巷道变形破坏是煤矿井下常见的一种现象。彬长矿区普遍存在工作面巷道大变形、底鼓、支护失效等问题。本文以文家坡煤矿4102工作面运输巷为工程背景,采用实验室实验、现场观测、理论分析、数值模拟等方法,对工作面支护技术进行了研究。(1)进行了现场采样,在实验室对围岩进行了岩石力学、膨胀性和X射线衍射实验,得到了围岩的力学参数,同时实验结果表明4102运输巷底板泥岩含有高含量的蒙脱石、伊利石和高岭石等矿物质,底板软化系数为0.3,吸水性强,膨胀性大。(2)采用围岩松动圈测试和巷道表面位移观测等方法,分析了巷道变形破坏特征。顶板松动圈为2100mm,两帮为1500mm,属于大松动圈巷道。掘进期间,巷道变形形式以顶板下沉为主,最大值达600mm;成巷后以底鼓为主,最大值达1500mm;受采动影响期间,顶板下沉和底鼓几乎同步。底鼓按巷道长度方向具有明显的分段性。(3)通过分析得出引起巷道变形破坏的根本原因为围岩岩性,直接原因是高应力,重要原因是裂隙水。尤其是裂隙水降低了围岩的强度,底板遇水后软化、膨胀。通过受力分析,揭示了巷道变形破坏机理:掘进期间在高应力作用下顶板下沉,产生的附加力使帮部呈倒三角形破坏,破坏深度不断加大,进而引起底板失稳鼓起,顶、帮、底三者相互影响,变形不断加剧,最终再次平衡,围岩破坏;成巷后主要是遇水膨胀的底板在高应力作用下持续变形鼓起,产生的附加力使帮部呈正三角形破坏,引起顶板再次失衡变形,底、帮、顶三者变形达到平衡,巷道破坏。(4)对原支护方案进行了优化,底板进行了隔水措施,顶板锚索由3根增加到5根,增强了底板和顶板的强度,并通过FLAC3D数值模拟和现场工程试验对新支护方案进行了验证,结果表明,新支护方案能够保证巷道正常使用。