切顶卸压自成巷开采技术是一种新型的无煤柱开采方法,其利用矿山压力和顶板岩石碎胀特性实现自动成巷。该方法形成的顺槽巷道一帮为实体煤帮,一帮为破碎岩石构成的碎石帮。由于碎石是典型的离散介质,抗变形能力和稳定性能差,易导致碎石帮发生轴向压缩大变形和侧向臌胀变形。本论文结合室内试验、数值模拟、理论分析等研究手段对碎石帮承载主体-破碎岩石轴向压实、蠕变力学特性和变形特征进行了研究,揭示了碎石帮轴向承压变形宏细观机理;同时,建立了切顶卸压自成巷碎石帮侧压力力学模型,分析了碎石帮侧压力变化和分布规律,研究了覆岩压力、碎石岩性参数等对碎石帮侧压力变化的影响,从力源角度揭示了碎石帮侧向臌胀机制。论文取得了如下创新性成果:（1）测试了不同粒径级配破碎岩石压实、蠕变变形特性,分析了粒径级配对碎石压实、蠕变变形特性的影响以及碎石分形破碎特征,构建了破碎岩石单轴侧限压缩变形和蠕变变形预测经验方程。同时,建立了碎石帮轴向压缩变形与碎石帮侧巷道顶板轴向变形之间的关系。（2）研制了能反映碎石帮真实受力边界条件的碎石帮压缩模拟装置,通过该装置研究了碎石分级加载条件下轴向压缩力学特性和侧压力变化规律,测试了粒径级配对碎石帮碎石轴向压缩变形和侧压力变化的影响。结合PFC2D颗粒流数值模拟方法,从细观角度上揭示了碎石帮轴向承压变形机制。（3）建立了切顶卸压自成巷碎石帮侧压力分析力学模型,推导了碎石帮不同演化阶段侧压力计算公式,得到了切顶卸压自成巷碎石帮侧压力动态变化规律。同时分析了顶板覆岩压力、碎石力学参数等影响因素对碎石帮侧压力的影响,确定了碎石帮侧向变形主要驱动力来源以及碎石帮侧向压力定量计算方法,并结合工程监测数据,验证了研究成果的合理性。