固体充填开采技术取得了岩层稳定控制、生态环境保护、降低安全隐患等良好的应用效果。在此基础上研究可应用于固体充填工作面的沿充留巷技术,能够实现无煤柱开采将资源最大化回收以及控制地表均匀移动变形。但是固体充填沿充留巷的推广发展依旧受到了巷旁支护体稳定性与围岩作用关系不确定,矸石介质材料中浆液扩散规律不明确等问题的制约。为了进一步深入研究沿充留巷巷道稳定性,通过模拟和实验研究了矸石基混凝土充填材料力学特性影响因素和胶凝材料在煤矸石介质中的注浆扩散模型。同时为了提高固体充填开采工作面沿充留巷作业效率,减轻劳动作业强度,提高固体充填开采沿充留巷效果,提出沿充留巷专用装备沿固体充填工作面后方充填体边缘留巷的机械化方法。成果如下:（1）研究沿充留巷上覆岩层受力模型,阐明沿充留巷上覆岩层移运规律,对充填开沿充留巷各时期巷旁支护体进行受力分析,构建巷旁支护体力学模型,阐明了在顶板压力和充填体自重挤压产生的双重侧压力下,巷旁支护体达到平衡状态时,其稳定性与支护体材料之间关系,得出通过注浆加固的方式,加强矸石充填材料粘结强度,提高巷旁支护体稳定性。（2）采用实验室试验,获得煤矸石密实度最佳的粒径级配。通过ANSYS FLUENT数值模拟不同参数条件下浆液在矸石介质材料中的注浆扩散过程,从结果得浆液扩散范围影响程度:注浆压力＞孔隙率＞水灰比。进一步模拟注浆间距对矸石介质材料中注浆效果的影响规律,最终确定理想注浆间距应控制在1m以内。通过正交实验探究不同固胶比、水灰比以及养护龄期对矸石基混凝土材料力学特性的影响规律。针对矸石基混凝土材料的粘聚力与内摩擦角等其他力学特性进行三轴试验测量,结果表明加入胶凝材料后,随着养护龄期的增加矸石充填材料粘聚力明显提高。（3）研究了机械式挡矸架模、模块化循环前移的护顶留巷工艺方法,并研制了机械化沿充留巷装备,包括高低可调挡矸液压模板、轨道式随架前移平台、关节式液压机械手装置。采用ADAMS软件构建了机械手模拟样机并对其抓取运动轨迹进行模拟仿真,通过模拟结果验证其结构合理性。采用ANSYS对挡矸模板结构抗压能力进行验证,结果显示1MPa载荷下,整体结果变形较小,具有一定抗压能力。