煤层多赋存于层理明显、强度较低的沉积岩中,井工开采煤矿巷道多沿煤层掘进,并多为围岩层理面密度大,岩体强度低且常包含有软弱煤线夹层的层状围岩巷道,开挖后稳定性差、变形量大,趋稳时间长。随着我国浅部、易开采的煤炭资源的逐渐枯竭,巷道地质条件更差,所处应力环境更加复杂,层状围岩巷道支护失效、返修率高、维护困难。在支护设计与返修中一味加长、加密顶帮锚固支护构件并反复拉底不仅没有有效控制层状围岩巷道变形破坏,而且降低了巷道的掘进速度并加重了矿井采掘衔接紧张的局面。因此,亟待对复杂应力环境下的层状围岩巷道提出更加科学合理的支护理论策略与行之有效的支护工艺方法。抗剪锚管索是一种能够充分发挥改善围岩应力状态的轴向作用及控制岩体剪切变形的横向抗剪作用的支护构件,能够大幅度提高层状围岩的抗剪强度及稳定性。本文以高水平应力作用下层状围岩巷道的稳定性控制为工程背景,综合运用理论分析、力学实验、数值模拟、相似模拟、工程监测等研究方法,探讨了新型支护构件抗剪锚管索的力学特性及其在支护方面的优势,分析了层状围岩巷道稳定性影响因素及变形破坏特征,揭示了层状围岩巷道的失稳机理并提出了针对性的抗剪锚管索支护对策,研究了高水平应力层状围岩巷道在抗剪锚管索支护下的稳定性,并进行了工程实际验证和支护效果监测。主要结论有:（1）抗剪锚管索力学特性及其与围岩的相互作用研究。抗剪锚管索在保证内部锚索高预紧力和轴向工作荷载的前提下,能够给围岩提供横向抗剪切力,且外部开缝钢管能够保护内部锚索索体因受力不均出现拉剪破断。理论估算了层状围岩的剪切破坏范围及稳定支护所需抗剪阻力,并给出了合理的抗剪锚管索几何物理参数。研究了抗剪锚管索对钻孔孔壁施加横向压力后产生的预应力场分布规律,提出了抗剪锚管索支护让压耗能的概念。（2）抗剪锚管索支护结构面抗剪性能分析。采用相似理论设计直剪实验进行了不同支护条件下结构面的抗剪性能研究。发现抗剪锚管索支护结构面的抗剪强度参数和最大剪切位移均优于传统锚索支护,且抗剪锚管索支护结构面的抗剪阻力响应最为灵敏,能够提供稳定且持久的抗剪切性能。建立了抗剪锚管索支护结构面的剪切力学模型,给出了抗剪锚管索支护结构面等效抗剪强度参数的确定方法。（3）层状围岩巷道变形破坏影响因素分析。数值模拟研究表明,围岩中的层理面密度越大,层理面的抗剪强度指标对巷道变形破坏的影响就越显著。巷道底板对层理面密度、层间岩体强度以及水平应力的变化更加敏感,而巷道顶板对层理面抗剪强度指标的变化更加敏感。两帮煤体受层理面摩擦角变化的影响最为显著,在侧压系数及最大水平主应力与巷道夹角增大的过程中,巷道两帮煤体中的塑性破坏范围几乎不变,但帮部煤体的移近量却持续增大,证明在高水平应力作用下,层状围岩巷道两帮围岩会出现更多的整体滑移变形。（4）层状围岩巷道变形破坏机理分析及支护对策研究。结合南关矿三采区中典型的高水平应力作用下的层状围岩巷道工程实际,分析得出层状围岩巷道的变形破坏主要表现为两帮煤体沿顶底板层理面的整体内挤和顶底板垂直层理面的离层,而高水平应力加剧了这一过程。提高层状围岩巷道层理面的抗剪强度,并增强巷道两帮对顶板的支撑作用,减小巷道顶底板层状岩体的广义跨度是控制层状围岩巷道稳定性的关键。提出了更加适应于层状围岩巷道的抗剪锚管索协同支护方案以及全断面抗剪锚管索支护方案。（5）层状围岩巷道抗剪锚管索支护相似模拟实验研究。相似模拟结果表明无支护条件下巷道在加载埋深250 m应力时已失稳破坏;原支护条件下巷道在加载埋深500 m应力时变形量较大而无法满足正常使用;抗剪锚管索与锚杆协同支护条件下巷道在加载埋深500 m应力时,断面收缩率为原支护方案的30%,拉底后可正常使用。抗剪锚管索全断面支护方案条件下巷道在加载埋深500 m应力时,断面收缩率仅为原支护方案的12%,底鼓量相对减小了 81%,巷道的顶底板层状围岩均得到了有效的控制。（6）层状围岩巷道抗剪锚管索支护数值模拟实验研究。数值模拟结果表明优化的抗剪锚管索协同支护和全断面支护对围岩中层理面的剪切应力集中和剪切位移的控制更有效,能够更大幅度降低围岩中层理面的错动,提高层状围岩和两帮煤体的承载能力,降低层状围岩巷道的变形破坏程度。全断面抗剪锚管索支护控制了层状围岩巷道底板变形,增强了锚固支护的整体性,是一种最为有效的层状围岩巷道支护方案。（7）抗剪锚管索支护的工程应用研究。介绍了抗剪锚管索生产工艺以及施工工艺,并在南关矿三采区3214工作面材巷与运巷中分别进行了抗剪锚管索协同支护以及全断面抗剪锚管索支护的工程应用与监测。证明抗剪锚管索在高水平应力作用下的层状围岩巷道中具有良好的支护效果和适用性。