高强度、高刚度和高预紧力锚固系统在深部及复杂工程地质条件下的巷道围岩控制中得到了成功应用,代表着未来巷道围岩控制的发展方向。巷道锚杆支护围岩强度强化理论有效解释了高应力作用下锚杆支护的作用机理,但对锚杆预紧力的作用机理研究较少,现有的工程实践证明了锚杆预紧力在巷道围岩控制中的重要作用。　　本论文采用相似模拟试验研究了锚杆预紧力对锚固体的峰值强度、残余强度、粘结力、内摩擦角和弹性模量的强化作用,拟合了不同预紧力作用下锚固体强度及力学参数公式,得到了锚固体应力-应变曲线和对应的锚杆工作载荷关系曲线。采用YDM-E型平面应变试验装置研究了组合载荷作用下巷道围岩锚固体的破坏特征、裂隙演化规律和锚杆工作载荷的变化过程。分析了巷道围岩锚固体形成的影响因素,提出了锚固体失稳的四种模式及相应的技术措施;阐述了影响锚固体稳定的锚固系统关键因素,包括树脂-钻孔脱粘失稳特征、层状顶板锚固体锚杆的弯曲变形特点和护表构件的性能。基于关键层理论,提出了巷道顶板锚固体简支梁和固定梁压曲模型及稳定判据,提高锚杆预紧力能够有效减少顶板锚固体的挠度和两帮锚固体的破碎区和塑性区宽度。针对深井动压大断面回采巷道,采用高预紧力高强锚杆-锚索协调支护和预留断面技术进行了初步设计和数值计算结果表明:高预紧力能够有效控制巷道围岩的变形,减少巷道围岩的塑性范围,减少锚固剂和钻孔壁的脱粘破坏,初始支护方案能够满足掘巷和动压初始阶段的围岩控制要求。矿压观测表明,巷道围岩得到了有效的控制。