深井软弱围岩巷道的支护难题,长期困扰着我国煤矿的生产建设。该类巷道支护失稳的力学原因较为复杂,主导机制有岩性软弱、采掘动压作用、构造破碎、水解软化等方面,其中以富含蒙脱石巷道最难稳定支护,其锚固性能差、注浆范围小、软化系数大,使得常规锚喷、重型支架、普通注浆不能奏效,巷道维护的人力和物力消耗巨大,严重阻滞了深部资源的正常衔接。通过开展理论计算、实验测试和工程实践,系统研究了多层锚杆、底角卸压、分次注浆三种支护方式的协同承载效能和动态施工过程,主要成果如下:1)扫描电镜、能谱和X射线衍射等微观测试表明,粘土矿物总量在42%～79%,其中蒙脱石含量为69%～97%,孔隙、裂隙和纳米级和微米级层间隙发育。三轴试验可知,采掘扰动下的围岩裂隙拓展加剧了岩性弱化,当碎裂深度突破锚固范围,支护强度不断下降,最终各级支护将渐次失稳,是该类巷道破坏的根本力学机制。2)采用ANSYS及FLAC3D,对多层次锚卸注支护进行了数值模拟,三层锚卸注可将顶板下沉控制在170mm以内,底鼓控制在210mm以内,各层锚杆受拉分布均匀,卸压区最大应力降低幅度在43%,底鼓位移最大降低74%。3)制作了小尺度相似模拟巷道试块,开展了卸压机理的实验研究。结果表明,卸压槽加速了周边应力的二次分布和高应力对浅表区的剪压作用,对拉裂隙、压裂隙和剪切裂隙均有激发作用,周边围岩破裂具有深度大、尺度大、数量少的特征,利于岩体结构和锚杆承载拱结构的促成和加强。4)选取典型巷道进行工程应用,实施了巷道底角卸压槽、预埋锚杆二次注浆加固方案,优化了注浆时机,实现了结构让压与围岩改性的动态统一,形成了一套适用富蒙脱石围岩巷道的多层次锚-卸-注支护技术。图46幅;表4个;参57篇。