在分析总结预应力桁架锚索系统控制原理的基础上,采用力学研究方法建立了桁架锚索系统力学模型,得出锚索抗拉强度、锚固剂的粘结强度和初始时需施加的预紧力的计算方法,为该支护系统的材料选取和参数设计及其现场施工提供理论依据。结合三交河煤矿现场生产地质条件确定了预应力桁架锚索联合控制方案及参数,并进行了现场应用实施。现场试验结果表明力学分析对预应力桁架锚索系统有效控制特大断面厚层复杂覆岩煤巷变形具有良好的理论指导意义。