安阳鑫龙煤业（集团）红岭煤矿15141上巷沿二1煤层底板掘进，为孤岛工作面，上部和下部均为采空区，上巷上部有一F505断层。这些地质条件对采区设计及巷道掘进与维护都产生了不利的影响。针对这些不得因素，2010年10月，红岭煤矿与中国矿大决定以15141上巷作为试验巷道进行锚杆支护技术应用研究。
　　技术路线
　　（1）对试验巷道顶底板及煤层取样进行实验室力学实验；
　　（2）分析采动应力分布规律及断层对采动应力传递的影响规律，揭示煤柱变形失稳机制，确定合理的保护煤柱宽度；
　　（3）研究分析断层附近采动巷道塑性区、破裂区发展过程，揭示该类巷道的变形破坏机制；
　　（4）研究采动巷道非对称大变形的控制机理与技术，确定合理技术参数；
　　（5）将研究成果指导工业性试验，并通过矿压监测反馈修正支护参数。
　　锚杆支护设计原则
　　一次支护原则
　　锚杆支护为一次支护。一方面是实现高效、安全生产的要求；另一方面是锚杆支护本身的作用原理决定的。
　　高预应力和预应力扩散原则
　　高预应力是检验锚杆支护是否是主动支护的指标。一方面采取有效措施给锚杆施加较大的预应力；另一方面，通过构件实现锚杆预应力的扩散，扩大预应力的作用范围，提高锚固体的整体刚度与完整性。
　　高阻让压支护原则
　　断层附近采动巷道初期以关键部位的剪切滑移变形和向巷道临空区的挤压变形为主，在关键部位实施高阻让压锚杆支护后，锚杆通过延伸释放关键部位变形能量，调整该部位围岩应力集中分布，同时在恒定高阻力的作用下，保持该部位锚固体释放能量的同时并不丧失承载力，有效控制锚固区内、外软弱结构面的剪切滑移破坏。
　　非对称耦合支护原则
　　控制非对称变形，降低支护体受偏载作用，实现支护结构均匀承载。
　　合理锚杆支护参数确定
　　预紧扭矩
　　预紧力与预紧扭矩有如下关系：
　　式中：p为锚杆预紧力，kN；k0为螺母与锚杆螺纹间的滑动摩擦系数；k1为螺母与垫圈端面间的滑动摩擦系数；k2为考虑岩石完整性的修正系数；M为螺母预紧力矩, N·m；s为螺纹导程，mm；d0为垫片内径，mm；d2为螺纹中径，mm；D1为螺母端部有效接触面外接圆直径，mm。
　　由煤矿支护手册可知扭矩小于400 N·m的情况下，直径20mm的高强度让压锚杆的k值一般为0.1，所以为了保证有足够的预紧力，锚杆预紧扭矩一般要在300N·m以上。
　　锚杆
　　锚杆材质：顶板和两帮锚杆选择高强让压锚杆，其屈服强度和极限强度大，控制围岩变形效果好，杆体表面具有凹凸纹理，能够保证锚杆与锚固剂之间较大的粘结力。
　　锚杆直径：顶锚杆和帮锚杆直径均为20mm。
　　锚杆长度：依据地质条件和数值模拟确定轨道巷顶及两帮锚杆长度均为2400mm。
　　锚杆间排距：根据地质条件和数值模拟确定锚杆布置采用554，顶锚杆和帮锚杆排距均为800mm，顶锚杆间距800mm，窄煤柱帮锚杆间距为600mm，实体煤帮锚杆间距为800mm。
　　锚固剂：锚固剂采用树脂药卷，凝结速度为超快、中速。
　　锚杆支护附件：包括金属网、梯子梁、托盘等，顶板、两帮配套使用金属网，梯子梁采用直径14mm的圆钢焊接，所有托盘使用钢托盘，托盘厚度10mm，金属网联网间距不大于20mm。
　　锚索
　　锚索直径：锚索直径为18.9mm。
　　锚索长度：锚索长度7300mm。
　　锚索间排距：间距2100mm；排距1600mm，两排之间靠近煤柱侧再打一根。
　　锚固剂及锚固长度：每根锚索采用CK2360一支、Z2360二支树脂药卷锚固，锚固长度为2100mm。
　　锚索支护附件：每根锚索采用一块400€?00€?0的18号钢板，一块规格为100€?00€?0mm的18号钢板，锁具一套。
　　结论
　　该项目在安阳鑫龙煤业集团红岭煤矿15141上巷的成功实施后产生了良好的社会效益及可观的经济效益。
　　社会效益
　　（1）减小了区段煤柱宽度，提高资源采出率。
　　（2）有效控制了围岩的变形，缩短回采作业循环，加快了工作面推进速度。
　　（3）巷道合理布置方式和支护技术避免了巷道在服务年限内返修，减少了工人劳动强度，提高了人工工效，降低了吨煤成本。
　　·经济效益
　　（1）试验地段共计450m，U型钢支护成本5833元/m，锚杆支护段支护成本2100元/m。节省支护成本168万元。
　　（2）采用该技术后多回收煤炭1.46万吨，新增产值1166.4万元，新增利润291.6万元。
　　（作者单位：安阳鑫龙煤业集团红岭煤矿）