استفاده از پیچ سنگ (rock bolt) از سالها پیش برای پایداری تونلها و سایر حفریات زیر زمینی مرسوم بوده و امروزه انواع مختلفی از آنها در این مورد به کار می رود.

به طور کلی، پیچ سنگ از یک میله ی فولادی ساده و تخت تشکیل شده است که برای اتصال لایه ها و قطعات مختلف سنگ به کار می رود و به همین جهت اصطلاح «سنگ دوز» را نیز در مورد آن به کار می برند. برای تأمین این نظر، ابتدا چالی در سنگها احداث کرده و سپس میله ی فولادی را به گونه ای که بعداً خواهیم دید، در آن محکم می کنند. پس از محکم شدن میله، با پیچ انتهای دیگر آن را می بندند.

در مواردی که از پیچ سنگ به عنوان سیستم نگهداری موقت استفاده می کنند، تنــــــــــها به گیرش انتهایی آن اکتفا می شود اما به هنـــگام استفاده از آن به عنوان یک سیستم نگهداری دایمی، فضای خالی بین دیواره ی چال و مبله ی پیچ سنـــــگ را با مواد پر کننده مثل دوغاب سیمان و یا صمغ پر می کنند.

میل مـــهاری نیز موع دیگر پیچ سنــــــــــگ است که پس از نصب، تحت تأثیر کشــــــــــــش قرارمی گیرد.همچنین در مقایسه با پیچ سنگ، استـــــــحکام بیشتر و طول بلندتری دارد. میل مهاری را از فولادهای با مقاومت بالا و معمولاً به صورت کابل می سازند.

برای پایدارسازی و تحکیم توده ی سنگ، چهار مکانیسم مستقل به شرح زیر وجود دارد:

الف) در سنگهای نسبتاً مقاوم و با درزه داری خوب، ناپایدری، ناشی از جداشدن قطـــــــعات مجزای سنگ است که از سقف حفریات تمــــایل به ریزش دارند. این امر وقتی اتفاق می افتد که وزن سنگ جداشده، بیش از نیروی چســـبندگی درزه های سنگ شود. چنین توده هایی را می توان با استفاده از پیچ سنگ، پــایدار ساخت. بدیهی ست در چنین مواردی، استحکام میل مهار یا پیچ سنگ، باید به اندازه ای باشد که بتواندوزن قطعه ی جدا شده را تحمل کند.

ب) در سنگهای بلوکی ضعیف تر، مکن است در اثر لغزش یا چرخش قطعات سنگ، تونــــــل تمایل به جمع شدن پیدا کند. برای پایدار سازی چنین سنگهایی از پیچ سنگ های کشش و یا غیر کششی استفاده می شود تا بتواند مقاومت برشی سنگ در امتداد نا پیوستگی ها را حفظ کند.

ج) در مورد سنگهای لایه ای یا ورقه ورقه، ناپایداری معمولا در اثر لغزش در امتداد سطوح لایه بندی یا تورق است. در چنین مواردی می توان با اســــتفاده از پیچ سنـــــــــگ های تمام تزریقی، مقاومت ذاتی بین لایه های سنگ را حفظ کرد و توده ی سنگ را پایدار ساخت.

د) در مورد توده های سنـــگی «بیش تنش دیده» ((over stressed، می توان با استفاده از افزایش درجه ی محصور شدگی و یا افزایش تنش مینیمم، آن را پـــــــــایدار ساخت. در مورد تونلها، در حالت کلی تنش اصلی مینیمم عمود بر دیواره ی تونل است. بنـــــــــــــابر این، اگر بلافاصله پس از حفر تونل پیچ سنگ های تحت کشش نصب شوند، در واقع محدودیت جدیدی را ایجاد می کند و تنش محصور کننده را افزایش می دهد و گسترش شکستــگی ها را محدود می سازد.

