随着巷道开采规模和深度的不断增加,所处的工程地质条件越来越复杂,巷道事故频发使得研究合理的支护参数成为确保巷道安全生产的关键。由于施工方便,在煤矿开拓中大量采用矩形巷道,传统锚杆支护设计方法通过将矩形巷道等效为圆形巷道对围岩变形进行分析进而确定支护参数,但圆形巷道围岩变形规律与矩形巷道不同,使得锚杆受力特性存在差异。本文在分析与总结现有锚杆支护理论、锚杆锚固作用机理研究现状及存在问题的基础上,依据矩形巷道围岩变形规律,建立矩形巷道结构模型,采用弹塑性力学理论分析得到矩形巷道围岩变形表达式,进一步对锚杆受力进行分析,提出锚杆支护设计方法。同时,建立围岩加固体模型,分析加固体围岩的力学特性并提出评价围岩稳定性的方法。最后以柠条塔煤矿S12001胶运顺槽巷道为工程依托,提出合理的锚杆支护设计方案,结合数值模拟及现场监测验证理论的合理性,并对巷道围岩的稳定进行评价。论文主要研究成果如下:（1）分析矩形巷道围岩变形规律,建立矩形巷道结构模型。按平面应变问题分析结构模型受力,采用弹塑性力学分析得到围岩变形表达式。通过算例并结合FLAC3D数值模拟软件分析巷道围岩变形规律及围岩变形量,并与理论计算结果进行对比从而验证理论的合理性,为考虑巷道围岩变形的锚杆支护设计提供理论支撑。（2）基于锚杆与围岩的协调变形分别建立全长粘结锚杆及局部锚固锚杆受力模型,求得锚杆锚固段剪应力及轴向应力表达式。分析总结锚杆锚固段受力规律,提出巷道锚杆支护设计方法。结合算例对巷道进行支护设计并分析锚固段受力的主要影响因素。（3）考虑锚杆对围岩力学状态改变,建立围岩加固体模型,得到加固后巷道围岩力学特性表达式,并分析不同锚杆支护参数对围岩力学特性的影响。在保证锚杆所受轴向应力及剪应力不超过应力容许值的前提下,以加固体所能承担的极限荷载与承担荷载的比值做为判断围岩稳定性的条件,提出评价围岩稳定性的方法。（4）将研究成果应用于柠条塔煤矿S12001胶运顺槽巷道的支护设计中,结合数值模拟以及现场监测结果对比原支护方案及新支护方案下巷道的加固效果并进行稳定性评价,结果表明,在保证巷道的稳定性前提下,基于围岩变形进行锚杆支护设计可以更好的发挥锚杆加固围岩的作用及提高围岩自承能力,节约锚杆用量。