喷射混凝土已广泛应用于煤矿巷道锚喷支护工程,但在高地应力、松散、破碎围岩以及受采动影响的巷道中,这种支护形式受到限制。锚喷加固机理研究表明,普通混凝土喷层极限变形量与巷道围岩变形量不匹配,喷层施工后不久就出现裂缝,逐渐丧失对围岩的封闭和支护作用,这是造成锚喷支护失效的主要原因。聚丙烯纤维混凝土作为巷道喷层能有效解决混凝土开裂问题。其原理主要在于,混凝土中水泥作为胶凝材料来握裹纤维,纤维起微细配筋作用,同时消耗混凝土变形开裂能量、提高韧性、撑托骨料和减少混凝土离析泌水,从而控制水泥基体内部微细裂缝的产生和发展,提高了混凝土的抗裂性能。论文在阐述纤维增强机理的基础上,通过4因子3水平正交试验,对影响喷射纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度的因子(纤维长度、水泥用量、砂率、水灰比)做了分析,得到了优化后的喷射混凝土配比及纤维长度;利用所得配比进行了不同纤维掺量条件下的混泥土强度及抗渗性能试验,总结出纤维掺量的改变能够使抗压强度,劈拉强度、抗折强度及抗渗性能受到不同程度的影响,通过试验分析确定出纤维的最佳掺量;用FLAC3D软件对所得配比下的纤维混凝土喷层进行了数值模拟计算,计算结果表明:纤维混凝土有较强的抵抗变形的能力,有利于围岩压力的释放,充分发挥出了锚喷支护体系的力学性能。论文依托于淮北矿业集团桃园煤矿北翼运输大巷支护工程,进行了工业性试验,并对纤维混凝土喷层支护状态下的回弹量、围岩压力、衬砌受力及收敛量进行了现场监测。监测结果表明:与普通混凝土相比,纤维混凝土粘性较大,回弹量降低,一次喷射厚度增加,具有更好的抗变形能力,让压效果明显,围岩应力分布均匀,及衬砌受力较小,不易出现应力集中现象。论文研究成果对改进锚喷支护结构,促进锚喷支护技术的发展具有重要意义。