破碎围岩条件下大断面巷道开挖(或扰动)必然形成大范围采空区(或开采扰动区),该区域内围岩介质的变形与失稳行为及过程很复杂,主要涉及到开采扰动区范围内围岩力学性态及强度劣化特征、顶部岩层非稳态下沉变形(突变)引起岩层移动及水平挤压变形耦合作用诱发动力学失稳、深层围岩离层演化至局部化冒落失稳等,且其变形从微尺度演化为大尺度(寸)过程具有复杂的非线性特征,这为工程失稳及灾害防治带来挑战。神华宁夏煤业集团羊场湾煤矿位于西部强震区域并处于宁东矿区碎石井勘探区,岩体节理与裂隙非常发育,主采的2#煤层及顶底板岩层松软破碎,开挖断面最大达20.4m~2,多次发生冒落失稳现象(最大冒落体积216m~3),严重制约了矿井的安全生产,加剧了采掘接续紧张,该问题亟需解决。本研究在综合分析区域地质特征、岩体空间变异性特征、开采技术条件和支护模式的基础上,首先进行了现场工程动力失稳调查采样,通过岩石力学实验得出煤岩的力学特性参数;结合室内物理相似模拟和数值模拟试验获得了岩层移动规律;现场采用声发射(AE)、钻孔窥视、松动圈等围岩损伤与变形的多元信息监测手段,结合表面变形与深部离层规律综合监测与锚杆(索)力学性态试验及测试,深入系统地分析复杂地质条件下松软破碎围岩局部化变形与演化失稳特征和规律;最终确定了巷道的支护形式与参数,确保了巷道安全与稳定,这对破碎围岩条件下煤矿安全开采具有重要意义。