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锚杆支护理论悬吊理论：认为锚杆支护的作用是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部坚硬稳定岩层上。
组合梁理论：认为当顶板岩层中存在没有稳固岩层的若干薄层状岩层时，通过锚杆的支护作用将这些岩层锁紧成一个较厚的岩层，由叠合梁变成组合梁，显著提高了岩梁抗弯曲能力并减少挠度。
紧固理论：认为在块状围岩中，锚杆可将巷道周围危岩彼此挤紧，从而加固成能承受载荷的整体结构。
压缩（组合）拱理论：认为在松软围岩中，各个锚杆形成的压应力圆维体交错重叠，形成一个连续的均匀压缩（组合）拱。
锚杆支护类型按材料分类：木锚杆、竹锚杆、金属锚杆、树脂锚杆、快硬水泥锚杆。
按作用分类：端部锚固型锚杆、全长胶结型锚杆、摩擦型锚杆、长锚索等。
锚杆布置主要技术参数“三径”合理匹配：锚杆、钻孔、药卷直径要合理匹配。
煤巷钻孔宜采用ф28mm,不宜大于ф33mm；钻孔直径与锚杆直径之差应为4～10mm，最佳为5～6mm；当使用ф28mm钻孔直径和ф16~22mm螺纹钢锚杆时，药卷直径为ф23~25mm，当使用ф26mm和ф43mm钻孔时，应分别使用ф23mm和ф28mm树脂药卷。
锚杆长度：当顶板有坚硬岩层或塑性区，杆端应插入坚硬岩层中或超出塑性区。
如没有，宜使用全长锚固锚杆。
锚杆强度：按屈服强度（бs）分为三类：普通锚杆,бs＜340MPa(ф18mm钢材约8.6吨)；高强锚杆，бs=340～600MPa(ф18mm 钢材8.6～15吨)；超高强锚杆，бs＞600MPa。
锚杆间排距：一般应小于所选锚杆长度之半。
锚杆插入方向：与岩层面正交，最小角不小于75 度，层面不清与轮廓线垂直。
锚杆排列方式：方形、矩形和五花形。
锚固形式：端固和全锚。
锚杆支护质量要求一般要求a、锚杆的长度、间距、排距、插入方向及排列方式等必须符合作业规程施工要求。
b、首先点好钻孔孔位，找好孔中开钻后调正方向。
c、锚孔钻完后，要按锚杆设计和安装说明要求，及时进行锚杆安装工作。
d、安装锚杆前，必须检查锚孔的孔位、孔深、孔径及锚杆部件等，这些都必须符合规定。
锚杆支护锚杆支护是一种用于地下工程中的支护方式，通过锚杆将地下结构与地面固定连接起来，以增加结构的稳定性和抗力。
锚杆支护通常用于岩石工程、地下挖掘和隧道工程中，可以有效地控制地下的变形和沉降，提高工程的安全性和稳定性。
1. 锚杆支护的原理和作用锚杆支护的原理是利用锚杆与地下岩土层之间的摩擦力和粘结力来增加地下结构的稳定性。
锚杆支护可以防止地下的变形和沉降，减少结构的受力，提高工程的安全性。
锚杆支护的主要作用包括：•控制地下的变形和沉降：锚杆通过固定地下结构与地面连接，可以有效地减少地下结构的变形和沉降，保持结构的稳定性。
•增加结构的抗力：锚杆支护可以将地下结构与地面紧密地连接起来，增加地下结构的抗力，提高结构的安全性和稳定性。
•分担结构的受力：锚杆支护可以将地下结构的受力分散到锚杆和岩土层中，减少结构的受力，延长结构的使用寿命。
2. 锚杆支护的材料和施工方法2.1 锚杆的材料选择常见的锚杆材料包括钢筋、高强度钢丝绳和预应力锚杆。
钢筋锚杆适用于一般的岩土工程，具有较高的抗拉强度和刚度。
高强度钢丝绳锚杆适用于大规模地下挖掘和岩石工程，具有较高的承载力和抗拉强度。
预应力锚杆适用于对抗拉性能要求较高的工程，能够更好地控制地下结构的变形和沉降。
2.2 锚杆支护的施工方法锚杆支护的施工方法主要包括以下步骤：1.钻孔：根据设计要求，在地下结构边缘或需要支护的区域进行钻孔。
2.安装锚杆：将锚杆插入钻孔中，然后注入灌浆材料填充钻孔空隙，形成与地下结构紧密连接的锚杆。
3.张拉锚杆：根据设计要求，使用张拉设备对锚杆进行张拉，以达到设计要求的预应力。
