随着煤矿的开采逐渐向深部进行,对于深部软弱煤岩的破碎变形分析以及合理支护问题变的尤为重要。为了选择合理支护及其布置来保持深部软弱煤岩巷道的稳定,为解决深部软弱煤岩松动圈厚度测试方法复杂及精度低的难题,采用现场试验与数值模拟相结合的方法。首先通过理论分析确定影响深部软弱煤岩破碎变形的主要因素(原岩应力、巷道断面尺寸、煤岩岩性),并通过相关试验测出煤岩物理力学参数的值(弹性模量、泊松比、粘结力、内摩擦角)。建立合理的FLAC3D数值计算模型,并进行网格划分,选取五个典型方向(a A方向、b B方向、c C方向、d D方向、e E方向、)进行分析。本文主要分析不同原岩应力P(10MPa、12MPa、14MPa、18MPa、20MPa)、不同巷道断面尺寸(4.0m×3.5m、5.0m×4.0m、6.0m×5.0m)、不同煤岩岩性(岩性Ⅰ、岩性Ⅱ、岩性Ⅲ)条件下典型方向深部软弱煤岩的位移场分布特征,分析不同条件下典型方向的残余强度分布特征,分析不同条件下深部煤岩的位移梯度分布特征以及碎胀程度。通过数值模拟的结果,结合Tecplot后处理软件取出各方向位移值,并用Origin软件对位移量进行拟合,得出拟合方程。通过分析软弱煤岩强度衰减至残余强度的围岩范围并依此确定松动圈厚度及分布,采用现场实验验证计算结果的合理性。进一步分析巷道埋深、煤岩岩性、断面尺寸等巷道布置参数对松动圈厚度及分布影响,结果表明:巷道布置参数显著影响围岩松动圈厚度及分布,深部软弱煤岩大断面巷道不同部位都具有大松动圈厚度,巷道两帮中部尤其明显,应显著加大支护强度,同时应重点加强关键部位支护。通过分析软弱煤岩各方向的位移场分布,并对各典型方向的位移量进行回归得出相关系数进而求出位移梯度值,确定煤岩松动破碎临界状态位移梯度临界容许值。结果表明:各种不同条件显著影响深部软弱煤岩松动圈厚度,但煤岩处于松动破碎临界状态位移梯度临界容许值基本相同,一般为10.0左右;通过获得煤岩位移场分布回归方程及相应回归方程系数,即可估算煤岩位移梯度取临界容许值时松动圈厚度。应用工程实际,通过多点位移计实测煤岩不同位置位移估算松动圈厚度,取得较好效果。通过分析不同条件下煤岩各典型位置的位移梯度来确定煤岩的碎胀程度,并通过松动圈所在位置的位移量以及围岩表面的位移量来确定巷道围岩各典型方向的平均碎胀率,结果表明:深部软弱煤岩不同部位都产生较大范围破碎,但巷道两帮中部平均碎胀显著且靠近巷道表面较大范围极过度碎胀。采用长锚索支护巷道帮部及顶板,同时巷道两帮中部局部加密锚索并布置短锚杆,有效保证巷道变形稳定。