本文以局部结构体弱化诱发巷道围岩大变形为背景,在国内外前辈的研究基础上,综合采用理论分析、力学解析、室内实验、数值摸拟、现场试验的方法,解析了煤巷顶板三向承载梁结构承载弱化机理,揭示了煤巷顶板三向承载梁结构弱化诱导因子,分析了弱结构诱发巷道围岩大变形机理,确定了巷道围岩弱结构预强化控制技术,为解决此类巷道围岩大变形难题提供了科学依据。(1)提出了煤巷顶板的三向承载梁承载传力结构,获得了结构间作用应力的传递规律,确定了结构变形引起的附加拉或压应力解,确定了结构内任意点弹塑性状态的解析解,获得了煤岩材料强度参数峰后衰减诱导该结构承载弱化的解析解。发现结构间应力传递效率与相邻上下层岩层的容重比呈正相关关系,与层厚比、弹性模量比呈负相关关系;等效宏观内聚力和内摩擦角随塑性剪应变的增加呈三次多项式函数衰减。(2)建立了三向承载梁结构承载的弹塑流弱化分析模型,提出将局部弱结构体尺寸作为该结构的弱化分析指标,获得了该指标的敏感性影响因子和影响规律。发现结构将经历弹性承载→弹塑性承载→塑性承载→流变失稳四个阶段,随着围岩强度的提高、支护强度的增加、采动应力的减小,弱化分析指标呈似线性减小的变化规律。(3)发现局部弱结构体诱导邻近围岩经历弹塑流弱化产生大变形破坏的本质,确定了求解某条件下弱化分析指标阈值的方法,提出了弱结构体的分级控制理念和提高围压+注浆耦合强化弱结构体强度的控制技术。发现弱结构体内的三个主应力均小于2MPa,近似呈Ω型分布,并向邻近岩体扩展,诱导邻近岩体发生剪切破坏,产生塑性大变形,用锚杆支护提高弱结构体围压+注浆强化弱结构体强度耦合控制技术可显著减小围岩变形,现场应用效果显著。