4.固定锚杆：在锚杆张拉完成后，固定锚杆的张拉端，并采取防松措施，确保锚杆的稳定性和安全性。
5.后期处理：根据需要，对锚杆进行检测和监测，及时处理可能出现的问题，确保锚杆支护的效果和稳定性。
3. 锚杆支护的应用案例3.1 岩石工程中的锚杆支护在岩石工程中，锚杆支护广泛应用于坡面稳定、爆破法隧道开挖、防潜透隧道开挖等工程。
第四讲-锚杆支护理论第四讲锚杆支护理论本讲主要介绍锚杆常用支护理论（包括一些近年来比较流行和活跃的理论）、锚杆支护设计方法和国外锚杆支护主要经验，以及巷道容易冒顶的十种情况和五种应对措施。
锚杆支护的作用机理尚在探讨之中。
目前己提出的观点较多，其中影响较大的有悬吊作用、组合梁（拱）作用、组合拱、减跨理论、加固（提高C、$值）作用等几种。
这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉（力）为前提来解释锚杆支护作用机理的，因此，围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的客观性是判定上述理论正确性的标准。
一、锚杆支护理论支护：就是指为了地下巷道掘进、硐室开挖后的稳定及施工安全，而采取的支持、加强或改善围岩应力状态而打设的构件或采取的措施的总称。
支护包括两个方面，一是支，就是顶住顶板，防止顶板出现大量的下沉，使顶板下沉控制在可控、安全的状态，二是护，就是保持顶板的完整性，防止出现漏矸、漏顶、巷道掉渣等现象。
支和护是一个有机统一的整体，它们共同组成了支护系统。
（一）锚杆支护理论综述1、悬吊理论1）机理：将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上， 以避免较软弱岩层的破坏、失稳和塌落，锚杆所受的拉力来 自被悬吊的岩层重量。
图4-1 锚杆悬吊作用原理示意图2）缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开3）适用条件：在锚杆的长度范围内有一层坚硬而稳定 的岩层，锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。
图4-2 a 拱形巷道的锚杆悬吊作用 b 软弱岩层的锚杆悬吊作用2、组合梁理论1）机理：将锚固范围内的岩层挤紧，增加岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象，提高其自7W777Zv777yAZ7V撑能力。
将几层薄岩层锁紧成一个较厚的岩层（组合梁）。
在上覆岩层载荷的作用下，这种组合厚岩层内的最大弯曲应变和应力都将大大减小，组合梁的挠度亦减小。
在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁（板）的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。
锚杆支护一、锚杆支护原理1、锚杆的悬吊作用悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。
如图1所示，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上，使松动岩块不至冒落。
锚杆的悬吊作用2、锚杆的组合梁理论利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。
组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。
锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。
锚杆的组合作用3、锚杆锲固作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动。
