针对正益煤业采空区下覆煤层回采巷道围岩频繁失稳的现状,以该矿11~#煤层地质开采技术条件为工程背景,从理论上解释了巷道围岩强度降低的原因,并对其力学参数进行修正,综合评判巷道围岩为不稳定围岩,在此基础上,构建梁拱力学模型,计算巷道锚杆(索)主要支护参数,结合工程实践提出具体支护优化方案。通过矿压观测,发现优化支护后,巷道顶底板移近25 mm,顶板离层量6 mm,两帮缩近量130 mm,锚杆轴向最大荷载4.5 MPa,巷道变形量及变形速度符合安全要求,巷道规格符合使用要求,证明优化方案具有可行性。