厚煤层作为我国煤矿开采的主要煤层,在开采过程中存在煤炭资源浪费严重等问题,而且对开采及巷道维护技术有较高要求。虽然沿空掘巷技术可有效提高煤炭采出率、降低巷道的维护成本,但往往也面临着动压影响大、巷道围岩及煤柱应力集中程度高、节理裂隙发育严重等问题。预裂爆破切顶卸压作为一种在巷道顶板进行超前预裂的技术,在缩短顶板悬臂梁长度、减小巷道围岩与煤柱的应力集中程度等方面具有突出优势,是解决此问题的一种有效途径,然而切顶卸压关键技术参数选择的合理性对切顶卸压效果存在重要影响。因此,本文采用数值模拟、室内试验、相似试验、理论分析、现场工业性试验等多种手段,从岩层垮落变形规律、沿空掘巷矿压显现特征及卸压效果等方面对预裂爆破切顶卸压关键技术参数展开了系统研究,取得了以下结果:(1)通过室内试验的方法,得到了试验段工作面煤岩样的单轴抗压强度、抗拉强度、材料密度、内粘聚力、摩擦角等物理力学特性参数;(2)建立了不同切顶角度与高度的数值模拟计算模型,分析了巷道围岩应力集中程度、采空区顶板覆岩垮落规律,确定了切顶设计参数的合理取值范围;(3)构建了沿空掘巷切顶卸压相似模拟试验模型,分析了切顶高度与角度对采空区顶板覆岩垮落、顶板应力分布特征、煤柱应力集中程度的影响规律;(4)研究了预裂爆破原理及成缝机理,给出了定向爆破裂隙扩展区域的范围;并结合相似模拟试验与应力波监测,分析了定向与未定向预裂爆破时应力波的变化幅值范围,确定了爆破孔间距的最佳范围;(5)基于理论分析、数值模拟及相似试验等手段,研究了切顶卸压关键技术参数的合理取值范围,并结合试验段地质条件设计了厚煤层沿空掘巷切顶卸压方案,开展了现场工程实践。通过钻孔窥视与巷道位移变形监测,得出切顶卸压关键技术参数选取合理、方案实施效果显著、进一步验证了本文研究成果的可靠性。该论文有图51幅,表7个,参考文献81篇。