我国社会生产对煤炭资源提出了较高的使用需求，随着煤矿开采频率及强度的提高，地表煤炭资源消耗殆尽，煤矿开采的深度逐渐增加。由于煤矿开采主要是通过巷道的延展得以完成，因此，深度较大的煤矿开采活动，需要高强度的支护技术加以辅助。现阶段，煤矿预应力锚杆支护技术在陕北地区煤矿开采中应用较为普遍，其应用及发展前景较好。
1 煤矿锚杆支护技术发展概况
早期煤矿开采中，锚杆支护即已运用，主要形式是锚喷支护，由于早期煤矿开采并未涉及到较为复杂的开采环境，因此，锚杆支护技术能够满足开采需求，但这一阶段的锚杆支护并不具备较高的强度。在煤矿开采趋于频繁或开采地质条件复杂程度加深时，煤巷围岩及采煤工作面条件有所变化，为确保煤矿开采巷道的安全稳定，锚杆支护技术的强度得以提高，各种锚杆支护设备，如水泥锚固、机械锚固及树脂锚固等各种锚杆逐渐涌现，并在开采实践中得以应用，一定程度上保障了煤矿开采的安全高效。
伴随着煤矿开采深度的加大，再受制于煤矿巷道的围岩状况的差异化，此类锚杆支护设备在性能上已难以应对复杂多变的开采环境。
基于煤矿开采环节巷道支护难以满足开采需求而出现的煤矿开采事故，我国在1995年对煤矿开采支护技术进行了研究，形成了有关煤矿开采的支护规范。
煤矿开采锚杆支护技术在1997年得以深入研究，锚杆支护的设备及方法都有了极大改进，出现了动态支护及螺纹钢锚杆，煤矿开采锚杆支护的强度得到提升，有效满足了煤矿复合顶板及破碎顶板的巷道支护要求[1]。
进入新世纪后，我国煤矿开采深度在原有基础上进一步加大，全煤巷道及围岩较为破碎的巷道比重愈来愈大，相应地，煤矿开采巷道对支护技术提出了更高要求，在对煤矿锚杆支护技术加以深入研究后，我国在2005年研发并推广了煤矿预应力锚杆支护技术，锚杆设备及锚索的强度也得到了大幅提升，截止到现阶段，我国规模较大的煤矿开采，预应力锚杆支护技术的使用率达到了65%～90%，个别地区煤矿开采已100%运用了预应力锚杆支护技术，一方面为煤矿巷道的安全支护提供了技术及设备保障，另一方面我国煤矿开采中的锚杆支护技术趋于成熟，有效推动了我国煤矿开采的常态化、安全化运行。
2 煤矿预应力锚杆支护技术的基本原理
2.1 锚杆支护作用概述
锚杆支护可视为作用于煤矿巷道围岩的加固技术，其起到的作用主要是保障巷道围岩处于稳定状态中，借助锚杆支护，煤矿巷道围岩的强度得以提高，从而进一步保障了巷道的稳定及安全性。从作用原理上分析，主要是锚杆支护能够使巷道围岩产生更强的摩擦及粘聚力，围岩的性质得以极大改进，其稳定性能更加突出。此外，锚杆支护过程还能够提升围岩强度，其作用机理是通过锚杆的作用，分解围岩本身的剪力大小，从而使煤矿巷道不会受到围岩太大的荷载压力，由此提高了围岩及巷道的强度表现。通过采用锚杆支护，围岩在施力及受力等环节也能够有所改变，一方面围岩与巷道间的拉应力会借助锚杆得以消解，另一方面围岩的摩擦力会得到提升，两方面共同作用下，能够使围岩施加于煤矿巷道的压力得以大幅度缓解。
2.2 预应力基于锚杆支护的原理分析
