随着矿产资源的减少,地质条件越来越复杂,煤矿开采深度和难度越来越大,尤其是对于高地应力、软岩等破坏范围较大的巷道,采用传统锚杆支护理论进行设计施工难度大,工作效率偏低。本文以禾草沟5号煤层辅运大巷为工程依托,采用锚杆加固区围岩稳定理论设计,分析围岩稳定性,并对其支护效果评价,主要结论如下:(1)传统锚杆支护理论的加固范围是整个塑性区,支护阻力不小于卡斯特耐尔(Kastner)公式计算值,巷道围岩稳定;对于围岩破坏范围较大的巷道,为了提高工作效率,提出锚杆加固区围岩稳定理论,只需要加固浅部破碎围岩,锚固在稳定岩体上,没有必要加固整个塑性区,不受塑性区宽度的影响,克服了实际工程中塑性区范围难以测定的问题,充分发挥了围岩的自身承载力,巷道围岩稳定需要满足两个条件:一是锚杆加固区外侧不小于卡斯特耐尔(Kastner)公式计算值,二是加固区内任意一点满足摩尔库伦强度准则。随着加固区厚度的增大,塑性区宽度不断减小,直至加固区的外侧面与弹塑性交界面重合,此时围岩的支护阻力与传统支护理论设计值相等,证明了锚杆加固区围岩稳定理论的合理性。(2)巷道围岩支护参数的设计遵循“长而疏,短而密”的规律,锚杆施加的预张力与维持围岩稳定所需的支护阻力呈正相关关系;为了有效的评价锚杆支护效果,提出围岩支护强度系数K的概念,其物理意义是巷道洞壁处产生单位位移所需的支护力,反映了围岩抵抗变形压力的能力;运用统一强度理论得到巷道洞壁的位移解析解,随着锚杆长度的增大,巷道围岩洞壁位移不断减小,且曲线的斜率呈递减趋势,说明选取合理的锚杆参数,有利于提高经济效益;通过对围岩支护强度系数分析,可知:对于同一巷道,围岩支护强度系数的变化区间很小,可以认为K为常数;对于不同埋深的巷道,对应的围岩支护强度系数不同,随着原岩应力P0的增大,围岩支护强度系数不断增大。(3)结合工程实例,利用工况下相应的围岩支护强度系数极值Kmax,结合实测的位移解,对巷道锚杆支护效果进行评价,提高了工作效率和经济效益;若围岩支护强度系数满足极值条件,则锚杆间排距的布置满足支护要求,锚固效果良好,巷道围岩稳定;反之,巷道围岩不稳定,需要减小锚杆间排距,并提高锚杆强度。