当巷道顶板是由多层薄层状煤岩互层组成，且该互层顶板具有整体稳定性较差、强度较低、层间易于离层甚至发生冒顶等特征，由顶板的变形破坏引起的巷道失稳已成为该类巷道亟待解决的关键问题之一。根据薄层状煤岩互层顶板工程地质及巷道失稳破坏特征，提出了薄层状煤岩互层顶板的概念。通过对互层顶板中夹矸组分分析及微结构特征研究，揭示了水作用下薄层状互层顶板强度弱化的内在机制。建立了薄层状互层顶板组合梁弹塑性力学分析模型，掌握了互层顶板岩梁应力分布规律；并结合薄层板状力学模型，研究了固支与简支情况下，弯曲最大变形及顶板屈服破坏时水平应力的临界值，得到了基于跨厚比判断顶板破坏的计算公式；基于夹矸的位置、层数、厚度对顶板稳定影响，提出了以极限跨度为依据的判别顶板离层的准则。采用相似材料物理模拟试验研究了无支护条件下，切顶斜矩形断面、破顶半圆拱形断面以及煤层倾角对薄层状互层顶板稳定性的影响作用，结果表明半圆拱形巷道整体稳定性较好，而斜矩形巷道易于产生顶板岩体结构的滑移错动引起的非对称性而导致变形失稳。应用FLAC^3D研究了巷道断面对薄层状巷道顶板的影响规律，对比分析了有水、无水状态下薄层状顶板变形破坏特征。基于钻孔探测方法的巷道围岩动态破坏过程监测技术，提出了以巷道内部裂隙发展发育与巷道掘出时间、空间关系为核心的薄层状顶板长期稳定性监测技术体系。研究成果在乌海能源老石旦煤矿进行了应用研究，取得了良好的技术经济效果。