根据沿空巷道围岩运移特征,提出了新型三维锚索支护技术,通过具有强初锚力三维锚索的作用,使围岩处于三向受压状态,提高围岩整体性,控制巷道围岩的变形。综合运用弹塑性理论和壳体理论等知识,建立了新型三维锚索支护对应的闭合圆柱壳、开口圆柱壳、加劲开口圆柱壳等空间网壳结构力学分析模型,通过多种数学变换和简化得到了加劲开口圆柱壳应力计算的解析式。试验研究了巷道围岩的力学性质和巷帮钻孔卸压效果,特别对不同围压下煤样的力学特性和破坏特征进行了探讨。首次开发了沿空巷道三维锚索支护的相似模拟试验技术,在模型中实现了预应力锚杆和三维锚索支护,分析了三维锚索支护下沿空巷道围岩的运移特征。通过数值计算和现场实践等手段,详细讨论了支护强度、巷道断面尺寸、卸压孔布置方式及工作面采深对巷道顶板、底板、实体煤帮及小煤柱帮岩体的应力和变形分布规律的影响。