如图3。
锚杆的楔固作用p бb p 锚杆的楔固作用-б p (бbp4、挤压加固拱作用形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。
如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带。
它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，组织上部围岩的松动和变形。
显然，对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。
5、锚杆的减跨作用如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。
这就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。
上述几种锚杆支护作用并非是孤立存在的，实际上是相互补充的综合作用，只不过在不同地质条件下，某种支护作用占的地位不同而已。
二、锚杆支护作用机理分析巷道开掘以后，由于受掘进工作面迎头及两帮的支撑，顶板下沉和变形很小。
此时安装锚杆，其主要作用是控制顶板浅部岩层的离层、滑动。
锚杆支护一、锚杆支护原理1、锚杆的悬吊作用悬吊作用是指用锚杆将软弱的直接顶板吊挂在其上的坚固老顶之上。
如图1所示，或者是用锚杆将因巷道开挖而引起松动的岩块连接在松动区外的完整坚固岩石上，使松动岩块不至冒落。
锚杆的悬吊作用2、锚杆的组合梁理论利用锚杆的拉力将层状岩层组合起来形成组合梁结构进行支护，这就是锚杆组合梁作用。
组合梁作用的本质在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。
锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。
锚杆的组合作用3、锚杆锲固作用是指在围岩中存在一组或多组不同产状的不连续面的情况下，由于锚杆穿过这些不连续面，防止或减少了围岩沿不连续面的移动。
如图3。
锚杆的楔固作用sin αcos αp бbpбpбαbб顶板线节理面锚杆的楔固作用bб-sin αcos α)б p (бbpбpбαα2sin b α+б2cos p б顶板线节理面4、挤压加固拱作用形成以锚杆头和紧固端为顶点的锥形体压缩区。
如将锚杆沿拱形巷道周边按一定间距径向排列，在预应力作用下，每根锚杆周围形成的锥形体压缩区彼此重叠联结，在围岩中形成一连续压缩带。
它不仅能保持自身的稳定，而且能承受地压，组织上部围岩的松动和变形。
显然，对锚杆施加预紧力是形成加固拱的前提。
锚杆的挤压加固拱L4321a5、锚杆的减跨作用如果把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点，安设了锚杆就相当于在该处打了点柱增加了支点而减少了顶板的跨度，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。
这就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。
上述几种锚杆支护作用并非是孤立存在的，实际上是相互补充的综合作用，只不过在不同地质条件下，某种支护作用占的地位不同而已。
矿山井巷支护之锚杆支护的原理与常用锚杆介绍锚杆是一种锚固在岩体内部的杆状体。
采用锚杆支护巷道，就是当巷道掘进后向围岩中钻眼，然后将锚杆安设在锚杆眼内，对巷道围岩进行人工加固。
锚杆具有很多优点：节约坑木和钢材，降低支护成本，掘进断面小，巷道的变形小，维修费用低，工作安全，轻便，可以减轻体力劳动，减小通风阻力，有利于一次成巷施工和加快掘进速度，使用范围广，适应性强，减少运输量，有利于矿井的运输和提升。
