充分提高不可再生资源的利用率在资源循环经济中占重要地位。本文借助内蒙矿区石拉乌素煤矿的工程背景,利用理论计算、物理实验和数值模拟方法,总结归纳了深埋厚煤层留小煤柱沿空掘巷条件下的煤柱结构体渐进破坏规律,最终对实现巷道空间维护提出了“双层强化”控制技术理念,并应用于现场工业试验,通过一系列监测手段实现了对现场“双层强化”控制锚护体系的安全稳定评价,主要形成结论如下:(1)建立了煤柱结构体基本力学模型,并通过扭矩转化和应力分解,构建了煤柱结构体的内部位移趋势变化模型,分析了留小煤柱沿空掘巷上覆岩层与煤柱结构体的基本空间关系。在此基础上通过力学平衡关系,分析出在煤柱内部垂直煤柱轴线的平面内,存在一条由相反位移控制点组成的曲线,该曲线两侧结构体存在相反方向的位移动量,因此定义了煤柱结构体“失稳临界线”的概念。(2)开展了小煤柱渐进损伤破坏的相似物理模拟实验,并通过分析模拟岩层物理力学参数验证了物理实验操作的合理性。实验方案设计对比两组实验的煤柱起裂、巷道顶板起裂、煤柱破坏形态,巷道顶板的破坏形态,以及两种实验条件下的锚护系统的控制效能等特征,确定了控制巷道岩层稳定的“高预紧强锚护”支护体系。从宏观角度,总结了煤柱结构体渐进损伤破坏过程,归纳了煤柱结构体渐进破坏的宏观特征,为留小煤柱沿空掘巷的开展提供了基础的理论支持。(3)建立留小煤柱沿空掘巷数值模型,总结归纳了巷道掘进过程中小煤柱结构体的内部细观渐进破坏损伤规律。分析了沿空掘巷过程中,巷道空间区域内的垂直应力峰值分布规律;通过对留小煤柱沿空掘巷期间水平位移分布规律分析,验证了煤柱结构“失稳临界线”的存在。通过煤柱应力传递变化以及煤柱结构体空间位移控制点的分析,从煤柱结构体内部角度,总结了煤柱结构体内部渐进损伤破坏过程,归纳了煤柱结构体内部危险破坏特征,为煤柱结构体的空间维护提供了数据依据。(4)基于留小煤柱沿空掘巷中的煤柱渐进破坏规律,提出了针对石拉乌素煤矿221_上01沿空掘巷的“双层强化”锚护控制技术,使顶板浅部损伤围岩与深部稳定围岩相互协调作用,增加了顶板稳定结构的厚度,增强了巷道的基本稳定结构,使得巷道浅部破坏损伤扩展趋势减弱,有效实现了巷道空间的稳定性控制。(5)针对工程试验开展对应的现场效果监测分析,借助巷道表面位移监测、锚护体支护阻力监测、围岩裂隙发育监测和巷道表面维护效果监测等手段,多角度评价巷道空间维护状态,对“双层强化”控制锚护体系的整体效能进行了指标性评价,验证了“双层强化”控制技术的应用有效实现了留小煤柱沿空掘巷的高效控制。该论文有图94幅,表16个,参考文献125篇。