در بین روشهای مختلف پایداری توده های سنـــــگی، استفاده از پیچ سنگ، مؤثرترین شیوه است. طی دهه ی 1950 میلادی، به کارگیری پیچ سنگ، صنعت معدنکاری آمریـــــــــــکا را متحول ساخت. ایالات متحده را مبتکر استفاده از پیچ سنگ در حفریات زیر زمینی از اوایل 1930 می دانند.

اگر چه نخستین استفاده از پیچ سنگ مربوط به گذشته های دور بوده است، اما در ســـــــــال 1943 میـــــــــــلادی، کاربرد سیستماتیک آن در مبانی توسط ویگل در مجله ی «مهندسی و معدن» ارائه شد. وی به تشریح سیستمی پرداخت که شرکت تولیــد سرب ژوزف در میسوری به سال 1963، آن را معرفی کرده بود.

در سال 1947 میلادی، استفاده از پیچ سنگ در ایالات متحده عمومیت یافت. سازمان معادن برای کاهش تعداد حوادث ناشی از ریزش سقفها، این روش را ابداع کرد. ظرف مدت کمتر از 2سال، در تمام شاخه های صنعت معدن ایالات متحده، کاربرد پیچ سنگ رایج شد. در ســـــال 1949 میلادی این روش در بیش از 200 معدن اجرا شد و در سال 1952 مصرف این پیچ ها به رقم 25 میلیون عدد در سال رسید. رشد آهنگ استفاده از پیچ سنگ خیلی سریـــع بود. به موجب گزارش سازمان معادن ایالات متــحده در سال 1968، در 912 معدن زغال سنگ، 55 میلیون پیچ سنگ مورد استفاده قرار گرفت و 60% استخراج زغال سنگ به روش زیر زمینی، از معادنی استخراج می شد که سقف آنها با پیچ سنگ نگهداری شده بود. در ســــــال 1984، تخمین زده شد که سالانه حدود 120 میلیون پیچ سنـــــگ در معادن آمریکا مصرف می شود و 90% معادن زیر زمینی زغال سنگ، با این روش نگهداری می شوند.

پس از آنکه پیچ سنگ مورد قبول واقع شد ودر استخراج معادن زغال سنگ کاربرد گسترده ای پیدا کرد، حوادث معدنی در حد قابل توجهی کاهش یافت و همزمان با آن، افــــــــــــــزایش چشمگیری در میزان تولیــد، رخ داد. با حذف ستونها و دیگر وسایل نگهداری در معادن زیر زمینی، امکان نصب سیستم های تهویه ی مطلوب هم به وجود آمد. با حذف موانــــع، سیستم های تهویه ی بهتری طراحـــــــی می شود و نیز ابعاد حفریاتی را که بایستی انجام شود تا به حفاری مطلوب دست یابیم، کاهش می دهد و آزادی حرکت بیشتری را برای خــــــــودرو های بدون ریل فراهــــم می آورد، بدون اینکه خطر برخورد به ستون های سیستم نگهداری وجود داشته باشد.

نقش پیچ سنگ، اتصال توده سنگ های ناپیوسته به هم است. مثلاً سنگ های رسوبی را که دارای صفحات لایه بندی هستند و یا سنگ هایی را که درزه و شکاف طبیعی دارند، به هـــــم متصل می سازد.

با اینکه انواع متـــــــداولی از پیچ سنگ ساخته شده است اما متداولترین آنها پیچ سنگ های مکانیکی هستند که حدود 60% آنها را تشکیل می دهند، 30% بقیه نیز پیچ سنــــــگ های چسبی یا تزریقی هستند. انواع دیگر پیچ سنگ ها 10% بقیه را تشکیل می دهند.

اگر چه انواع متنوعی از پیچ سنــــــــــگ ها  برای پایدار سازی توده های سنگ و نگهداری حفریات زیر زمینی به کار میروند اما همه ی آنها را می توان در سه گروه پیچ سنـــگ، داول و کابل های مهار رده بندی کرد.