安徽两淮矿区及全国其他矿区煤炭开采已经进入深部,由于深部地质条件复杂多变,围岩发生破坏情况普遍存在,采用常规支护很难保持深部断层破碎带稳定,选择合理支护保持断层破碎带稳定对深部煤炭高效开采具有重要意义。本文以淮北袁店二矿西翼回风大巷直墙半圆拱巷道掘进为工程背景,对巷道经过深部断层破碎带变形程度及安全性进行评估,分析了高强预应力锚杆（索）压缩拱形成机制,通过现场实测、理论分析及数值模拟等方法,选择合理预应力锚杆（索）参数,提出优化后的新型支护方案,确保巷道安全稳定,为后续深部巷道经过断层破碎带合理支护提供指导依据。本文主要研究内容如下:（1）分析深部断层破碎带直墙半圆拱巷道围岩松动破碎分布特征;（2）通过巷道围岩高强预应力锚杆（索）在围岩中形成的附加应力场分布,来分析高强预应力锚杆（索）对压缩拱形成影响因素,找出围岩易于“失稳”关键部位;（3）提出高强预应力锚杆（索）压缩成拱机制;（4）建立数值计算模型,根据压缩拱厚度确定预应力锚杆（索）合理支护参数。采用FLAC3D数值计算软件分析不同锚杆间排距（400mm、500mm、600mm）、不同锚杆长度（1500mm、2000mm、2400mm、2600mm）、不同锚杆预紧力（50k N、70k N、90k N）,以及不同锚索长度（1000mm、4000mm、5000mm、6300mm）、不同锚索预紧力（80k N、100k N、120k N）条件下,围岩的附加应力分布,得出如下结论:（1）依据巷道围岩破碎范围和破碎程度规律通过附加应力发现,深部断层破碎带直墙半圆拱巷道开挖支护的关键部位在拱基线以下帮部位置,从而通过强支护可避免发生从局部到整体的失稳现象。（2）锚杆间排距的改变对断层破碎带直墙半圆拱巷道围岩压缩拱厚度无明显影响,但对压缩拱范围内附加应力大小影响显著,当间排距由600mm减至400mm时,附加应力增大46.67%;锚杆长度改变会对断层破碎带直墙半圆拱巷道围岩压缩拱厚度产生显著影响,而对压缩拱范围内附加应力无明显影响。当长度从1500mm增至2600mm时,压缩拱厚度增加88.24%;锚杆预紧力改变则对围岩压缩拱厚度影响不明显,而对压缩拱范围内附加应力大小影响显著,预紧力从50k N增至90k N时,附加应力增大73.33%。（3）锚索长度超过4000mm时,巷道围岩附加应力和压缩拱厚度均无明显改善。因此在对深部断层破碎带直墙半圆拱巷道围岩支护时,预应力锚索长度不宜超过4000mm;而锚索预紧力可显著影响巷道围岩附加应力大小。（4）通过FLAC3D数值计算模型研究发现,锚杆（索）的间排距、长度、预紧力等参数在合理范围内优化调整后可使巷道围岩附加应力增加0.15～0.20MPa,压缩拱强度提升25%,压缩拱厚度得到明显改善,证明使用高预应力强力锚杆（索）支护技术经过参数调整优化后可形成压缩拱,此技术可成为直墙半圆拱巷道经过深部断层破碎带的合理支护最优选之一。针对该条件下的巷道锚杆（索）合理支护布置详细情况将在正文中给出,本文相关试验参数和数值模拟分析可为实际工程提供一定的参考意义。图[56]表[10]参[66]