随着我国煤炭高强度开采,年消耗回采巷道逐渐增加,掘进越来越满足不了回采的需要,巷道断面、跨度较大,加之开采深度增加,开采条件愈加复杂,巷道支护难度加大,由于支护方式与参数设计不合理,造成支护强度过剩、支护效果不理想,施工速度较慢,采掘接替紧张。本论文以五阳煤矿7606回风巷为工程背景,综合运用现场实测、数值模拟、理论分析等方法,对五阳矿煤巷低密度高强度支护技术进行系统研究,取得了如下主要成果:(1)进行了7606回风巷顶板围岩钻孔窥视,找出了7606回风巷原支护方案存在的问题,提出了低密度高强度支护概念,分析了其支护原理,给出了7606回风巷低密度高强度支护方法。(2)提出了“永久支护分步进行,一次支护实现巷道的有限让压,降低巷道的围岩应力,实现低密度支护;二次支护增加锚杆(索)的锚固长度,增加锚索的轴向联接,实现巷道的高强度支护”的支护理念和“安全性、经济性、利于快速施工”的支护原则。(3)分析了不同锚杆长度、锚杆直径、锚杆间排距、锚杆(索)联接方式下巷道围岩应力与变形规律,优化了7606回风巷支护方式与施工工艺,确定了7606回风巷围岩控制方案与参数。(4)建立了一次超静定梁结构模型以及非均匀应力下巷道力学模型,推导出巷道围岩应力与巷道掘进距离的表达式。结合7606回风巷地质条件,计算得到了巷道围岩应力与掘进距离之间的数值解。采用FLAC3D模拟了巷道一次支护后,巷道围岩应力分布以及围岩变形随巷道掘进距离的变化规律,确定了巷道二次支护时机。(5)将以上研究成果,在五阳煤矿7606回风巷进行了工业性试验,应用结果表明,采用高应力煤巷低密度高强度支护技术较好地控制了巷道围岩有害变形,保证了7606回风巷的安全稳定,提高了巷道的掘进速度。