但是锚杆不能预防围岩风化，不能完全防止锚杆与锚杆之间裂隙岩石的剥落，因此，锚杆配合其他支护措施，如与金属网、喷浆或喷射混凝土等联合使用，会取得更好的支护效果。
锚杆支护原理(1)悬吊作用：锚杆将软弱岩层吊挂在上面坚固稳定的岩层上，防止离层脱落。
煤层巷道的直接顶板一般比较软弱且较薄，容易离层冒落，它上面的老顶则比较坚固。
锚杆可以通过直接顶板达到老顶，把直接顶锚固在老顶上。
锚杆的悬吊作用图（2）组合梁作用：在层状岩层的巷道顶板中，通过锚人一系列的锚杆，将锚杆长度以内的薄层岩石锚成岩石组合梁，从而提高其承载能力。
在相同的荷载作用下，组合梁比未组合板梁的挠度和内应力大为减小。
(3)围岩补强作用：巷道深部围岩中的岩石处于三轴受压状态，而靠近巷道周边的岩石则处于二轴受力状态，强度小于前者，故易于破坏而丧失稳定性。
巷道围岩被锚杆锚固后，表层岩石部分地恢复了三轴受力状态，增大了它本身的强度，另外，锚杆还可以增加岩层弱面的剪断阻力，使巷道周边围岩不易破坏和失稳，这就叫作围岩补强作用。
(4)挤压联结作用：锚杆将巷道围岩挤紧，对岩石施加预应力，阻止裂隙的继续扩大，而且，对于松散岩石也能起到挤压联结和加固作用。
国外做过一个简单而有趣的试验：用一个长方形木箱，里面填紧小碎石，并用模拟的锚杆将它们锚固起来，锚杆拧紧以后，将木箱翻转，其中充填的小碎石竟倒不出来。
通过锚杆的预应力作用，可以在彼此毫无粘结力的碎石之间产生一种侧向挤压摩擦阻力，足以支持碎石自身的重量而不会掉下来，好像碎石间互相联结起来一样。
锚杆支护的原理
锚杆支护是一种常用的岩土工程技术，旨在增强岩石或土体的稳定性。
其原理是通过将钢筋或钢管等材料固定在岩石或土体中，形成一个有效的支撑系统，从而控制地层的位移和变形，提高地质体的承载能力。
锚杆支护的具体原理可以概括为以下几个方面：
1. 加固地层：通过在地层中钻孔并注入高强度胶结材料，将锚杆牢固地固定在岩石或土体中。
这样可以增加地层的整体强度和刚度，阻止岩石或土体破坏和滑动。
2. 分散荷载：锚杆支护在地层中形成锚杆网，并通过承受荷载的方式来分散地层的力量。
锚杆通过与地层内的固有力反作用，将部分荷载传递到其他岩体或地下结构上，减轻了地层的载荷，保护了地下工程的安全。
3. 控制和消散位移：锚杆支护可控制地层的位移和变形，通过与地层结构相互作用，改变地层内力和应变的分布。
这种互动能够消散地层内产生的应力、变形和位移，防止发生地层破坏，维护地下工程的稳定性。
4. 增加地质体的承载能力：锚杆支护可以提高地质体的承载能力，通过加固和固定地层结构，使得地质体能够承受更大的荷载。
这对于需要建设地下洞室、隧道、坑道等工程项目的地质体来说是非常重要的。
总而言之，锚杆支护的原理是通过加固地层、分散荷载、控制和消散位移以及增加地质体的承载能力，来提高地下工程的稳定性和安全性。
它是一种有效的支护技术，被广泛应用于岩土工程领域。
二、国内锚杆支护理论近十年来，国内许多学者在公认的三大传统的锚杆支护理论基础上，对锚杆作用机理做了大量的深入研究与探讨，进一步揭示了锚杆支护的实质，促进了锚杆支护理论的发展，扩大了锚杆支护技术的应用范围，主要观点如下。
1.全长锚固中性点理论全长锚固中性点理论由东北大学王明恕教授等提出。
该理论认为在靠近岩石壁面部分（锚杆尾部），锚杆阻止围岩向壁面变形，剪力指向壁面。
在围岩深处（锚杆头部），围岩阻止锚杆向壁面方向移动。
锚杆上的剪力指向相背的分界点，称为分界点，该点处剪应力为零，轴向拉应力最大。
由中性点向锚杆两端剪应力逐渐增大，轴向拉应力逐渐减小（图1-）。
今年来在国内理论分析中该理论的“中性点”观点被普遍接受，但该理论形式还存在着一定的争议，因为它难以解释锚杆尾部的断裂机理，有人认为是该理论假设未设托盘之故。
