巷道支护作为保障煤矿安全生产的重要手段,一直受到煤矿企业和研究机构的广泛关注。在诸多支护方式中,锚杆支护是一种主动支护,具有结构简单、施工方便、便于对围岩主动加固等优点,已在实际的煤矿生产中得到了广泛应用;相应的,由锚杆和锚索构成的锚护网络成为提高巷道围岩稳定性的有效方法。锚护网络结构的合理性决定了支护巷道的稳定性,在锚护网络中,锚杆数量越多,巷道的安全性越高,但是,这也提高了支护成本,增加了支护时间,从而降低了采掘效率。如果锚护网络包含的锚杆少,那么,将难以维持巷道围岩的稳定性,使得巷道冒顶、片帮。此时,需要多次锚杆补打,从而增加了支护成本,降低了支护效率。可见,在巷道断面形状及其地质条件已知时,选取合适的支护形式和锚护网络结构,是保证巷道支护安全、经济和高效的关键问题。首先,针对现有锚护网络结构设计方法的不足,提出了锚护网络结构多目标进化优化设计方法。该方法构建了兼顾支护质量、支护成本和支护时间等三个目标的锚护网络结构多目标数学模型,模型中的支护质量通过构建支护质量代理模型进行描述。进而,采用多目标优化算法求解数学模型,得到一组最优锚护网络结构方案集。面向某一实际巷道,基于所提方法获取最优锚护网络结构方案集。实验结果表明最优锚护网络结构方案集能够兼顾支护质量和支护成本等多个优化指标,与已有的优化后的设计方案相比,有了更多选择。另外,开发了以该方法为理论基础的锚护网络结构多目标优化设计系统,为将锚护网络结构多目标进化优化设计方法应用于实际工程中提供了切实可行的途径。其次,考虑到决策者期望获得满足偏好的某一锚护网络结构,且偏好难以预先获得,提出交互式偏好下的锚护网络结构多目标进化设计方法。该方法在进化初始阶段,基于语义描述的偏好,以目标空间的最差点划分先验偏好区域,保证了偏好区域划分的合理性;在进化过程中,基于从候选解中所选的满意解,动态迁移和缩放偏好区域,以精准定位决策者的偏好;在决策者偏好取向发生变化时,给出相应的检测方法和应对策略,以及时跟踪决策者偏好的变化。面向某一实际巷道,实验验证了采用所提方法设计锚护网络结构时,不但缩小了搜索空间,而且提高了设计效率。最后,考虑到锚护网络结构多目标数学模型中的支护质量代理模型精度不高的不足,提出了交互式偏好下的支护质量代理模型更新策略。首先,将融入交互过程的多目标进化算法与支护质量代理模型的更新并行化,在缩短设计周期的同时,减轻了决策者的疲劳程度;然后,在进化算法求解的过程中,根据优势进化方向给出支护质量代理模型更新条件和新增样本点选取准则,以提高支护质量代理模型在偏好区域内的精度,针对已有的静态支护质量代理模型,采用本方法进行更新,实验结果表明,基于更新后的支护质量代理模型获得的最优锚护网络结构可靠性更高。