留煤柱开采是我国井工矿开采煤炭资源的传统方式,但煤炭资源的浪费以及大量的巷道掘进工程制约了井工矿高效采掘接替、安全绿色生产。切顶卸压自成巷无煤柱开采技术（“110”工法）是近年来逐渐发展起来的新型无煤柱开采技术,现场应用效果表明其在解决井工矿采掘接替紧张、提高回采率、实现煤炭可持续发展等方面发挥了积极作用。随着浅部煤炭资源逐渐开采殆尽,煤炭资源的开采逐渐转向深部,在“三高一扰动”的影响下,深部巷道围岩控制难度增加。本文以安居煤矿5307工作面为工程背景,综合运用理论分析、室内实验、数值模拟以及现场工业性试验等手段围绕千米深井切顶成巷围岩稳定性控制进行了较为系统的研究,揭示了千米深井切顶成巷围岩运动和应力演化规律,形成了千米深井切顶成巷围岩控制技术。主要研究成果如下:（1）通过现场调研和室内外实验对试验工作面工程地质条件进行了分析评价。安居煤矿地应力场以水平应力为主,侧压系数为1.15～1.41;5307轨道顺槽为典型复合层状顶板,低位顶板裂隙比较发育,高位顶板为深灰色粉砂岩,完整性较好;低位泥质砂岩完整性较差、强度低、裂隙发育,稳定性差,作为采空区直接顶易垮落,但作为巷道侧顶板增大了控制难度;明确了原岩应力、采动应力、构造应力叠加作用致使围岩物理力学性质劣化。（2）分析了千米深井切顶成巷覆岩运动规律,指出切顶成巷无煤柱开采在5307工作面中的基本顶破断模式,即切缝侧开口较大、未切缝侧开口较小的非对称“O-X”形破断。建立了切顶成巷高位岩梁力学模型,分析了切顶成巷高位顶板岩梁在采空区不同矸石承载强度下的弯矩分布特征,弯矩随矸石承载强度的增大而减小;分析了采空区冒落岩体碎胀系数和抗压强度对切落岩体压实承载强度的影响,同一碎胀系数下,切落岩体承载强度随压缩应变的增加而增大,同一压缩应变下,切落岩体的抗压强度越高,压实岩体的承载强度越大。（3）建立了切顶成巷低位顶板短臂梁力学模型,分析了顶板支护强度、切顶高度、短臂梁回转角度、巷道宽度以及矸石侧向作用力五种因素相互耦合影响下自成巷顶板变形规律。此外,对采后成巷实体煤帮和碎石帮稳定性进行了理论分析,得出了实体煤帮塑性区宽度表达式,结合碎石帮破碎矸石物理力学特性,借鉴挡土墙侧压力计算方法对碎石帮挡矸结构受力进行了估算。（4）通过FLAC3D数值模拟软件研究了留煤柱开采和无煤柱开采采动支承压力分布特征,分析了切顶成巷无煤柱开采的卸压效应。借助偏应力第二、三不变量分析了切顶成巷全过程围岩应力状态演化过程,同时对影响采空区冒落岩体承载强度的碎胀系数和抗压强度因素进行了数值模拟研究。通过经验公式和参数反演法确定了双屈服模型参数,并对双屈服模型进行了验证。（5）通过偏应力第二、三不变量分布特征对工作面前方和采后巷道围岩稳定性进行了分析评价。工作面前方,回采帮侧偏应力第二不变量峰值集中于煤体深部5～8m处,巷帮中部相对更易发生变形破坏;由巷帮至煤体深部,顶板岩层应变状态横向分布为低强度压应变-高强度压应变-平面应变状态,非回采帮侧巷道顶板受压强度大于回采帮侧。工作面后方,低位顶板岩层畸变范围大,稳定性相对较差;实体煤帮浅部至深部偏应力第二不变量先增大后减小,不变量峰值出现在距帮4～10m范围;由巷道至实体煤帮深部应变状态先后为压应变-拉应变-平面应变,成巷段低位顶板岩层在距巷帮10m附近区域易发生断裂。（6）针对安居煤矿5307工作面超千米采深工程地质条件,提出了千米深井切顶成巷围岩控制对策,对切顶成巷关键技术进行了分析,通过数值模拟和现场试验确定了切顶关键参数。按照分区分阶段控制原则,通过采前定向预裂控制顶板位态、主动让压支护增强高低位顶板力学联系,采后控顶护帮对超千米采深切顶成巷围岩进行控制。确定了切缝角度为15°,切缝高度为7000mm,爆破孔间距为500mm,通过现场爆破试验确定了两种装药结构和装药量。提出不对称围岩控制方案,采前通过两列NPR恒阻锚索配合W钢带对巷道近切缝侧顶板进行主动补强支护,采后使用U36型钢组成可缩结构配合钢筋网进行挡矸支护,单元支架配合单体支柱进行非对称临时控顶支护。（7）对5307工作面切顶成巷过程中的实测矿压数据进行了分析,得出了千米深井切顶成巷采场矿压显现、支护结构受力及围岩变形规律,通过微震事件能量大小和频次分析了切顶卸压效果。沿工作面倾向,切顶成巷无煤柱开采工作面压力分布具有非对称性特征,卸压影响范围15～22.5m,工作面压力分布中部＞未切缝侧＞切缝影响区。最大周期来压强度切顶影响区较工作面中部和未切缝分别降低20.9%和13.9%;轨道顺槽侧周期来压步距约15m,较未切缝的皮带顺槽侧平均增大2.5m。（8）从顶板预裂至最终留巷完成,NPR恒阻锚索共经历超前支承压力影响下缓慢增加,采后受力快速增加、缓慢增加和稳定四个阶段。同一断面单体支柱压力表现为切缝侧＞实体煤侧。切顶成巷围岩变形表现出明显的阶段性和非对称性特征,切顶成巷顶板下沉量切缝侧＞巷道中部＞实体煤侧,底鼓量巷道中部＞实体煤侧＞切缝侧,帮部变形量实体煤帮＞碎石帮。