2.松动圈理论围岩松动圈巷道支护理论由中国矿业大学董学庭教授等提出，该理论是在对巷道围岩状态进行深入研究后提出的。
该理论认为，巷道开挖以后巷道围岩应力将发生显著变化，巷道周边径向应力为0，围岩强度明显下降；围岩中出现应力集中现象。
如果集中应力小于岩体强度，围岩将处于塑性状态。
当围岩应力超过围岩强度之后，巷道周边将首先破坏，并逐渐向深部扩展，直至在一定深度取得三向应力平衡为止。
此时，围岩以过渡到破碎状态，围岩中产生的这种松弛破碎带被定义为围岩松动圈。
研究发现围岩松动圈的存在时巷道固有的特性，它的范围大小(厚度值L)目前可以用声波仪或者多点位移计等仪器进行测定。
巷道支护的主要对象是围岩松动圈产生、发展过程中产生的碎胀变形力，锚杆承受的拉力来源于松动圈的产生、发展，并根据围岩松动圈的厚度值得大小，将其分为小、中、大3类。
松动圈的类别不同，则锚杆支护机理不同，Ⅰ类围岩L=0—400mm，围岩的碎胀变形量很小,此类围岩巷道支护一般无需锚杆，可以裸露围岩或者喷射混凝土单独支护；Ⅱ、Ⅲ类围岩L=400—1500mm，用悬吊理论设计锚喷支护参数；Ⅳ、Ⅴ类围岩L=1.5—2.0m，L=2.0—3.0m，采用组合拱理论确定锚喷支护的参数；Ⅵ类围岩L＞3.0m，在没有进一步研究资料之前，应采用以锚喷网为基础的复合支护。
锚杆支护参数的确定一、锚杆长度L≥L1+L2+L3------------------------- ①=0.1+1.5+0.3=1.9m式中：L——锚杆总长度，m；L1 ——锚杆外露长度(包括钢带+托板+螺母厚度)，取0.1m；L2 ——锚杆有效长度或软弱岩层厚度，m；L3——锚入岩（煤）层内深度（锚固长度），按经验L3≥300mm。
(一)锚杆外露长度L1L1=(0.1～0.15)m，[钢带+托板+螺母厚度+（0.02～0.03）](二)锚入岩(煤)层内深度(锚固长度)L31.经验取值法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节锚杆支护设计”中、第3.3.3条第四款规定：第3.3.3条端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定:一、杆体材料宜用20锰硅钢筋或3号钢钢筋;二、杆体直径按表3.3.3选用;三、树脂锚固剂的固化时间不应大于10分钟,快硬水泥的终凝时间不应大于12分钟;四、树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200～250毫米,快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度宜为300～400毫米;五、托板可用3号钢,厚度不宜小于6毫米,尺寸不宜小于150×150毫米;六、锚头的设计锚固力不应低于50千牛顿;七、服务年限大于5年的工程,应在杆体与孔壁间注满水泥砂浆。
一般取300mm ～400mm2. 理论估算法《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86－85“第三节 锚杆支护设计”中规定：第3.3.11条 局部锚杆或锚索应锚入稳定岩体。
水泥砂浆锚杆或预应力锚索的水泥砂浆胶结式内锚头锚入稳定岩体的长度,应同时满足下列公式:公式(3.3.11-1)、(3.3.11-2)见图形所示。
cs st f f d k l 412≥ (3.3.11-1)crst a f d f d k l 2214≥ (3.3.11-2) 式中la ——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度（cm ）； d1——锚杆钢筋直径走私或锚索体直径（cm ）；d2——锚杆孔直径（cm ）；f st ——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度（N/cm 2）；f cs ——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度(N/cm 2)；圆钢为2.5MPa ，螺纹钢为5MPa 。
