沿空留巷巷旁支护技术的发展对煤炭科学开采起着重要的作用,在技术和经济上都具有很大的优势。研究了传统沿空留巷巷旁支护体结构及特点,分析得出传统巷旁支护技术存在着支撑阻力低、可缩性差等、机械化作业低、巷道维护困难,同时普遍偏高的成本造价以及较大的休整维护费用等缺点,已经不能很好地适应现代化矿井的要求。本文在前人研究的基础上,综合运用岩体力学、弹塑性力学、结构力学及矿山压力与岩层控制等理论知识,针对目前沿空留巷巷旁支护的关键技术难题,提出了一种钢管混凝土墩柱新型沿空留巷巷旁支护结构。采用计算机数值模拟、理论分析和实验室试验等研究手段,对钢管混凝土结构与承载性能系统深入地研究。模拟了钢管混凝土短柱轴心受条件下变形受力特点,试验测试了钢管混凝土短柱的承载能力,根据极限平衡法推导出钢管混凝土短柱的理论计算公式,提出了采用模拟值和实测值对理论计算值进行修正,得出修正系数,推导出钢管混凝土短柱承载力修正计算公式,结合长细比和偏心率折减系数的影响,推导出钢管混凝土墩柱极限承载力计算公式,用于指导工程实践的钢管混凝土墩柱选型;理论推导出了巷道围岩保持长期稳定所需要的支护反力的计算公式,设计了钢管混凝土墩柱巷旁支护体的型号。工程实践表明钢管混凝土墩柱能够提供足够大的支护反力以满足留巷工作面巷道围岩的稳定,符合工程应用的要求,验证了钢管混凝土墩柱作为巷旁支护体的优越性,检验了钢管混凝土墩柱承载力计算公式的正确性以及墩柱参数选型的合理性;在研究基础上进一步对墩柱结构创新提高,提出一种新型结构。