随着煤炭资源总蕴藏量的减少,以及近两年煤炭行业的不景气,提高煤炭采出率,降低煤炭开采成本越来越受到人们的重视。本文在前人研究成果的基础上,从沿空留巷上覆岩层大、小结构稳定性原理入手,对沿空留巷围岩的运动规律进行分析,并且根据巷旁支护阻力计算方法计算,得出5101工作面的巷旁支护体所需强度不超过8MPa,为沿空留巷巷旁支护设计提供了理论依据。运用FLAC3D数值模拟软件,对巷旁支护体的布置方式、强度及支护体上方碎煤填充高度进行模拟,得出并分析了沿空留巷的围岩变形及应力分布规律,最终确定布置形式为1m巷外1m巷内,支护体强度为20MPa,支护体与顶板间距为200mm的最佳巷旁支护方案。综合理论计算及数值模拟结果,根据混凝土配合比规程,设计出了不同混凝土配合比,并对混凝土试块进行了力学性能测试,最终得到了强度在20MPa以上的混凝土配合比。结合5101工作面具体地质条件,设计出合理的顶板控制方式及巷旁支护墙体结构,并且研制出两种不同规格且便于运输的砌块,使之错缝纵码堆砌构成支护墙,对工作面前后临时加强支护进行了支护设计,对单轨吊运输系统进行了介绍,并对新发煤业5101工作面矿压及巷道围岩变形的检测方法进行了设计。