根据现场地质资料，超前小导管在现有锚杆支护理论和预应力锚杆（索）控制围岩思想的基础上，采用系统动态监测设计法对潘北矿1121(1)下顺槽进行锚杆支护初步设计，并辅以工程类比和理论计算，然后通过现场施工、监测，并经过综合观测结果的整理、分析，对初始设计进行修改、调整，最终完善锚杆支护参数设计。
        2.1 预应力控制围岩的基本原理 众所周知，巷道开挖后在围岩很小变形时（约在破坏载荷的25%以下），脆性特征明显的岩体就出现开裂、离层、滑动、裂纹扩展和松动等现象，使围岩强度大大弱化。如果巷道开挖后立即安装锚杆，但未施加预拉力，由于锚杆极限变形量大于围岩极限变形量，又由于各类锚杆都有一定的初始滑移量，因而锚杆不能阻止围岩的开裂、滑动和弱化。只有当围岩的开裂位移达到相当的程度（在钢筋混凝土中达到极限载荷的60～75%）以后，锚杆才起到阻止裂纹扩展的作用，这时围岩已几乎丧失抗拉和抗剪的能力，加固体的抗拉和抗剪能力主要依赖于锚杆。
        2.1.1 超前小导管预应力结构的形成需要以下条件：①安装支护构件时应能够提供一个明确的张拉力，其绝对值应明显大于松动岩体的重量，这种主动施加的作用力应适度，过小或过大都不合适；②支护构件应能保证和加固区内围岩的相互作用稳定存在，并具有合适的强度；③支护结构刚度应和围岩匹配，同步承载，协调变形。
        2.1.2 预应力支护理论主要内容：①预拉力(或称初撑力)的大小对顶板稳定性具有决定性的作用，当预拉力大到一定程度时，使顶板岩层处于横向压缩的状态，形成预应力承载结构，从而大大缓解或消除横向弯曲变形，只有纵向的微小膨胀和压缩变形，因而锚杆长度范围内和锚杆长度以上的顶板离层得以消除；②水平应力的存在有利于巷道顶板的稳定；③锚杆参数和预拉力的合理配置可以使锚杆长度之内和锚杆长度之外的上覆顶板岩层都不存在离层破坏；④预应力顶板将使得垂直压力均化到巷道两侧纵深范围，巷道两侧的压力集中现象减小，片帮的现象缓和，两帮的维护将变得相对简单；⑤施工机具、施工工艺和锚杆结构及加工等方面的研究应以实现高预拉力为中心。
        2.2 超前小导管系统动态监测设计法 系统动态监测设计法是以对地应力场及其对巷道稳定性的影响方式、围岩变形失稳规律、锚杆支护机理与支护特性三个方面的正确认识为理论依据；以现场调查、工程实测和矿压观测为依托手段和表现形式；以解释实测与观测结果从而实施监控所应遵循的工程准则为核心内容的一种系统性的煤巷锚杆支护设计方法。
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