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。
第四讲锚杆支护理论本讲主要介绍锚杆常用支护理论（包括一些近年来比较流行和活跃的理论）、锚杆支护设计方法和国外锚杆支护主要经验，以及巷道容易冒顶的十种情况和五种应对措施。
锚杆支护的作用机理尚在探讨之中。
目前己提出的观点较多，其中影响较大的有悬吊作用、组合梁(拱)作用、组合拱、减跨理论、加固(提高C、φ值)作用等几种。
这几种观点都是以围岩状态和利用锚杆杆体受拉(力)为前提来解释锚杆支护作用机理的，因此，围岩状态及锚杆受拉力这两个前提的客观性是判定上述理论正确性的标准。
一、锚杆支护理论支护：就是指为了地下巷道掘进、硐室开挖后的稳定及施工安全，而采取的支持、加强或改善围岩应力状态而打设的构件或采取的措施的总称。
支护包括两个方面，一是支，就是顶住顶板，防止顶板出现大量的下沉，使顶板下沉控制在可控、安全的状态，二是护，就是保持顶板的完整性，防止出现漏矸、漏顶、巷道掉渣等现象。
支和护是一个有机统一的整体，它们共同组成了支护系统。
（一）锚杆支护理论综述1、悬吊理论1）机理：将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上，以避免较软弱岩层的破坏、失稳和塌落，锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。
图4-1 锚杆悬吊作用原理示意图2）缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。
3）适用条件：在锚杆的长度范围内有一层坚硬而稳定的岩层，锚杆可以锚固到顶板坚硬稳定岩层。
图4-2 a拱形巷道的锚杆悬吊作用b软弱岩层的锚杆悬吊作用2、组合梁理论1）机理：将锚固范围内的岩层挤紧，增加岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免各岩层出现离层现象，提高其自撑能力。
将几层薄岩层锁紧成一个较厚的岩层（组合梁）。
在上覆岩层载荷的作用下，这种组合厚岩层内的最大弯曲应变和应力都将大大减小，组合梁的挠度亦减小。
在于通过锚杆的预拉应力将原视为叠合梁(板)的岩层挤紧，增大岩层间的摩擦力；同时，锚杆本身也提供一定的抗剪能力，阻止其层间错动。
锚杆把数层薄的岩层组合成类似铆钉加固的组合梁，这时被锚固的岩层便可看成组合梁，全部锚固层能保持同步变形，顶板岩层抗弯刚度得以大大提高。
决定组合梁稳定性的主要因素是锚杆的预拉应力及杆体强度和岩层的性质。
2）缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作用分开；在顶板较破碎、连续性受到破坏时，难以形成组合梁。
这一观点有一定的影响，但是其工程实例比较少，也没有进一步的资料供锚杆支护设计应用，尤其是组合梁的承载能力难以计算，而且组合梁在形成和承载过程中，锚杆的作用难以确定。
另外，岩层沿巷道纵向有裂缝时粱的连续性问题、梁的抗弯强度等问题也难以解决。
3）适用条件：层状地层，如图4-3中2所示；顶板在相当距离内（锚杆长度范围内）不存在稳定岩层，悬吊作用处于次要地位。
图4-3锚杆的组合梁作用a未打锚杆（叠合梁）b布置锚杆（组合梁）3、组合拱理论1）机理：在破碎区安装预应力锚杆时，在杆体两端将形成圆锥形分布的压应力，如果沿巷道周边布置锚杆群，只要铺杆间距足够小，各个锚杆形成的压应力圆锥体将相互交错，在岩体中形成一个均匀的压缩带，即承压拱，这个承压拱可以承受其上部破碎岩石施加的径向荷载。
