近年来,我国矿山工程多采用井工开采方式,矩形巷道以其空间利用率高、开挖和支护方便及利于回采工作面的快速推进等优势,得到广泛使用。随着开采实践的增多和理论研究的深入,锚杆支护理论取得了长足的发展。锚拉支架是从锚杆支护发展而来,可以改善顶板的应力状态,提高巷道顶板的稳定性,降低巷道支护成本提高经济效益。但是现有的设计方法存在一定的缺陷,限制了其工程实践应用。本文以柠条塔S1231辅运顺槽为工程依托,采用理论分析、数值模拟和工业性试验相结合的方法进行锚拉支架支护参数设计,分析围岩的稳定性并对支护效果进行评价。本文主要得到如下结论:(1)锚拉支架是倾斜锚杆和水平拉杆经支座连接构成的巷道顶板支护系统,其相当于对巷道顶板进行外加固,有利于和顶板岩石共同构成锚拉支架支护结构,加强巷道顶板刚度。(2)分析了锚拉支架支护类型及其作用受力机理,根据锚拉支架支护结构的特点和作用机理建立力学模型。采用经典的矿压理论和结构整体计算的方法对不同形式的锚拉支架结构进行计算,根据巷道顶板加固岩石梁不发生剪切破坏,确定岩石梁的最小加固厚度。根据巷道顶板岩石梁不发生受拉破坏,确定锚拉支架水平拉杆的配置,推导出锚拉支架结构加固厚度和水平拉杆预紧力的理论表达式。(3)建立锚拉支架支护巷道顶板稳定性判别标准,以不设中间锚杆的单式锚拉支架支护结构为例,分析了巷道顶板加固岩石梁厚度和水平拉杆预紧力的影响因素,得到水平拉杆预紧力与巷道跨度、巷道高度、围岩粘聚力和容重成正比例关系,与顶板加固岩石梁截面高度和巷道围岩内摩擦角成反比例关系。(4)根据提出的设计方法对柠条塔S1231工作面辅运顺槽进行了锚拉支架支护方案设计。建立了锚拉支架和传统锚杆支护巷道的数值计算模型,选取工业性试验段进行锚拉支架支护试验,监测巷道断面收敛量。根据数值模拟与现场实测结果对比分析得到,采用设置中间锚杆的单式锚拉支架和复式锚拉支架支护方案进行支护的巷道断面收敛量均处于合理范围内,巷道围岩稳定性能满足安全生产要求。