本文以凉水井煤矿采空区下薄煤层工作面沿空留巷项目为研究背景,综合采用理论分析、数值计算、现场实验等方法,分析了采空区下部巷道应力演化规律,切顶卸压参数对沿空巷道围岩稳定的影响规律,切顶卸压前后沿空巷道围岩应力转移与分布规律,确定了沿空巷道与上方煤柱的内错距离,切顶关键参数与充填体关键参数。得出了以下主要结论:(1)以凉水井煤矿431301工作面生产地质条件为依托,通过弹性力学半平面问题力学公式,得出采空区下部沿空巷道与上煤层煤柱的内错距离为13.3m。运用数值模拟计算分析了上位煤层采空区下部煤层沿空巷道围岩的应力、塑性区分布及围岩变形规律与距煤柱距离的关系。最终将沿空巷道与上位煤层残留煤柱的内错距离定为20m。(2)建立了采空区下沿空留巷切顶卸压力学模型,分析了切顶高度,切顶角度和炮孔间距对聚能爆破的影响规律;运用数值计算法,分析了切顶高度,切顶角度变化时模型中的垂直应力、水平应力、剪应力、塑性区、垂直位移、水平位移的分布特征,确定切顶高度为10.5m,切顶角度为20°。(3)对比分析了炮孔间距为600mm和900mm的实验结果。发现爆破孔与导向孔均有冒烟现象,表明爆破裂隙均已贯通;由窥视结果可知,爆破孔装药段出现明显对称的纵向裂隙,900mm炮孔间距孔隙率小于600mm炮孔间距的孔隙率,但爆破孔装药段裂隙率仍大于90%,满足切顶需求,可将炮孔间距调整为900mm。(4)建立了切顶卸压沿空留巷力学模型,确定431301工作面沿空留巷充填体的切顶阻力为6.5MN/m。分析了巷旁充填体宽度与巷旁充填体强度对充填体稳定的影响规律,发现巷旁充填体的稳定承载区域随着巷道宽度与充填体强度的增加而增加,最终确定充填体宽度为为1.6m,充填材料水灰比为1.5:1。(5)为了保护顶板的稳定性,防止顶板出现垮冒,在原支护方案的基础上,增设临时加强支护。工作面后方采用“单体液压支柱+铰接顶梁”的加强支护方式,在采空区采用“挡矸支架”的加强支护方式。(6)现场矿压观测表明,巷道周围没有出现较明显的应力集中,巷道围岩变形量较小,充填体的强度能保证留巷结构稳定,留巷效果达到设计要求。该论文有图78幅,表6个,参考文献84篇。