一、项目背景：

大同矿区是中国最重要的煤炭生产基地之一，储量丰富、开采历史悠久、独特的“双系煤田”赋存，原煤年产量达1.5亿吨以上，素有“中国煤都”之称。大同矿区独特的地质条件，尤其是坚硬顶板和双系煤层开采，给巷道支护也带来的巨大的挑战。

二、巷道支护难题

大同矿区特厚煤层（通常指厚度超过8米的煤层）的开采面临着世界级的支护难题。这主要源于其坚硬顶板、双系煤层叠加开采、高地应力以及复杂地质条件的共同影响。

（1）坚硬顶板与强矿压显现。大同矿区特厚煤层的顶板多为坚硬的厚层砂岩，整体性强，节理裂隙不发育。顶板在采空后易形成大面积悬顶。当悬露面积达到极限时，顶板会突然发生大面积断裂和垮落，产生强烈的动压冲击，对巷道支护结构构成极端考验，常导致支护构件严重变形或失效。这要求支护体系必须具有极高的强度和抗冲击能力。

（2）高地应力与强采动应力。随着开采深度的增加，石炭-二叠纪特厚煤层原岩应力水平显著增高。同时，特厚煤层综放工作面开采强度大，一次采出空间巨大，在巷道周围会产生极高的采动集中应力。在两种应力的叠加作用下，巷道出现顶板下沉、底板鼓起和两帮剧烈内挤的大变形。常规支护可能难以有效控制围岩变形，需要采用更强大的支护技术和材料。

（3）复杂多变的地质与围岩条件。大同矿区石炭纪特厚煤层常受到煌斑岩等岩浆岩的侵入，造成煤层变质和硅化，煤体破碎。锚杆、锚索难以获得可靠、稳定的锚固力，支护效果大打折扣，并易引发顶板局部冒落、片帮等安全问题。

三、应对策略

大同矿区特厚煤层巷道的高强度锚杆锚索支护系统是一项参数设计严谨、布置方式精细的系统工程。其核心在于通过高强度材料、合理的参数设计（长度、间距、预紧力）、可靠的锚固方式以及锚杆与锚索的有效协同，来应对高地压和坚硬顶板等挑战。特别是施加高的初始预紧力可以主动压缩围岩，显著改善支护效果，抑制围岩离层和变形。

四、应用效果

澜源科技生产的锚杆系列支护产品在大同矿区得到了广泛应用，如塔山煤矿、同忻煤矿、马道头煤矿等数十座井工矿井。下面以塔山煤矿为例说明：

塔山煤矿是中国最大的井工矿之一，原煤年产量达2500万吨以上。主采石炭系C3-5#煤层，煤层平均厚度15.72m，煤层层位稳定，厚度大，煤层倾角3-5°。通过采用高预应力锚杆锚索组合支护，配合W钢带、金属网，部分区域采用注浆加固，有效控制围岩变形，保障了井下综采工作面的正常回采。

如回采工作面的胶带顺槽采用的主要支护材料有：锚杆支护采用屈服强度500MPa、直径22mm，长度2500mm左旋无纵肋螺纹钢锚杆支护；锚索支护采用抗拉强度1860MPa、直径21.8mm，长度8300mm钢绞线，配JW钢带。

总的来说，高强度锚杆锚索支护系统在大同矿区的实践是成功且有效的。例如塔山、同忻等煤矿，通过高预紧力、高强度材料和科学合理的组合设计，有效控制了特厚煤层复杂地质条件下巷道的变形，保障了矿井的安全高效生产，并取得了显著的经济效益。

未来，随着开采向更深、更复杂条件延伸，支护技术将继续向更高强度、更高预紧力、更智能化监测和与注浆等改性技术更紧密结合的方向发展。