随着我国煤炭产量的增加,开采范围的扩大。地震、矿震等动荷载作用下的随机煤矿灾害事件也不断涌现,煤矿巷道的稳定问题变得极为重要。探索地震、矿震等动荷载作用下的巷道与围岩的破坏规律和加固机理已经成为一个亟待解决的问题。有关煤矿巷道的地震响应及加固问题,相似材料的模型试验及数值计算是必不可少的两种研究手段。巷道围岩体的非线性动力响应是研究的难点。本文采用相似材料实验及数值模拟相结合的方法,针对煤矿巷道的地震动力响应规律进行了初步研究,并提出了应力波能量分布的锚杆加固机理。主要研究方法及结论如下:（1）巷道围岩模型相似材料的振动台实验。按照相似比1:50制备了直墙拱形、圆形、梯形三种截面形式的巷道围岩模型,在全功能微电脑四度空间振动台上对模型施加正弦波来模拟地震作用。当围岩无支护时,圆形巷道发生破坏所需的时间是拱形的1.5倍,是梯形的1.67倍。这说明,三种截面下,圆形巷道抗震性较好。这与数值模拟结果一致。对围岩进行锚杆支护后,圆形巷道破坏的时间是无支护圆形巷道的1.5倍,有锚杆支护的直墙拱形巷道破坏时间是无支护拱形巷道的1.25倍。这说明锚杆支护后,围岩的整体性增强,抗震性提高。在有衬砌支护时,圆形巷道破坏时间是无支护巷道的1.33倍,衬砌支护的直墙拱形巷道的破坏时间是无支护巷道的1.5倍。这说明衬砌支护也可有效提高围岩的抗震性能。（2）利用ANSYS数值计算软件,建立了地震作用下直墙拱形、圆形、梯形三种巷道截面围岩的数值模型。计算研究表明:地震作用下,三种截面的巷道围岩都会受到压应力、正负剪应力的反复作用,而圆形巷道抗震性最好,其实质是圆形巷道在地震过程中基本不受到拉应力作用,而梯形和拱形巷道还会受到反复的拉应力作用。峰值加速度相同且都适用于Ⅱ类场地的不同地震波作用下,巷道拉压应力及剪应力会偏向±45°或对称分布,且其分布规律受地震波类型的影响,这与振动台实验中围岩裂纹偏向于45°的结果相似。与地上结构不同的是,地震波输入加速度与围岩响应输出的加速度并不是成线性关系。地应力对巷道围岩的影响关系为:在侧压力系数λ ≤1时,巷道顶板和底板受压,两腰受拉。当λ>1,巷道顶板和底板受拉,两腰受压。在影响围岩塑性区大小的锚杆参数中,影响程度由大到小依次是:锚杆长度、锚杆间排距、锚杆截面面积。（3）提出了锚固体能量传递理论。不考虑能量转化和能量损耗,由能量守恒定律,岩体包含的总能量不随时间改变。因此,如果该能量在任意时刻t的分布面积越大,则单位面积所承载的能量越小。由此提出锚杆支护的作用机理如下:锚固体并非阻隔了应力波的传递,而是同一时刻使相同的能量分布在更大的面积上,从而削减了单位体积锚固体所承担的荷载。推导出应力波分布增大面积系数k。根据应力波在介质中的分布规律和能量守恒定律,推导了同一时刻锚固体纵波或横波分布面积相对于无支护原岩的增大系数k,从而实现了应力波作用下“锚固体能量传递理论”的数学量化。在求解锚固参数时,达到了以应力波波速替代岩体中不易测取的力学参数（剪切模量G,强度E、泊松比）的目的。（4）提出振幅衰减法和分布面积增大系数法来确定锚固参数。在应力波分布面积增大系数k完成推导后,再借鉴工程类比法和函数映射法的思想,提出了振幅衰减法和分布面积增大系数法来确立锚杆参数的两种新方法。并采用已有传统悬吊法对这两种新方法进行了验核分析。最终将新的锚固参数计算方法应用于七台河煤矿巷道的锚杆支护设计中,应用结果表明,本文提出的锚固参数计算新方法可有效控制巷道变形,工程应用可靠。