煤矿开采中锚杆支护技术在使用时需要较高的锚杆强度，在煤矿巷道对锚杆强度提出较高要求时，高预应力锚杆支护技术及设备的运用能够使巷道更加稳定，由此也能够极大降低煤矿开采中发生事故的几率[2]。煤矿预应力锚杆支护中，预应力基于锚杆支护的作用原理主要是通过对锚固区的围岩的各种变形，如离层、裂缝等活动加以控制，从而使围岩处于一个完整稳定的状态，保持围岩的高强度不受内外力破坏，围绕锚杆锚固区构建预应力承载及保护系统。在预应力锚杆支护中，锚杆所具备的预应力大小对支护的效果起到关键作用，同时，预应力锚杆的构件，如钢带、锚索、托板等，也具有极为重要的作用，通过预应力锚杆构件，可以充分地将预应力分散到煤矿围岩结构中，从整体上提高围岩及巷道的刚度。其中，预应力锚杆支护中的锚索起到的作用更为突出，一方面通过将煤矿围岩及锚杆支护系统加以连接，能够使煤矿围岩具备更强的承载力，另一方面借助锚索传递的预应力，煤矿围岩、煤矿巷道、煤矿锚杆能够构成一个受力网，三方共同作用，能够使围岩支护效果更加明显。
3 煤矿预应力锚杆支护技术的应用
预应力锚杆支护技术在我国众多矿区中都得到了广泛运用，其适用的煤矿巷道环境类型较为多样，如矿井深度达到数千米的高应力巷道、围岩较为破碎的巷道、围岩较为松软的巷道、断面面积较大，受动压影响较深的巷道等。下面结合陕北煤矿预应力锚杆支护技术使用情况，探究煤矿预应力锚杆支护技术的具体使用。
3.1 预应力锚杆支护
预应力锚杆支护如单独使用，需要煤矿围岩及巷道具备较高的性质特征，如围岩的强度较高，围岩形态及煤矿巷道较为完整时，可以只采用预应力锚杆支护技术，如不具备以上条件，如煤矿巷道较深，顶板不够稳定时，不宜单独采用预应力锚杆支护技术。
3.2 预应力锚杆支护与锚索支护相结合
预应力锚杆与锚索支护相结合的支护方案在现阶段煤矿开采中较为常用，这种支护方式可以充分发挥预应力锚杆及锚索的作用，使围岩支护效果更加突出，还可以使适度扩大锚杆支护的覆盖范围，在具体应用中，锚杆及锚索可以并排及错置，能够充分做到对顶板、底板及两帮的支护。
具体到陕北地区煤矿开采，由于其煤矿区域地质构造较为多样，其顶板结构较为复杂，稳定性不强，采煤工作面及其巷道受到动压的影响较大，在顶板支护及两帮支护中面临着极大的困难，因此，陕北地区煤矿开采普遍选用煤矿预应力锚杆与锚索支护相结合的方式，以确保煤矿开采的经济性与安全性。如陕北矿业某煤矿，针对其顶板的不稳定特点，通过强化锚杆及锚索的强度，开展拉拔力实验等方式，有效发挥了预应力锚杆支护与锚索支护相结合这一支护方式的优势。
3.3 预应力锚杆支护、锚索支护及注浆支护相结合
在煤矿的围岩及巷道较为破碎松软时，此时预应力锚杆支护、锚索支护无法全面发挥其作用，通过将两者与注浆支护加以结合，能够最大限度地提升支护效果。注浆支护主要是通过浆液的粘结性，使围岩的强度得以提高，从而为锚杆及锚索支护创造必要的支护条件，确保锚杆及锚索传递出的预应力能够有效作用于围岩及巷道，使煤矿开采过程中围岩变形及扩容活动能够被有效控制。
例如，陕北地区的某煤矿开采，针对其围岩较为破碎松软，顶板易遭水害的特点，在开采中运用了高强度锚杆、锚索及高压注浆三者相结合的支护方式，克服了支护困难，提高了开采的安全性。
4 结 语
煤矿预应力锚杆支护技术在煤矿开采中的作用极为突出，煤矿预应力锚杆支护技术的发展过程伴随着煤矿开采深度的逐步增加，现阶段，随着煤矿开采技术及理论研究趋于增多，煤矿预应力锚杆支护技术的发展前景也极为广阔，煤矿开采的安全性及稳定性也将得到更大幅度的提升。