本文针对无墙体沿空留巷长期来压机理研究不足,巷内切顶组合支架选型、辅助单体等支护设计需要加强,缺少无墙体沿空留巷失稳的多种影响因素分析研究,没有对无墙体沿空留巷技术的普遍适用性做进一步探索等问题,以老母坡矿5101工作面无墙体沿空留巷为研究对象,采用室内试验、理论分析以及数值模拟等方法,进行了无墙体沿空留巷围岩失稳机理与相关控制技术的研究,取得了如下主要成果:(1)给出了无墙体沿空留巷上覆岩体结构力学模型,总结得出其运动方式和特点,开展了弧形三角块的参数研究,对沿空留巷顶板下沉量进行计算。进行了围岩力学性质测试及支护材料力学性能测试,进行了无墙体沿空留巷巷旁切顶组合支架的设计,对切顶阻力进行了校核。(2)进行了无墙体沿空留巷巷旁切顶及巷内支撑载荷数值模拟计算,当采用400kN、600kN切顶载荷时,上位岩层出现了离层,但是并没有沿巷旁切断;采用800kN切顶载荷时,离层扩大,沿巷旁产生了切断前的裂隙,但是仍然没有完全沿巷旁切断;采用1000kN切顶载荷时,已经沿巷旁完全切断,得出最佳的切顶载荷1000kN;通过对巷内辅助支撑的模拟,选择使用两排支柱性价比较高,在此基础上进行了分次回采扰动下留巷围岩活动规律及应力分布的研究。(3)通过对无墙体沿空留巷失稳影响因素的分析,选得出较为关键的影响因素,开展单因素影响分析,得出关键因素对无墙体沿空留巷围岩失稳的影响情况,其中顶板下沉量与采高、采深、侧压系数和巷宽呈正比关系,顶板下沉量与直接顶厚度和直接顶强度呈反比关系,但是其变化幅值并不一样;通过多因素综合影响分析,得出了各关键影响因素的权重大小,其影响因子权重大小为采深>直接顶厚度>采高>巷宽>直接顶厚度。(4)采用了锚梁网索联合的巷内支护和以单体液压支柱及工字钢组合而成的切顶组合支架的巷旁支护,采空侧帮部封闭使用了防漏风隔模和弹性材料喷涂。模拟得到的沿空巷道顶底板移近总量为392mm,两帮移近总量为243mm,两者都在滞后工作面40m处达到变形速度最大;当达到80m时,变形量逐渐稳定,基本上达到了最大值;使用YTJ20型岩层探测仪进行钻孔窥视监测工作,分析之后得出,顶板的破碎大部分多发生在浅部,少数向深部发展,证明注浆加固后对于顶板下沉和破坏控制效果良好,深部围岩整体完整度较好。该论文有图64幅,表17个,参考文献98篇。