传统锚杆（索）支护由于延展率低,无法适应高静载、强动载的叠加作用,导致杆（索）体断裂、托盘冲击弯曲和丧失锚固基础等的失效现象,成为冲击危险巷道支护工程中亟待解决的技术难题。论文结合理论分析、数值模拟以及室内试验,在剖析普通钢绞线锚索冲击失效原因的基础上,研发了一种扩胀-摩擦式吸能防冲锚索。基于金属套管塑性力学原理,建立了扩胀-摩擦式吸能装置塑性力学解析模型,并讨论了吸能装置吸能阻力对其结构尺寸、材料属性的敏感性。利用ABAQUS|Explicit Dynamic数值模拟方法构建了扩胀-摩擦式吸能装置的数值模型,通过正交数值模拟试验对比分析了结构尺寸、材料属性对吸能阻力的影响趋势。进一步,在理论解析与数值模拟结果的基础上,开展了不同结构参数下吸能装置室内静力加载试验,分析了吸能装置扩胀-摩擦变形及载荷特征,讨论了结构参数对吸能装置力学性能的影响。（1）针对冲击地压巷道-围岩高静载强动载应力环境,深入分析普通锚索钢绞线冲击破断失效特征及原因,提出冲击地压巷道吸能防冲锚索防冲吸能设计原则,考虑结构变形与材料吸能2个方面,研制了一种扩胀-摩擦式吸能防冲锚索,阐述了扩胀-摩擦式吸能装置的工作原理及结构组成。（2）建立了扩胀-摩擦式吸能防冲锚索吸能装置的塑性力学解析模型,发现吸能装置的吸能阻力由扩胀变形阻力和滑动摩擦阻力2部分组成,分别讨论了扩胀变形阻力和滑动摩擦阻力对吸能装置结构参数、材料属性的敏感性,发现吸能套管壁厚、膨胀比、屈强比、摩擦因数以及扩径台锥角均能起到调整吸能阻力的作用,其中,扩径台锥角增大可迅速减小滑动摩擦阻力,而摩擦因数仅对滑动摩擦阻力产生影响。（3）通过单变量数值模拟试验研究了防冲锚索吸能装置扩胀-摩擦吸能特性、应力、应变、位移分布特征,发现扩胀-摩擦过程分为弹性变形、弹性-塑性变形、塑性扩径变形3个阶段,吸能装置套管受力、变形均对称,位移可控,吸能可重复性较好。吸能总阻力数值模拟与理论计算结果的相对误差在10%以下,吸能套管壁厚、膨胀比、屈强比、摩擦因数以及扩径台锥角,对吸能总阻力的影响趋势与理论分析基本一致。（4）基于6因素5水平正交数值模拟试验结果分析,得到了壁厚、锥角、膨胀比、屈强比、摩擦因数以及扩径台圆台高度对典型模拟载荷-位移曲线特征值指标的影响规律,对比验证了理论解析下吸能阻力对不同结构参数的敏感性分析结论;发现扩径台圆台端阻力指标下的因素主次顺序为壁厚、锥角、屈强比、扩径台圆台高度、膨胀比、摩擦因数。（5）利用5000 k N微机控制电液伺服压力试验机开展了扩胀-摩擦式吸能防冲锚索吸能装置在静力加载条件下的力学特性室内试验,得到了结构参数对吸能装置力学性能的影响规律,揭示了其宏观变形特征。理论解析、数值模拟与试验结果具有较高的吻合程度,证实了吸能防冲锚索解析模型、数值模型的正确性,可作为吸能防冲锚索结构设计的理论依据。通过调整吸能装置的材料及结构参数,可以实现吸能阻力在300～500k N的调整,以匹配不同型号钢绞线。（6）基于扩胀-摩擦式吸能装置表面残余塑性应变结果,分析了给定结构参数设计下吸能装置让位吸能后残余塑性应变与力学性能评价指标的相关性,从吸能装置应变特征上表现出明显的让位吸能稳定、安全、可靠,实现了防冲锚索吸能装置结构参数确定的设计+反馈的完整途径。该论文有图66幅,表18个,参考文献100篇。