工程類比法是應用非常廣泛的方法。它是根據(jù)已經支護的類似工程的經驗，通過工程類比，提出錨桿支護參數(shù)。
一、根據(jù)已有工程直接提出支護設計
這種方法是將已開掘的、成功應用錨桿支護巷道的地質與生產條件與待開掘的巷道進行比較，在各種條件基本相同的情況下，參照已掘巷道的支護形式與參數(shù)，由設計人員根據(jù)自己的經驗提出待掘巷道的支護設計。因此，已掘巷道與待掘巷道條件的比較與設計人員的設計經驗是直接工程類比法應用成敗的關鍵。
沒有兩條巷道的地質與生產條件完全相同，甚至一條巷道不同地段的條件也存在著差異，但是，直接工程類比法使用的基礎是兩條巷道的條件基本類似，不能有較大的差異。進行工程類比時，要求比較的內容全面、細致、可靠，不僅要抓住關鍵因素，而且不能忽略細節(jié)。在充分、詳細比較的基礎上，根據(jù)已掘巷道的支護設計，進行適當調整，確定待掘巷道的支護形式與參數(shù)。直接類比的內容主要有以下方面：
1.圍巖物理力學性質
圍巖物理力學性質包括巷道頂?shù)装?、煤層賦存狀態(tài)，物理力學參數(shù)。巷道頂?shù)装鍛∫欢ǚ秶膸r層（如2倍巷道寬度）進行比較。物理性質包括巖性、礦物成分、密度、孔隙率、水理性質等內容。對于煤礦巷道中常見的泥巖、粉砂巖及頁巖等巖石，受風化影響程度，遇水軟化與膨脹特性都應給予足夠重視；力學性質包括抗壓強度、抗拉強度、彈性模量、凝聚力、內摩擦角等諸多參數(shù)。其中，煤巖體的單軸抗壓強度是最常用的力學指標。
2.圍巖結構特征
圍巖結構特征指煤巖體內節(jié)理、層理、裂隙等不連續(xù)面的空間分布特征及力學參數(shù)。結構面的幾何特征參數(shù)包括：結構組數(shù)、密度；結構面走向、傾角、延展長度與張開度；結構面充填物、粗糙度及起伏度等。結構面力學參數(shù)包括：法向剛度、切向剛度；凝聚力與內摩擦角等。結構面對裂隙巖體的強度、變形和破壞特征的影響非常明顯，甚至是最關鍵的因素。因此，進行圍巖結構特征比較時，應盡量全面、詳細。當然，完全了解結構面的各種參數(shù)是十分困難的，但不能忽略主要參數(shù)。
3.地質構造影響
地質構造包括斷層、褶曲、陷落柱等，大型地質構造對煤巖體的強度、結構、應力狀態(tài)，對煤巖體的完整性和穩(wěn)定性都有明顯的影響，對巷道支護形式與參數(shù)的選取起關鍵性作用。在進行工程類比時，必須弄清巷道附近有無較大的地質構造，地質構造的特點，以及構造對巷道的影響程度。
4.地應力
地應力與圍巖強度、圍巖結構一樣是影響巷道變形與破壞的關鍵因素。地應力一般分為垂直應力與水平應力。實測數(shù)據(jù)表明，垂直應力與巷道埋藏深度有較強的相關關系，而水平應力則影響因素復雜，可靠的方法是通過井下實測得到地應力的大小與方向。地應力參數(shù)包括：垂直主應力的大小與方向，最大水平主應力的大小與方向，最小水平主應力的大小與方向，以及最大水平主應力與巷道軸線的夾角。
5.巷道特征與使用條件
巷道特征包括巷道斷面形狀（拱形、矩形、梯形、倒梯形等），巷道斷面尺寸（寬度、高度等），巷道軸線方向、傾角；巷道使用條件包括：巷道類型（大巷、采區(qū)集中巷、回采順槽、開切眼等），巷道服務年限。
6.采動影響情況
采動影響狀況包括：采動空間關系，與鄰近巷道的位置關系，與采掘工作面、采空區(qū)的空間位置關系，層間距大小及煤柱尺寸；采動時間關系，巷道在采動影響前掘進、采動影響過程中掘進，還是采動影響穩(wěn)定后掘進；采動次數(shù)，一次采動影響、二次或多次采動影響。采動對采準巷道圍巖變形與破壞影響很大，類比時應作為一個重要因素考慮。
7.巷道施工技術
