高應(yīng)力深部巷道圍巖穩(wěn)定性控制是國(guó)內(nèi)外采礦及巖石力學(xué)界研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。高應(yīng)力巷道圍巖控制及其災(zāi)害防護(hù)已成為決定深部開(kāi)采礦井經(jīng)濟(jì)效益和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題，并決定著資源開(kāi)發(fā)的可行性及可持續(xù)發(fā)展。高地應(yīng)力、高地溫、高巖溶水壓及受采動(dòng)影響是深部巷道圍巖的特點(diǎn)，其力學(xué)系統(tǒng)屬于典型的非線性力學(xué)系統(tǒng)，淺部的巷道支護(hù)理念技術(shù)已經(jīng)部分失效。
　　巷道圍巖穩(wěn)定性與圍巖狀態(tài)密切相關(guān)，圍巖失穩(wěn)的根本原因在于巷道圍巖破碎區(qū)的失穩(wěn)。隨著開(kāi)采深度的增加，巷道圍巖破碎區(qū)的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。錨桿支護(hù)可以施加較大的預(yù)緊力；能充分利用圍巖自身的承載能力，代表了巷道支護(hù)的發(fā)展方向，屬于主動(dòng)支護(hù)。在深井高應(yīng)力條件下，盡管多種支護(hù)形式（如錨網(wǎng)索、U型鋼可縮性支架、圍巖注漿加固等）并存，但錨桿支護(hù)作為最主要的支護(hù)形式，在深井巷道圍巖控制中發(fā)揮了重要作用。
　　深井巷道圍巖具有較大的破碎區(qū)，巷道周圍錨桿支護(hù)均是在圍巖破碎區(qū)中進(jìn)行，傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)理論（如懸吊理論、組合梁理論、組合拱理論）不能有效揭示破碎圍巖中錨桿支護(hù)的作用機(jī)理。圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論認(rèn)為錨桿與錨固范圍的巖體相互作用，組成錨固體，形成統(tǒng)一的承載結(jié)構(gòu)，并且由于錨桿的作用，錨固體的峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度與錨固前巖體相比得到強(qiáng)化，錨固體強(qiáng)度強(qiáng)化后能有效降低巷道圍巖破碎區(qū)及塑性區(qū)的寬度，顯著減小圍巖變形，從而促使巷道圍巖穩(wěn)定。錨桿支護(hù)圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論揭示了破碎圍巖中錨桿支護(hù)的作用機(jī)理，為發(fā)展高強(qiáng)錨桿、超高強(qiáng)錨桿提供了理論依據(jù)。
　　隨著開(kāi)采深度的進(jìn)一步增加，巷道圍巖破碎區(qū)的范圍將進(jìn)一步加大，而巷道周邊由錨桿及錨固范圍巖體組成的錨固體由于受錨桿長(zhǎng)度限制，其應(yīng)用受到限制，錨固體外巖體的運(yùn)動(dòng)將對(duì)錨固體施加更大的作用力，使錨固體變形、失穩(wěn)，從而使巷道斷面收縮，嚴(yán)重時(shí)影響巷道的正常使用。因此，研究錨固體的變形特性、穩(wěn)定特征，建立巷道圍巖錨固體穩(wěn)定的判別準(zhǔn)則及支護(hù)設(shè)計(jì)方法，對(duì)深井巷道圍巖控制至關(guān)重要。
　　本書采用相似材料模擬試驗(yàn)研究錨桿預(yù)緊力對(duì)錨固體的峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度、黏聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量的強(qiáng)化作用，擬合了不同預(yù)緊力作用下錨固體強(qiáng)度及力學(xué)參數(shù)公式，得到了錨固體應(yīng)力應(yīng)變曲線和對(duì)應(yīng)的錨桿工作載荷關(guān)系曲線。采用YDM-E型采礦工程物理模擬試驗(yàn)系統(tǒng)研究了組合載荷作用下巷道圍巖錨固體的破壞特征、裂隙演化規(guī)律和錨桿工作載荷的變化過(guò)程。分析了巷道圍巖錨固體形成的影響因素，提出了錨固體失穩(wěn)的模式及相應(yīng)的技術(shù)措施；闡述了影響錨固體穩(wěn)定的錨固系統(tǒng)關(guān)鍵因素，包括樹(shù)脂一鉆孔脫黏失穩(wěn)特征、層狀頂板錨固體錨桿的彎曲變形特點(diǎn)和護(hù)表構(gòu)件的性能。基于關(guān)鍵層理論，提出了巷道頂板錨固體簡(jiǎn)支梁和固定梁壓曲模型及穩(wěn)定判據(jù)；提高錨桿預(yù)緊力能夠有效減少頂板錨固體的撓度、兩幫錨固體的破碎區(qū)和塑性區(qū)寬度。針對(duì)深井動(dòng)壓大斷面回采巷道，采用高預(yù)緊力高強(qiáng)錨桿錨索協(xié)調(diào)支護(hù)和預(yù)留斷面技術(shù)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)和數(shù)值計(jì)算；現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐表明，巷道圍巖得到了有效控制。
　　本書的研究成果主要是在導(dǎo)師勾攀峰教授的指導(dǎo)下完成的�，F(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐過(guò)程中得到了中平能化集團(tuán)開(kāi)拓處、平煤股份十一礦、中平能化研究院開(kāi)采所的領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員的熱情幫助；試驗(yàn)過(guò)程中得到了蘇承東教授、尤明慶教授、郜進(jìn)海教授、李化敏教授、魏錦平副教授、張盛教授、熊祖強(qiáng)教授、劉少偉教授、李振華教授、陳曉祥副教授、魏世明副教授、劉志忠副教授和崔峰高級(jí)技師等的指教；得到了王大順、李樹(shù)彬、楊陽(yáng)、王滿想、康繼春、王丹等碩士研究生的無(wú)私幫助。在此一并表示衷心感謝！
　　本書的研究成果受到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（50874037、51174078、U1304517）、煤炭安全生產(chǎn)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心、國(guó)家地方聯(lián)合工程試驗(yàn)室科研平臺(tái)運(yùn)行經(jīng)費(fèi)的資助。
　　隨著礦井開(kāi)采深度的增加，煤礦采掘工程條件日益復(fù)雜，巷道圍巖控制難度愈來(lái)愈大，本書只是一些階段性成果的總結(jié)，在深部復(fù)雜條件巷道圍巖控制技術(shù)上還有許多挑戰(zhàn)性的工作要做。由于作者水平所限，書中難免存在不足之處，懇請(qǐng)讀者提出寶貴意見(jiàn)。