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随着煤炭行业的不断发展,锚杆支护技术有了长足的进步,相应地,锚固理论也逐渐地完善起来。在锚杆支护理论的发展过程中,科研工作者发现了预应力锚杆的主动支护作用,利用锚杆的预应力改变岩体受力状态的性质,使岩层内部形成具有一定承载能力的锚固体,达到控制巷道顶板稳定的效果。本论文以马军峪煤业90111运输顺槽为地质原型,现场调研了巷道围岩地质特征,实验室测定了岩石物理力学性质,基于现有锚杆支护理论及预应力锚杆支护机理,根据现场实际地质条件状况,将顶板差异性引起的巷道支护效果的变化与锚杆支护参数对锚杆预应力扩散效果的影响作为本文的主要研究内容,具体内容及结论如下:1、通过归纳常见的几种巷道支护理论,研究了巷道围岩变形特征、预应力锚杆支护作用机理,得出了锚杆预应力能够为围岩表面提供支护抗力、形成具有一定承载能力的组合梁结构、改善围岩力学参数、改善围岩受力状态、改善围岩变形性能、控制围岩有害变形。2、通过现场调研,对试验巷道顶板共划分了五种差异性巷道顶板,具体以K2石灰岩顶板中软弱夹层的不同层位作为依据,即泥岩位于巷道顶板0m、0.2m、0.4m、0.6m和0.8m处,并根据层状顶板关键层理论,对泥岩的不同层位进行了理论计算,得出了泥岩位于顶板0.2m处,关键层范围内巷道顶板挠度最大,此时顶板离层发生的可能性最大,安全性较低。3、通过对巷道顶板离层可能性最大的情况进行数值模拟,验证了理论计算的结果,即泥岩位于巷道顶板0.2m时,锚杆预应力扩散效果最差,围岩控制难度最大,即支护难度最大。4、通过数值计算模拟发现,锚杆预应力扩散效果（扩散率）与锚杆预应力呈对数关系,且随着预应力的增大而增大;锚杆预应力扩散效果与锚杆间排距呈线性关系,且随着间排距的增大而减小;锚杆直径和锚杆长度对锚杆预应力的扩散效果影响较小,显著相关性较小。通过数值模拟,得出锚杆预应力扩散效果与锚杆参数间的数学表达式:k=0.0807+0.3379ln K-0.637H-0.0002（D2+D）-0.0162（L2+L）5、通过对两种支护方案在掘进和回采期间的矿压监测发现,优化后的支护方案分别在两个时期对巷道围岩变形起到了有效的控制作用,并且在工作面回采期间,预应力锚杆的支护作用更加显著。