對于松軟破碎圍巖巷道，施工工藝及施工設備等對圍巖的穩(wěn)定性也有明顯影響，例如掘進機掘進優(yōu)于爆破掘進，光面爆破優(yōu)于普通爆破。此外，不同的開挖順序也可能影響巷道圍巖的穩(wěn)定性。
二、根據(jù)經驗公式進行支護設計
經驗公式是在大量支護設計經驗的基礎上，得出的指導支護設計的簡單公式。目前，國內外有多種錨桿支護設計的經驗公式，以下列舉數(shù)例。
1.錨桿長度選取
(1)Hoek與Brown等提出確定錨桿長度的一般經驗準則：最小錨桿長度=max［錨桿間距的兩倍，三倍不連續(xù)面平均間距確定的不穩(wěn)定巖塊寬度，巷道跨度之半］。
(2)Lang與Bischoff認為，錨桿長度與錨桿間排距之比應為1.2～1.5，錨桿長度可作為巷道寬度的函數(shù)確定，如：L=B2/3，其中L為錨桿長度，B為巷道寬度。
(3)Schach等人提出確定錨桿長度的經驗公式為：
L=1.4+0.184B （非預應力錨桿）
L=1.6+(1+0.012B2)1/2 （預應力錨桿）
(4)日本的經驗表明，錨桿長度為巷道寬度或高度的0.6倍。如果再加長錨桿，支護效果將不會明顯變化。
(5)新奧法對錨桿長度的選擇也提出一些準則?；阱^桿支護的作用是在圍巖中形成自承拱的原理，錨桿長度主要與巷道圍巖條件及跨度有關：對于比較完整的硬巖，錨桿長度取1.0～1.2m；對于完整性較差的中硬巖石，錨桿長度取巷道寬度的1/4～1/3，一般為2～3m；對于松軟破碎的巖體，錨桿長度取巷道寬度的1/2～2/3，一般為4～6m。
(6)其它經驗公式，如：
公式1：
頂板錨桿長度 L=2+0.15B/K
幫錨桿長度 L=2+0.15H/K
其中：B—巷道寬度，m；
H—巷道高度，m；
K—與圍巖性質等有關的系數(shù)，一般取3~5。
公式2：
錨桿長度 L=k(1.5+B/10)
其中：k—圍巖影響系數(shù)，一般取0.9-1.2，圍巖穩(wěn)定性差時取大值。
2.錨桿間排距選取
(1)Hoek與Brown等提出，最大錨桿間距=min［錨桿長度之半，1.5倍不連續(xù)間距確定的不穩(wěn)定巖塊寬度］。
(2)Lang與Bischoff認為，錨桿間排距與錨桿長度之比為2/3～5/6比較合理。
(3)Schach等從拱形巷道頂部能夠形成有效的壓力拱出發(fā)，認為錨桿長度與錨桿間距的比值應接近2。
(4)新奧法對錨桿間距的選擇提出一些準則：硬巖，錨桿間距取1.5～2.0m；中硬巖石，錨桿間距取1.5m；松軟破碎的巖體，錨桿間距取0.8～1.0m。
經驗公式最大的特點是使用簡單、方便，但存在兩方面的弊端：一是經驗公式只能提供錨桿支護的主要參數(shù)（錨桿長度、間排距等），而其它參數(shù)，如錨桿桿體結構、預應力、錨固長度、托板結構與尺寸、組合構件形式與尺寸等，很難在經驗公式中全面反映，但是，這些參數(shù)在錨桿支護中同樣起著十分重要的作用；二是經驗公式中考慮影響錨桿支護效果的因素很少，如上述的經驗公式中，只考慮了巷道寬度、高度，巖石軟硬程度，結構面分布，而影響巷道圍巖變形與破壞的因素還有很多。因此，經驗公式提供的支護參數(shù)只能作為參考，不能不顧巷道的具體條件而照搬套用。
三、以圍巖分類為基礎的支護設計
1.圍巖分類方法
直接工程類比法與支護設計者的實踐經驗關系很大，是決定支護設計成敗的關鍵因素。然而，要求每一個設計人員都具有豐富的實踐經驗是不切實際的。為了將待定巖體條件下的設計與個別工程相應條件下的實踐經驗聯(lián)系起來進行工程類比，做出比較合理的設計方案，進行圍巖分類是非常必要的。在圍巖分類的基礎上，根據(jù)不同類別的圍巖提出支護形式和參數(shù)設計的建議，這種方法已經在國內外得到廣泛應用。
