深部巷道受“三高一扰动”的影响,极易呈现出大变形、强流变、支护结构破坏严重等工程问题,常规的锚网喷、锚注、锚网喷+U型钢等支护方法,较难控制此类巷道整体变形,因此急需提出一套切实可行的新型支护理念和系统,为深部巷道围岩控制提供重要技术支持。本文以泉店煤矿皮带下山大变形问题为工程背景,综合采用现场实测、理论分析、数值模拟、室内试验以及工业性试验等手段,对深部巷道蠕变大变形失稳机理及围岩控制技术开展系统化研究,并提出“多级锚固承载层”支护理论;然后,结合让压支护和全断面封闭支护理念,建立以该理论为核心的新型“强-弱-强”支护体系,优化巷道支护参数与支护形式;最后,将其应用到工业性试验当中,综合动态监测其最终应用效果。本文主要研究成果及结论总结如下:（1）总结皮带下山时效破裂特征,开展不同围压下砂质泥岩基本力学及蠕变试验,基于岩石蠕变理论,改进基本力学元件,建立新型非线性粘弹塑性蠕变模型,该模型可有效反映砂质泥岩蠕变三阶段;基于张量理论,推导非线性蠕变模型三维扩展形式,采用非线性最小二乘法拟合蠕变参数,验证模型准确性;开展SEM电镜扫描试验,获得不同围压下试样蠕变破裂断口形貌,从宏观和微观角度揭示该砂质泥岩蠕变破裂机制。（2）通过有限差分法实现该模型FLAC^3D二次开发数值计算及准确性验证;基于“约束-收敛”法,模拟研究不同应力释放系数下皮带下山蠕变失稳渐进破坏过程,总结蠕变失稳机理;建立全长锚固预应力锚杆加固围岩力学模型,获得围岩沿其杆体轴向应力表达式,分析锚杆预紧力、长度及托盘尺寸效应对围岩状态变化的影响,为支护理论的提出提供重要理论依据。（3）提出“多级锚固承载层”的概念,给出其构建原则、结构特征以及关键技术;建立考虑支护密度影响的深部巷道全锚锚杆-围岩耦合作用力学模型,推导其应力、变形及塑性区半径表达式,研究锚杆间排距对其围岩力学响应的影响;采用FLAC^3D研究不同支护参数及形式下围岩压应力区（最大主应力叠加区）扩展机理,分别给出每级锚固承载层结构支护参数设计的合理建议值。（4）结合工程实际,提出以“多级锚固承载层”理论为核心的新型“强-弱-强”支护体系,阐述两者之间关联性;优化皮带下山支护形式及参数,模拟研究让压层厚度及封闭U型钢横截面积对围岩变形状态的影响,确定最优让压空间和U型钢型号;基于非线性蠕变模型FLAC^3D二次开发结果,模拟研究优化支护方案下围岩应力场及位移场随巷道开挖时间演化规律,验证其支护方案的可靠性。（5）将研究成果应用于泉店煤矿皮带下山,并采用地质雷达探测技术、十字布点法、无损检测技术等监测手段,对围岩变形、注浆期间及注浆后围岩松动范围、锚杆受力以及U型钢轴向变形等情况进行综合动态监测,监测结果表明:采用以“多级锚固承载层”理论为核心的新型“强-弱-强”支护体系,可有效解决深部巷道蠕变大变形的工程难题。该论文有图154幅,表28个,参考文献190篇。