随着煤矿开采范围及开采强度的增大,跨采动压巷道的支护问题日益突出,特别是受多次动压影响的巷道,围岩变形破坏机理复杂,且控制十分困难,因此,对跨采动压巷道围岩变形破坏及控制机理进行研究,不仅具有重要的理论意义,而且具有重要的工程应用价值。为此,本文基于弹性力学,首次应用附加应力算法分析了采动支承压力在底板中的传播规律,并将采动支承压力与巷道围岩应力有机结合在一起,建立了跨采动压巷道的弹塑性力学模型,进而运用数值模拟、相似模拟等研究手段,系统分析了煤层群采动影响下巷道围岩变形破坏特征与控制机理,并将研究成果成功运用到跨采动压巷道支护的工程实践,其主要创新性成果主要体现在如下五个方面:(1)基于弹性力学半无限体理论,采用附加应力计算方法建立了采场底板应力分布的力学模型及采动支承压力传播的力学模型,分析了工作面回采过程中底板采动应力分布及传播规律,得到了工作面开采过程中支承压力诱导的底板下某一固定点的应力变化规律。(2)考虑底板采动应力与巷道围岩应力的耦合及岩石应力-应变软化特性,建立了跨采动压巷道的弹塑性力学模型,分析了上覆不同煤层工作面开采时巷道围岩的应力分布规律及巷道围岩变形特征,讨论了支护阻力与跨采动压巷道围岩变形之间的关系,给出了巷道应力及变形随工作面回采时的表达式。(3)借助数值模拟与相似材料模拟方法,分析了跨采动压巷道在煤层群采动时的稳定性特征,得到了巷道围岩应力、塑性区范围及变形规律等随不同的煤层群开采顺序、巷道与上覆工作面不同垂直距离、水平距离的变化规律。研究表明:自上而下的煤层群开采顺序更有利于底板巷道围岩的控制;巷道与上覆工作面水平距离、垂直距离越小时,受到的采动影响越大;巷道靠近工作面一侧拱腰处最先进入破坏状态,且破坏范围最大,是重点的围岩控制区域。(4)运用数值模拟与相似模拟研究了不同支护强度对跨采动压巷道围岩的控制作用,揭示了跨采动压巷道围岩的变形破坏特征,据此提出了“分阶段”支护理念,即根据上覆煤层不同的开采顺序,选用不同的支护方案。(5)针对淮北矿业股份有限公司海孜煤电跨采动压巷道支护存在的问题,提出了以注浆锚杆为核心的分阶段支护方案,通过现场长时间观测,结果表明该支护方案有效地控制了巷道围岩的剧烈变形,保持了巷道围岩的稳定,巷道安全性大大提高。