國外比較典型的巖石分類法有普氏堅固性系數(shù)分級法、巖芯質量指標RQD分級法（Deere，1967）、以巖體中彈性波傳播速度為指標的分類方法（池田和彥，1973），以及巖體質量Q分級法（Barton，1974）和RMR巖體分級法（Bieniawski，1979）等，有些分類方法提出了相應的錨桿支護建議。
我國學者在巖體分類方面也做了大量工作。如制訂了《工程巖體分級標準》，根據(jù)巖石單軸抗壓強度和巖體完整性系數(shù)對巖體進行基本質量分級，然后根據(jù)結構面產狀、應力狀態(tài)及地下水等修正巖體基本質量指標；提出錨噴支護圍巖分類（GBJ86-85），綜合考慮了巖石強度、巖體完整性指標、巖體結構和分布、地應力及圍巖自穩(wěn)時間等，比較全面、合理；提出以圍巖變形量大小為指標的分類方法，將圍巖變形量這個眾多影響因素作用的綜合指標作為分類的基礎；提出以圍巖松動圈為指標的分類方法，圍巖松動圈是與圍巖強度、結構、應力及巷道斷面形狀和尺寸等多種因素有關的綜合指標；制訂了《我國緩傾斜、傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案》，采用模糊聚類分析方法，用模糊綜合評判預測巷道圍巖穩(wěn)定性類別，預測巷道圍巖移近量。下面簡單介紹以回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類和圍巖松動圈分類為基礎的支護設計建議。
2.回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類及支護設計建議
煤炭系統(tǒng)1988年頒布試用《我國緩傾斜、傾斜煤層回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案》后，經過多年的應用和不斷的完善，發(fā)展成為包括緩傾斜、傾斜、急傾斜煤層及不同煤層厚度的回采巷道，煤層上、下山及其它煤巷，巖石巷道在內的全部采準巷道圍巖穩(wěn)定性分類。煤巷圍巖的穩(wěn)定性分為5個類別：Ⅰ類非常穩(wěn)定，Ⅱ類穩(wěn)定，Ⅲ類中等穩(wěn)定，Ⅳ類不穩(wěn)定，Ⅴ類極不穩(wěn)定。在圍巖穩(wěn)定性分類的基礎上，結合已有的支護設計與實踐經驗，提出了巷道錨桿支護基本形式與主要參數(shù)選擇的建議，如表1。
3.巷道圍巖松動圈分類及支護設計建議
根據(jù)巷道圍巖松動圈支護理論，現(xiàn)場圍巖松動圈測試，松動圈大小與巷道支護難易程度的關系，結合錨噴支護機理，將圍巖分為小松動圈穩(wěn)定圍巖（厚度小于400mm），中松動圈一般穩(wěn)定圍巖（厚度在400-1500mm之間），及大松動圈不穩(wěn)定圍巖（厚度大于1500mm）三大類，然后提出圍巖分類及相應的支護機理與方法，如表3。圍巖松動圈大小可通過現(xiàn)場實測獲得。測試方法有超聲波測井探測法、地質雷達探測法、滲流法、地震聲學法等，其中超聲波測井探測法比較常用。
表1 巷道頂板錨桿基本支護形式與主要支護參數(shù)選擇
注：1. 巷幫錨桿支護形式與主要參數(shù)視地應力大小、巷幫煤巖體強度、節(jié)理狀況、護巷煤柱尺寸、巷道斷面與是否切割等，參照頂板錨桿確定；
2. 對于復合頂板、破碎圍巖、易風化、潮解、遇水膨脹圍巖，可考慮在基本支護形式基礎上增加錨索加固或注漿加固、封閉圍巖等措施；
3. 錨桿各構件強度應與相應錨固力匹配；
4. “頂板較完整”指節(jié)理、層理分級為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級；“頂板較破碎”指Ⅳ、Ⅴ級，如表2。
表2 巖層節(jié)理、層理發(fā)育程度分級
表3 巷道圍巖松動圈分類及支護建議
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