在承压拱内的岩石径向及切向均受压，处于三向应力状态，其围岩强度得到提高，支撑能力也相应加大。
2）缺点：一般不能作为准确的定量设计。
3）适用条件：顶板无稳定岩层。
图4-4 a锚杆的组合拱作用原理示意图b锚杆的减跨作用示意图4、减跨理论1）机理：把不稳定的顶板岩层看成是支撑在两帮的叠合梁(板)，由于可视悬吊在老顶上的锚杆为支点安设了锚杆就相当于在该处打了点柱，增加了支点，减少了顶板的跨度(如图)，从而降低了顶板岩层的弯曲应力和挠度，维持了顶板与岩石的稳定性，使岩石不易变形和破坏。
2）使用条件：同悬吊理论，其实质就是锚杆的“减跨”作用，它实际上来源于锚杆的悬吊作用。
3）缺点：它也未能提供用于锚杆支护参数设计的方法和参数。
5、围岩松动圈巷道支护理论围岩松动圈巷道支护理论是在对围岩状态进行深入研究后提出的，通过研究，发现松动圈的存在是巷道围岩的固有特性，它的范围大小(厚度值)目前可以用声波仪或者多点位移计等手段进行测定。
松动圈理论认为：巷道支护的主要对象是围岩松动圈产生、发展过程中产生的碎胀变形力，锚杆受拉力的来源在于松动圈的发生、发展，并根据围岩松动圈厚度值大小的不同将其分为小、中、大三类，松动圈的类别不同，则锚杆支护机理也就不同。
本理论认为，巷道支护的对象除松动圈围岩自重和巷道深部围岩的部分弹塑性变形力外，还有松动围围岩的变形力。
后者，往往占据主导地位。
简而言之，巷道支护的对象主要是围岩松动圈在形成过程中的岩石碎胀力。
在现有支护条件下，试图用支护手段阻止围岩松动破坏是不可能的。
松动圈理论认为，支护的作用是限制围岩松动圈形成过程中碎胀力所造成的有害变形。
支护对破碎围岩的维护作用：松动圈发展变形过程中维持破碎岩块相互啮合不垮落，通过提供支护阻力限制破裂缝隙过度扩张，从而减少巷道的收敛变形。
1）小松动圈（<40cm）围岩的变形压力可以忽略不计，巷道支护载荷只是松动圈内围岩的自重，其数值小于0.1MPa，只用单一喷混凝土支护即可达到支护的目的。
2）中松动圈（40cm～150cm）围岩碎胀变形比较明显，变形量较大，使刚性的喷射混凝土支护产生裂缝或破坏，必须采用以锚杆为主体构件的锚喷支护方式，以锚杆为主体支护结构控制其碎胀变形，喷层将只作为锚杆间活石的支护和防止围岩风化。
由于围岩松动圈厚度小于常用锚杆长度，因此可采用锚杆悬吊作用机理来设计支护参数。
3）大松动圈（>150cm）围岩表现出软岩的工程特征，围岩松动圈碎胀变形量大，初期围岩收敛变形速度快，变形持续时间长，矿压显现大，支护难度大。
支护不成功时，巷道底板出现底鼓。
在这种条件下，如果用悬吊理论设计锚杆支护参数，常因设计锚杆过长、过粗而失去其普遍应用的价值。
在单根锚杆作用下每根锚杆因受拉应力而对围岩产生挤压，在锚杆两端周围形成一个两端圆锥形的受压区，合理的锚杆群可使单根锚杆形成的压缩区彼此联系起来，形成一个厚度为b的均匀压缩带。
对于拱形巷道，压缩带将在围岩破裂处形成拱形；对于矩形巷道，压缩带将在围岩破裂处形成矩形结构，统称之为组合拱作用机理。
表4-1 松动圈分类表6、锚杆支护的“关健承载圈”及“扩容—稳定”理论由煤炭科学研究总院开采所康红普博士提出，该理论认为：巷道围岩的变形和破坏状态在掘进、稳定、回采等不同阶段是不同的，具有显著差别。
因此主张根据围岩的状态特点分别按“关键承载圈理论”和“扩容--稳定理论”分析阐述锚杆支护的作用机理。
1）“关键承载圈”是指在巷道周围围岩一定深度的范围内，存在一个能承受较大切向应力的“岩石圈”，该岩石圈处于应力平衡状态，具有结构上的稳定性，可以用来悬吊承载圈以内的岩层。
关键承载圈理论认为，承载圈以内的岩石重量是支护的对象——即荷载高度。
理论分析及工程实践表明：承载圈厚度越大，圈内应力分布越均匀，承载能力越大；在对围岩未采取人工支护等控制措施时，承载圈离巷道周边越近，荷载高度越低，巷道越易维护。
