本论文以石泉煤矿30105工作面实际地质条件为依据,采用理论分析、室内实验结合数值模拟的方法,对沿空留巷覆岩运动和结构演化规律、留巷围岩受力情况、自锁实体墙结构设计和稳定性以及巷旁支护体结构参数对留巷稳定性的影响进行了系统分析,得出的主要结论如下:(1)根据沿空留巷覆岩运动规律及覆岩“大、小结构”理论,系统分析了沿空留巷顶板应力传递机制,提出了留巷围岩“可控关键带”理论,“可控关键带”是由巷旁支护体、实体煤帮、巷道顶底板通过巷内、巷旁支护共同组成留巷稳定维护系统,通过对各部位的合理控制,可有效保证沿空留巷的稳定性。(2)分别对留巷围岩各支护结构构建了力学模型,并对其进行受力分析,本文将具有不同刚度的巷旁支护体、直接顶、底板看作巷旁支护系统,构建了巷旁支护系统力学模型,分析了巷旁支护系统总变形量S与系统刚度k的关系以及各分部刚度对巷旁支护系统变形的影响。(3)采用相似材料模拟实验对综放沿空留巷在不同影响阶段时巷道围岩的应力及变形规律进行了研究,两次采动超前支承压力都对巷道围岩变形产生较大影响且二次采动对留巷围岩稳定性影响更严重,留巷后工作面倾斜方向残余支承压力会对墙体倾斜方向的稳定性产生较大影响。(4)基于对现有巷旁支护体优缺点的详细分析,设计了混凝土预制块自锁实体墙,通过solidworks三维模拟软件详细模拟了墙体砌块结构及其砌块排列方式,并通过FLAC3D数值模拟软件对自锁实体墙稳定性进行模拟分析,得出自锁实体墙稳定性优于普通组装墙。(5)采用FLAC3D数值模拟软件,模拟分析留巷围岩稳定性随工作面推进的动态变化规律,全面分析了巷旁支护体的强度、宽度及其结构对留巷围岩稳定性的影响。研究结果表明,巷旁支护体强度、宽度越大,留巷围岩越稳定,但存在成本高,进度慢等缺点,从安全与经济的角度综合确定了巷旁支护体强度与宽度;接顶让压材料具有保证墙体整体强度的同时,又使巷旁支护体具有适当的可变形性,更有利于巷旁支护墙体的稳定。