安徽省和山东省作为我国重要煤炭能源基地，随着煤矿开采深度不断增大，深井软岩巷道面临高应力环境，巷道存在变形严重、支护困难等问题，造成巷道返修频繁和锚杆失锚安全事故显著增加，严重影响巷道正常施工和威胁人员安全。本文基于安徽省和山东省矿区地应力测试分析结果，明确了安徽和山东矿区地应力场分布规律，以安徽淮南矿区潘三煤矿为例，对潘三煤矿地应力进行实测，并模拟分析在巷道轴向与最大水平主应力方向成不同夹角时巷道围岩应力与锚杆轴力变化规律，发现巷道变形不仅与地应力大小相关，而且还与巷道轴向和最大主应力方向有关，对高应力软岩巷道锚杆支护提出了更高的要求。通过正交试验分析锚杆加固岩体影响因素作用，对锚杆支护工艺进行改进，提出了锚杆锚固优化方案，并将其应用于高应力软岩巷道支护实践中，取得了较好的效果。研究成果可为安徽省和山东省矿区软岩巷道锚杆支护提供借鉴。主要研究成果如下：
　　(1)通过对安徽、山东矿区地应力测试结果分析，发现安徽和山东矿区是以水平应力为主的高地应力矿区。以淮南矿区潘三煤矿为例，采用应力解除法对潘三煤矿地应力进行了现场实测，得到潘三煤矿地应力大小及分布规律，潘三煤矿为典型高地应力矿井，以南北向水平应力为最大主应力，且水平应力与垂直应力差值和最大与最小水平应力差值均较大。现场发现当巷道布置轴向与最大水平主应力方向近似垂直时，巷道变形量急剧增加。
　　(2)对最大水平主应力方向与巷道布置轴向成不同夹角的巷道锚杆锚固支护进行数值模拟研究。当巷道布置轴向与最大水平主应力方向的夹角在0°~30°时，巷道围岩应力较为缓和；当夹角大于30°时，巷道顶部和底板区域应力显著升高并且应力集中程度增大；锚杆自由段轴力呈“一”字状分布，锚杆锚固段轴力呈“乀”字状分布，帮部锚杆轴力随最大水平主应力与巷道轴向所成夹角增大而呈负相关，顶部锚杆轴力随夹角增加呈正相关且增加显著。当夹角大于30°时巷道顶板逐渐转为重点支护区域，应加强锚杆对顶板支护。
　　(3)对于局部变形严重的高应力软岩巷道，采用加长锚固锚杆或全长锚固锚杆支护存在锚杆承载能力低和锚固段受力不均的现象，无法依靠锚杆支护解决巷道大变形的问题。通过设计锚杆拉拔试验正交方案开展锚杆加固岩体影响因素研究，试验结果表明：锚杆失效首先发生在锚固体与试块粘结界面，锚杆拉拔锚固失效经历了弹性-塑性-破坏6个动态阶段，不同锚杆加固岩体影响因素组合对锚固失效和锚杆极限拉拔力作用不同，其中试块强度和锚杆预应力对提升锚杆极限拉拔力影响显著。
　　(4)基于对锚杆加固岩体影响因素分析，提出了高预应力后张法全长锚固支护工艺，并研发高预应力减摩垫片和高预应力全长锚固锚杆。对高预应力后张法全长锚固支护的受力特征进行了分析和对支护围岩承载能力进行了理论计算，并采用测力锚杆对高预应力后张法全长锚固支护与传统加长锚固支护、全长锚固支护进行了室内和现场试验对比。高预应力后张法全长锚固支护方法具有高预应力支护与全长锚固支护的特点，在全长锚固的基础上使得预应力得以向围岩内传递，增大围岩压应力区范围，形成更有效的锚固围岩承载结构，在现场试验中有效控制了围岩变形；同时高预应力后张法全长锚固支护方法使锚固界面剪应力分布更加平缓，减少应力集中出现，有效避免了脱锚失锚事故发生。
　　(5)对非均匀应力环境中的深埋圆形巷道围岩-锚杆受力力学机制进行了分析，并考虑围岩软化、扩容和锚杆锚固效应影响，推导了不同水平应力下围岩弹塑性区应力、位移表达式以及锚杆轴力和锚固界面剪应力的解析表达式，进而对围岩侧压系数、锚杆预应力、围岩弹性模量和锚杆长度四个影响因素进行分析。侧压系数是影响巷道锚固破碎区形态的主要因素，不同锚固破碎区形态造成巷道不同位置锚杆受力分布不同；通过锚杆支护抑制巷道锚固破碎区变形是控制巷道变形重点，提高锚杆预应力和改善围岩强度可以显著提高锚杆支护质量，只改变锚杆长度对改善支护效果影响很小。
　　(6)根据高地应力软岩巷道地质环境以及现有围岩分类标准，提出了以地应力测量结合围岩分级指标为基础，测力锚杆全程监测为依据，高预应力全长锚固技术为核心并采用数值模拟修正的动态支护优化方案，对巷道重点支护区域进行局部支护强化设计。结果表明：该支护优化方案改善了围岩特性，通过增加围岩有效压应力来减小巷道变形量，提高了围岩抗变形能力，支护效果比较显著。