煤矿薄层复合顶板是巷道掘进经常遇到并且十分不利的地质条件，在巷道施工及维护中经常引起顶板离层冒落等失稳现象，是威胁煤矿顶板安全的重大隐患之一。本论文以薄层复合顶板巷道施工与支护为背景，采用实验室岩石力学实验、数值模拟、理论分析相结合的方法，定义了薄层复合顶板的概念，并分析了薄层复合顶板岩石的基本特性，重点研究了水对薄层复合顶板岩层的弱化作用及影响规律，得出了薄层复合顶板巷道在水渗流作用下的稳定性规律，提出了薄层复合顶板巷道的安全控制技术措施。为了系统研究薄层复合顶板巷道围岩变形破坏特征及其变化规律，借助FLAC2D软件建立数值分析模型，模拟薄层复合顶板巷道围岩在水渗流作用下的变形破坏过程，研究得出巷道围岩在水渗流作用下从巷道开挖到采用锚杆支护达到新稳定过程中的围岩破坏特征的变化规律。通过工程实践证明，依据薄层复合顶板离层冒落机理进行支护设计是有效和可行的。