通常,综采工作面之间采用宽煤柱护巷,区段煤柱宽度一般为20～50 m不等。由于小煤柱护巷具有提高煤炭资源回收率优势,近年来得到广大学者及煤矿企业的关注。但是相比留设宽煤柱而言,由于小煤柱护巷煤柱窄小,围岩稳定性较差,特别是在大采高工作面条件下,围岩控制难度更大。基于此本文提出采用卸压的方法来控制围岩变形,提高小煤柱稳定性。本文以阜生煤矿151106工作面沿空掘巷为研究背景,采用实验室试验、理论分析、数值模拟与工业性试验相结合的方法,对大采高小煤柱护巷覆岩结构及稳定性、小煤柱合理留设宽度和围岩控制技术进行研究,主要成果如下:(1)在对阜生煤矿一采区15号煤层开采实际情况进行资料收集与整理的基础上,针对151102和151106工作面开采状况,采用现场钻孔取芯、窥视及物理力学参数实验室实验的方法掌握了15号煤层顶底板岩层岩性分布状况及煤岩层力学参数。(2)对大采高工作面上覆各岩层垮落规律进行了分析,确定了各岩层垮落特征。对关键块断裂回转角对沿空巷道围岩变形的影响进行了研究。根据煤柱载荷公式,计算得出煤柱载荷大小与侧向支承角的关系。(3)运用FLAC3D软件对大采高小煤柱护巷的小煤柱合理宽度进行数值模拟分析,对比研究不同宽度条件下煤柱应力分布特征及巷道围岩变形规律,结合理论计算,最终得出小煤柱的合理宽度为8.0 m。(4)为进一步提高煤柱稳定性,提出采用切顶卸压护巷技术,降低煤柱承载,改善小煤柱护巷围岩应力环境。基于此,运用数值模拟的方法,对切顶卸压的参数进行研究,通过对比分析不同切顶高度及角度条件下煤柱应力及巷道围岩变形规律,得出该地质条件下的,切顶高度16.0 m,切顶角度0°。(5)现场实践结果表明,沿空巷道顶底板和两帮的累计变形量分别为71 mm、70 mm,巷道断面收敛率为3%,巷道围岩变形控制达到预期效果。研究成果为其他类似地质条件矿井提供一定的借鉴指导作用,具有显著的经济和社会效益。