关键承载圈的位置及厚度，可以根据对围岩状态的分析计算得出。
“关键承载圈理论”认为，当载荷高度不大，通常锚杆长度能够伸入到关键承载圈中时，用“关键承载圈观点”阐述锚杆支护机理。
其主要观点是：(1)关键承载圈以内的岩石重量是支护的对象，荷载高度是关键承载圈以下的不稳定岩层的高度。
(2)锚杆的支护作用主要是：将破坏区岩层与关键承载圈相连，阻止破碎岩层垮落；对围岩提供径向、切向约束力，阻止破坏区岩层的扩容、离层、滑动，提高破碎区的承载能力，如图4-5所示。
图4-5 锚杆支护的关键承载圈理论示意图2）扩容—稳定理论巷道经受采动影响之后，围岩的破坏范围会逐渐扩大，当通常锚杆的长度不能伸入到关键承载圈时，依据“扩容—稳定理论”阐述锚杆支护的作用，主要观点：(1)锚杆要控制围岩的扩容变形，阻止深部破碎岩层的进一步扩容相离层。
(2)在破坏区内形成“次生关键承载层”，使围岩深部关键承载圈内的应力分布趋于均匀和内移，提高关键承载圈的承载能力。
(3)锚杆对煤帮的控制效果尤为明显，由于煤层强度较低且受到采动影响程度较为严重，所以回采巷道两帮支护显得尤为重要，安装锚杆后，对煤帮的扩容、松动和挤出均有控制作用，加钢带后效果会更好。
“扩容一稳定理论”的核心思想就是控制围岩的扩容变形，形成次生关键承载层，提高承载圈的承载能力使围岩趋于稳定。
次生关键承载层厚度的影响因素很多，当其厚度较薄且远小于巷道尺寸时，在水平应力的作用下，次生关键层很容易发生“压曲失稳、弯曲失稳”破坏，造成巷道支护失败。
因此，合理确定次生关键承载层的厚度至关重要，锚杆的存在，减小了岩层压曲或者弯曲失稳的可能性，锚杆预紧力越大，支护效果越好。
（二）锚杆（索）支护作用机理分析1、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与破坏，尽量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，最大限度地保持锚固区围岩的完整性，提高锚固区围岩的整体性和稳固性。
2、在锚固区内形成刚度较大的次生承载结构，阻止锚固区外岩层离层，改善围岩深部的应力状态。
3、锚杆支护系统的刚度十分重要，特别是锚杆预应力起着决定性作用。
根据巷道围岩条件确定合理的锚杆预应力是支护设计的关键。
较高的预应力要求锚杆具有较高的强度。
4、锚杆预应力的扩散对支护效果同样重要。
单根锚杆预应力的作用范围有限，必须通过托板、钢带和金属网等构件，将预应力扩散到离锚杆更远的围岩中。
钢带、金属网等护表构件在预应力支护系统中发挥重要的作用。
5、锚索的作用主要有两个方面：一是将锚杆形成的次生承载结构与深部围岩相连，提高次生承载结构的稳定性。
二是锚索施加较大的预紧力，挤紧和压密岩石中的层理、节理裂隙等不连续面，增加不连续面之间的抗剪力，从而提高围岩的整体强度。
二、锚杆的三径匹配1、钻孔直径比锚杆直径大6～10mm。
2、钻孔直径比树脂药卷大6mm左右。
3、一般钻孔直径29mm，锚杆直径20、22mm，树脂药卷直径23mm。
图4-6 锚固力与钻孔直径、锚杆直径的关系三、锚杆支护设计锚杆支护设计可归纳为三大类，分别是工程类比法、理论计算法、以计算机数值模拟为基础的动态系统设计方法。
我们今天主要讲理论计算法,其他方法简单介绍一些。
（一）工程类比法：是一种实用的方法，在我国锚杆支护设计中占主导地位。
这种方法是在已有的大量、成功实践的基础上，根据巷道的生产地质条件确定支护参数。
主要有以回采巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比法；巷道围岩松动圈分类为基础的工程类比法。
采用《我国缓倾斜、倾斜煤层回采巷道稳定性分类方案》，将巷道分为5类。
制订相应的煤巷锚杆支护技术规范。
