沿空留巷具有缓解采掘接替、实现“Y”型通风、提高煤炭采出率的优势得到快速发展,但沿空留巷严重底鼓现象成为制约其发展的瓶颈之一。本文综合应用理论分析、数值模拟、相似模拟实验及现场试验等方法,系统研究了沿空留巷底板变形规律及特征,建立沿空留巷底鼓力学模型,并分析底板应力及破坏范围变化规律,提出合理的底鼓控制技术等,主要研究成果如下:(1)沿空留巷底板变形规律及特征:底板变形主要发生在一次回采工作面前方40m至工作面后方80m范围内,二次回采工作面前方80m范围内;一次回采工作面前方工作面侧底板变形及破坏程度大于实煤体侧,沿空留巷阶段实煤体侧底板变形大于巷旁支护体侧。(2)采用复变函数理论,分析沿空留巷底板应力分布规律及影响因素:底角应力集中程度较大;随着巷道宽高比的增大,底角和底板应力减小;随着侧压系数的增大,底角应力增大,底板应力减小;随着埋深的增大,底角和底板应力均增大。(3)通过分析沿空留巷顶板破坏规律及两帮围岩不对称承载特性,建立沿空留巷底鼓力学模型,结合半无限平面体理论,推导出底板应力表达式,采用D-P准则计算底板破坏范围。(4)根据沿空留巷底板应力等值线和破坏范围曲线,揭示沿空留巷底鼓机理:随着底板应力和破坏范围的增大,一部分底鼓量由新增大破坏范围内岩体变形产生,另一部分底鼓量由原破坏范围内岩体在更高应力作用下失稳变形产生。随着底板应力和破坏范围的减小,只有原破坏范围内岩体在较小的应力作用下产生变形,底鼓量减小。由于底板应力和破坏范围的不对称性,造成不对称性底鼓。(5)加强顶板、两帮支护能够降低底板应力和破坏范围,有效控制底鼓;增加底角锚杆不仅能提高底板岩体弱面的抗剪强度,同时可提高围岩的残余强度,通过合理的安装角度能够发挥最大的加固作用,有效控制沿空留巷底鼓。工业性试验结果表明,研究成果有效指导了新元煤矿3107辅助进风巷底鼓控制,为工作面安全生产提供了有利条件。