随着多年的开采，浅部易开采的煤炭资源日益减少，人们开始转向开采深部煤炭资源，煤矿软岩问题逐渐变成困扰煤矿建设和生产的重大难题之一。软岩巷道问题多、支护成本高、巷道变形剧烈，严重制约着矿井开采的高产、高效、低耗及安全生产水平。尤其是大断面软岩破碎顶板巷道，历来是开拓工程的难点，其跨度大、自然冒落拱高，破碎圈范围大，破碎层接触面积多，围岩稳定性差，成巷速度慢，施工安全系数低。因此，探索科学、合理的大断面巷道软岩破碎顶板的围岩变形控制机理、安全可靠的支护方法，确定经济的支护参数以及实用可靠的施工工艺成为一个亟待解决的难题，需要对其进行深入的试验和研究。以西山煤电集团的屯兰矿12501工作面皮带顺槽巷为研究对象，采用现场实测、相似模拟实验、数值模拟与理论分析相结合的研究方法。通过现场实测数据的收集、分析与研究，对大断面巷道软岩破碎顶板变形的规律进行总结分类，通过力学理论分析，相似模拟实验，局部放大或缩小实验，结合不同的软岩层组合，模拟不同的支护体，研究支护体与围岩变形的关系；选择实验地点实施大断面巷道软岩破碎顶板围岩变形控制支护，根据支护效果及实测数据，对顶板破碎机理进行优化，并提出更系统科学的支护结构。主要得出以下结论：（1）提出了屯兰矿矿井煤层顶板稳定性分类方法，结合巷道围岩结构与现场地质资料，确定了矿区南部区域的顶板稳定性分类，主要划分成4类顶板，并进行区域划分和简单的支护建议；（2）通过对屯兰矿12501工作面皮带顺槽顶板及两帮进行深部位移、表面位移进行监测，获得了巷道围岩变形规律；（3）通过FLAC数值模拟实验，确定了根据顶板类型确定的不同支护方案的支护效果与支护方案选择原则，通过相似模拟实验，确定了巷道顶板失稳形式与破坏规律；（4）结合屯兰矿具体情况，提出了屯兰矿巷道顶板支护参数设计方法，确定了不同顶板条件、不同支护形式下的支护参数。