随着煤炭开采深度与强度的不断增加,因埋深大、断面大、地质构造复杂多变、水理作用和工程扰动力等因素造成井巷围岩环境劣化,导致承载结构体破坏失效,基于浅部易开采应力场的围岩控制理论与支护技术已难以确保井巷围岩稳定,井巷支护难题已成为制约矿井生产技术水平进一步提高的瓶颈之一,亟需有新的井巷支护理论与技术来指导井巷工程维护,确保煤矿的安全生产,研究复杂围岩环境井巷工程多介质结构耦合控制技术具有重要的理论意义和应用价值。　　论文综合应用工程地质调查、理论分析、相似材料模拟实验、数值模拟和现场观测等方法和手段,分析了复杂围岩环境井巷围岩失稳破坏特征与演化过程,提出了多介质结构耦合支护机理及控制技术,并成功地将研究成果应用于复杂围岩环境井巷支护的工程实践。得到以下主要成果:　　(1)复杂围岩环境是指井巷围岩条件发生劣化,常规的施工或支护(维护)方法无法满足安全要求的地下工程环境,已成为决定井巷工程安全与否的主导因素。复杂围岩环境的存在将导致井巷围岩具有载荷大且多变,位移大且方向各异;应力分布复杂,变形特征复杂,破坏(运移)形态复杂,即“二大三复杂”的变形破坏特征。　　(2)提出了“多介质结构耦合控制技术”的概念,认为多介质结构耦合控制技术是针对井巷地质条件,围岩应力状态、物理力学性质、变形破坏特征以及相关因素发生系统性改变,以两种或两种以上不同介质构成的承载结构体相互作用(力学行为非线性耦合)而形成的系统支护形式。初次支护形成的小承载结构体系,控制巷道塑性区的发展,使得围岩蠕变减缓,并处于相对稳定状态;二次支护形成的―多层次的复杂耦合承载系统‖,即大承载结构体系,改善巷道围岩的物理力学性能和应力状态,确保井巷围岩在服务期限内长时稳定。　　(3)建立了大小承载结构体系,揭示多介质结构耦合条件下的“支架-围岩”相互作用关系。小承载结构体系是指由初次支护体、注浆体、破碎区锚固岩体及部分塑性区煤岩体等不同介质间材料性能、结构性能的耦合形成的人工承载结构体系,在整个耦合支护系统中起到了主要承载作用;―大承载结构体系‖是指由锚索或高强度刚性支架等构成的二次支护体、初次支护体、破坏区、塑性区的煤岩体,及部分弹性区岩体等不同介质间材料性能、结构性能的耦合形成的人工承载结构体系。小承载结构体系以承载能力的方式对深部破裂围岩提供较高的径向约束,使破裂岩体发挥应力强化特性,控制该体系以外的承载结构向围岩深部扩展的运移速率;通过锚索等二次支护体对小承载结构体系进行强化加固支护,增强小承载结构体系的承载能力,使围岩的应力状态由塑性极限平衡状态恢复到弹性状态,抑制深部围岩发生流变,从而促使大承载结构体系在服务期限内保持稳定状态。采用弹塑性力学理论对小承载结构体系的极限承载能力进行了力学理论分析,推导出小承载结构体系的弹塑性极限承载能力以其比值的计算表达式。　　(4)复杂围岩环境井巷工程支护原则为:优化巷道断面尺寸及几何形状,实现支护体与围岩在结构上的耦合;及时封闭暴露围岩,加强对地下水和底臌的防治;卸压、让压、加固与支护相结合;分两阶段进行耦合支护和实行设计、施工、监测相结合。富水型复杂围岩环境井巷支护除防治地下水外,还应进行破碎带及弱面围岩加固,并提高初始支护力和巷道围岩应力,促使大小承载结构体系的形成,确保井巷围岩稳定。　　(5)基于神华-宁夏煤业集团枣泉煤矿12207工作面胶带运输巷和清水营煤矿一号回风斜井围岩控制,提出了以高强高预应力扭矩应力锚杆、高强度让压均压锚索为基础的多介质结构耦合支护形式,现场应用表明,锚杆、锚索和围岩等承载结构体能够共同承载、协调变形,确保井巷围岩稳定,获得了良好的技术经济效益。