锚杆支护是巷道支护中常见的支护方式之一。预应力锚杆可以使顶板在规定的关键层内形成组合梁，防止锚固区内的顶板离层，起到稳定巷道顶部围岩的作用。预应力的大小对锚杆支护效果影响很大。特别是在松软、破碎、大跨度和高应力深部巷道支护中，锚杆预应力过大时可能使锚杆从锚固岩层中拔出而失效，锚杆预应力过小时又不能有效地控制锚固区内锚固岩层的离层现象。因此，巷道中锚杆支护合理的预应力及其支护效应研究，具有较大的理论与现实意义。首先，分别介绍了几种常见的支护理论，通过理论分析的方法研究了围岩变形机理、预应力锚杆支护的作用机制以及其加固围岩的作用机理，得出了预应力的施加有利于改善因巷道开挖之后承载能力比较弱、应力场比较集中的浅部围岩，对深部的围岩承载力有更好的改善效果，并且随着预应力的增加，巷道的两帮水平位移以及顶板的垂直位移越来越小，改善效果也更加明显。其次，分析了预应力锚杆的受力特点、影响因素，认为施加的锚杆预应力的大小与矿山地质状况、顶板发生离层的条件、各关键层所受到的荷载都有关。锚杆的长度、直径、布置方式、间排距以及锚固方式也会影响预应力的大小进而影响行支护效果。然后从理论上推导出单位面积上锚杆支护最小预应力的经验计算式，再利用ANSYS数值模拟软件建立不同围岩类型的工作面回采巷道支护模型，分析在施加不同预应力情况下所达到的支护效果，从而通过分析模拟结果图得出锚杆支护的合理预应力区间。最后，现场应用结果显示，设计的锚杆支护参数合理；推导的公式可以用于Ⅰ～Ⅳ类围岩中锚杆支护合理预应力的确定；Ⅰ类和Ⅱ类围岩巷道锚杆施加的预应力在给出的合理预应力区间时，支护效果良好；Ⅲ类和Ⅳ类围岩巷道的锚杆预应力在得出的区间时，支护效果也达到要求，顶板基本上没发生离层与位移，巷道围岩的变形得到很好的控制，稳定性很高，而且成本合理。因此通过模拟得出的结论在该矿或者其他类似地质条件的矿区的井巷支护工程中就有实际可靠的指导性意义。