沿空留巷技术是煤矿开采及回采巷道支护技术的一项重大改革,对提高煤炭资源回收率、降低巷道掘进率、缓减采掘紧张关系和实现矿井集约化生产有显著效果,但是沿空留巷围岩松软破碎,受到两次采动影响,巷道围岩稳定性难以控制。本文针对沿空留巷围岩变形大、力学特性存在较大变异的特点,采用理论研究、数值模拟和实例分析等综合研究手段和方法,运用工程结构可靠性理论、岩石力学和弹塑性力学以及计算机技术等理论,围绕沿空留巷巷内锚杆支护、巷旁高水速凝材料充填支护方式的结构可靠性进行了比较系统的分析,取得了如下成果:1、根据沿空留巷围岩活动规律,建立了沿空留巷围岩结构力学模型,系统地研究了沿空留巷围岩稳定性控制的原理与方法。2、建立了沿空留巷巷内锚杆支护、巷旁高水速凝材料充填支护的结构可靠性和系统可靠性分析模型。3、分析了可靠度计算的各种方法,针对沿空留巷支护极限状态方程的高度非线性,采用蒙特卡罗法计算沿空留巷支护结构可靠度。4、基于蒙特卡罗法研制了计算沿空留巷支护结构可靠度计算辅助软件,提高了工程设计的效率,开辟了沿空留巷支护结构可靠度计算的新途径。5、采用数值计算方法模拟了基于可靠性设计的沿空留巷支护方案的支护效果,验证了沿空留巷支护结构可靠性判别准则和所采用的结构可靠度计算系统的合理性和可行性。