護可靠性和支護施工速度，加快采煤工作面快速推進等方面起到了重要作用。
在礦壓監測方面，購置了LBY型頂板離層指示儀、YGS型錨桿（索）測力計、CM—200型測力錨桿等儀器，並應用於錨桿支護技術中。
2 晉普山煤礦半煤巖巷錨桿支護礦壓監測軟件
為減輕工程技術人員的工作量，編制了LAMD軟件，使技術人員能夠及時、準確地處理大量礦壓監測數據，判斷初始設計的合理性，必要時進行修改。
2.1 軟件的組成
數據庫系統：輸入、存儲和輸出需要處理的礦壓監測數據。繪圖系統：根據數據庫提供的礦壓監測數據，繪制各種礦壓監測曲線。判斷系統：判斷錨桿支護初始設計的合理性。
2.2 系統功能
該系統提供的主要功能包括：處理巷道表面位移、巷道頂板離層、全長錨固測力錨桿、端部錨固錨桿的觀測數據、分析數據處理結果，並以圖形方式直觀表示觀測結果；根據觀測結果驗證初始設計，當初始設計不符合要求時，提出修改初始設計的各項建議。
3 半煤巖巷錨桿支護應用及錨桿支護展望
3.1 半煤巖巷錨桿支護應用
晉普山半煤巖巷錨桿支護在901回風巷、903皮帶巷、903回風巷、902回風巷等采區巷道及901采區回采巷道得到廣泛應用。
3.2 錨桿支護展望
進壹步在3#煤回采巷道及大斷面硐室進行推廣，爭取實現所有巷道支護錨網化。 在礦井範圍內再補充進行地應力測試，為錨桿支護初始設計提供更詳細的資料。 對錨桿支護巷道煤柱尺寸進行優化，在保證巷道穩定性的條件下，提高資源回收率。 開發研制煤巷及半煤巖巷快速掘進技術與工藝，提高錨桿支護成巷速度。
4 結語
（1）現場監測是錨桿支護技術的重要組成部分。錨桿支護實施後最大限度地獲得了各種巷道圍巖和支護體的位移和應力信息，是判斷巷道圍巖的穩定性，驗證和修改初始設計的必要基穿?
（2）錨桿支護實施於井下後，應進行綜合監測，包括巷道表面位移、頂板離層、錨桿（索）受力情況。
（3）錨桿支護正常施工後，還應進行長期的日常監測，包括頂板離層、錨桿錨固力抽檢等內容，以確保巷道的安全狀況。
（4）根據晉普山煤礦半煤巖巷巷道條件，確定了5個信息反饋指標，並在大量監測數據的基礎上，給出了相應的指標數值。在今後應用中，只要將實測數據與反饋指標數值進行比較，就可以判斷初始設計是否合理，並給出相應的設計方法。
（5）晉普山煤礦半煤巖巷道錨桿支護監測軟件的編制，提高了監測數據處理的速度和準確性，減輕了工程技術人員的工作量，對促進礦壓監測的日常化和規範化有重要意義。