随着煤炭资源大量开采,部分地区煤炭资源日渐枯竭,提高煤炭资源采出率势在必行,运用窄煤柱沿空掘巷技术能够有效提高煤炭资源的采出率。本论文以沙曲一矿4305工作面留窄煤柱沿空掘巷为工程背景,通过现场调研、实验室实验、理论分析、数值模拟的研究方法,研究分析了煤岩物理力学性质、沿空巷道覆岩结构及应力场分布规律、沿空掘巷窄煤柱留设宽度、沿空巷道的围岩控制方案,提出一种窄煤柱沿空掘巷支护技术,并通过数值模拟、相似材料模拟和工业性试验的方法对其可行性进行了验证。本论文研究结果如下:(1)通过对现场取回的煤岩样进行三轴压缩试验,测得了煤岩物理力学参数,为理论计算与数值模拟提供数据依据。(2)分析了沿空巷道覆岩结构特征,弧形三角块B结构的稳定性及运动状态对沿空巷道的稳定性有重要影响,并通过计算得到了弧形三角块B的基本参数。(3)分析了窄煤柱区域支承压力分布规律,建立了工作面侧向支承压力极限平衡计算模型,推导出支承压力峰值位置和影响范围的计算公式,并计算得到4305工作面支承压力分布特征。(4)分析了煤柱的受力变形过程,理论推导了煤柱塑性区宽度计算公式,并结合煤柱稳定条件确定煤柱宽度至少为7.8m。数值模拟了服役期内沿空巷道在不同宽度煤柱条件下应力场、位移场、破坏场演化规律,综合分析确定煤柱宽度为8m。(5)通过分析沿空巷道可能面临的围岩变形破坏的主控因素和关键部位,提出了沿空掘巷围岩分区分期非对称综合支护技术,并对巷道围岩的支护参数、分区分期补强及回采时巷道超前区域围岩加固进行了设计。(6)采取数值模拟和相似模拟的方法分别对服役期内沿空巷道围岩形变演化模拟试验研究,从得到的巷道位移场、应力场分布规律和巷道破坏方式以及工作面超前支承应力分布特征来看,提出的支护技术是可行的,且两种方法模拟的结果相差不大。(7)通过对沿空巷道服役期内矿压监测数据分析,各项监测结果表明巷道稳定性较好,验证了提出的支护技术的可行性。