随着煤矿采深的增加,巷道围岩赋存条件及变形破坏程度日益复杂,深部巷道围岩控制问题已是我国煤矿行业面对的难题之一。在采深较大情况下,三高问题（高地温、高地应力、高渗透压）以及强烈的开采扰动会导致深部巷道围岩出现较为严重的非线性大变形,而要控制巷道的稳定,必须明晰深部巷道围岩的变形破坏特征,并对深部巷道围岩承载结构进行划分。同时,由于煤矿采深的增加同样导致锚杆单体承载能力需要不断加强,全长锚固锚杆作为锚杆的一种重要类型,其在巷道支护中得到了广泛应用,而全长锚固锚杆应力分布规律是锚固支护技术中的重要内容。因此本文依据深部巷道围岩应力变化趋势及围岩强度变化分析巷道围岩变形破坏特征及围岩承载层演化规律,从而进一步对深部巷道围岩承载结构进行划分;基于巷道围岩表面变形与深部岩体的关系建立围岩—锚杆力学模型,明确全长锚固锚杆剪应力—围岩变形关系,揭示全长锚固锚杆应力分布规律,通过FLAC3D数值模拟反映全长锚固锚杆在围岩中的应力场分布特征;在前述全长锚固锚杆应力分布规律及应力场分布特征的基础上,结合深部巷道围岩承载层演化规律对信湖煤矿一水平回风石门（千米深井巷道）原支护方案进行优化设计,并通过理论分析建立“层—双拱”围岩力学承载结构验证支护方案的合理性,最后采用FLAC3D数值模拟及现场工业性试验进一步验证该方案的可靠性。主要研究工作如下:（1）深部巷道围岩承载结构划分及变形破坏特征研究。依据深部巷道围岩应力变化趋势及围岩强度变化,按照深部巷道围岩四线段全应力应变曲线划分围岩次生承载结构为“流动层—塑性软化层—塑性硬化层—弹性层”耦合承载层,并采用FLAC3D数值模拟对深部巷道围岩变形规律及其与支护阻力间的关系进行分析,通过对大量模拟数据进行拟合得到不同围岩条件下（依据围岩岩性不同将巷道围岩划分为软岩、中硬岩、硬岩）不同位置处巷道围岩的变形规律,与理论推导得出的巷道围岩变形规律对比,验证理论分析的合理性。（2）全长锚固锚杆应力分布规律及应力场分布特征数值模拟研究。基于整体协调变形原理,结合巷道围岩变形特征和支护阻力的关系,建立围岩—锚杆力学模型,构建全长锚固锚杆剪应力—围岩变形本构方程,由此揭示全长锚固锚杆应力分布规律并分析相关锚固参数对全长锚固锚杆应力分布规律的影响,采用FLAC3D数值模拟验证前述全长锚固锚杆应力分布规律的可靠性,并对围岩中全长锚固锚杆的应力分布特征进行研究,分析全长锚固锚杆支护应力场分布的主要特征及相关影响因素。（3）深部巷道支护优化与设计。基于巷道围岩承载层分层演化规律,结合实际地质条件确定该矿一水平北部回风石门围岩的塑性承载区范围,在所得塑性承载区范围的基础上,结合全长锚固锚杆应力分布规律及应力场分布研究所得结论对该矿回风石门进行支护优化设计,提出相应的联合支护方案。（4）深部巷道围岩—支护结构承载力学模型的建立。为了验证联合支护方案的可靠性,结合信湖煤矿一水平回风石门实际赋存情况建立“层—双拱”承载结构力学模型,在极限平衡条件下对其进行受力分析得到该承载结构的极限承载强度计算解析式,并对该回风石门所形成的“层—双拱”承载结构极限承载强度进行验算,最终采用FLAC3D数值模拟及现场工业性试验验证所提出联合支护方案的可靠性。图66表8参105