近距离煤层群下行开采存在大量遗留煤柱,遗留煤柱底板极易出现高应力集中、应力空间非均匀分布现象。下位煤层巷道穿越上部遗留煤柱时,巷道围岩极易出现大变形破坏甚至冲击矿压等动力灾害,严重影响下位煤层正常高效开采。因此,本文以鑫瑞煤矿为研究背景,结合近距离煤层工程地质条件,综合采用现场测试、理论分析、数值计算、工业性试验等方法,提出用“应力三指标(集中系数、应力梯度、侧压系数)”描述煤柱底板应力分布状态,研究了煤柱底板应力三指标分布演化规律及其对巷道围岩稳定性影响规律,提出了近距离煤层群下行开采下位煤巷布置原理及控制技术。(1)建立了煤柱内支承应力分布模型,计算推导了煤柱内支承应力解析解。提出用应力三指标描述煤柱底板应力分布状态,构建了单煤柱、双煤柱及煤柱群底板应力三指标弹性解析模型,建立了应力三指标与垂直间距及水平错距间的关系模型,揭示了应力三指标空间分布规律。(2)研究了下位煤层工作面采动应力对应力三指标的作用规律,揭示了采空区下、采空区与煤柱交界下、煤柱下应力三指标分布演化规律,提出了下位煤层区段煤柱宽度设计方法,确定了鑫瑞煤矿合理的区段煤柱宽度。(3)研究了应力三指标对巷道稳定影响协同作用规律,发现巷道稳定性随应力集中系数、应力梯度增加而减小,当侧压系数小于1时,侧压系数对巷道稳定性影响较小,当侧压系数大于1时,巷道围岩稳定性随侧压系数增加而减小;应力集中系数较大时,围岩稳定性受应力梯度及侧压系数影响的敏感度显著提高;应力梯度较大时,围岩稳定性受侧压系数影响的敏感度显著提高;据此,提出下位煤巷布置应力三指标安全阈值的概念及确定方法。(4)基于遗留煤柱下应力三指标分布演化规律,结合应力三指标对煤巷稳定性影响规律,提出了下位煤层回采巷道布置方法,提出了将下位回采巷道分为三类:即采空区下、采空区与煤柱交界下、煤柱下巷道,并确定了各自的围岩稳定控制技术。(5)将研究成果应用于鑫瑞煤矿平均层间距为3.25m、并穿越遗留煤柱的下位煤层回采巷道,现场试验效果表明,研究确定的巷道布置及支护技术有效地控制了巷道围岩变形。