岩溶区在煤系地层中普遍存在,山西地区较为普遍,吕梁煤田6号煤、10号煤,沁水煤田9号煤、15号煤以及霍西煤田的8号煤和9号煤都是岩溶区多空洞黄泥入侵复合顶板。在长期高温、高压、溶解、侵蚀等复杂地质应力环境的作用下,灰岩顶板发生了结构改性,在岩层内部形成了众多不规则分布的黄泥入侵空洞层,变成了一种兼具灰岩顶板和复合顶板特征的岩溶区多空洞黄泥入侵复合顶板,顶板岩层结构特征的复杂化使得支护任务更加艰巨。本文以吕梁永聚煤业10102采面岩溶区多空洞黄泥入侵复合顶板支护控制为工程研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场工业试验等方法,对岩溶区多空洞黄泥入侵复合顶板的变形破坏特征、破坏机理和支护控制技术进行研究,并制定适用于永聚煤业顶板岩层结构特征和地质条件的支护技术和支护方案。可以得到以下结论:（1）采用理论分析的方法对多空洞黄泥入侵软弱结构层的结构面强度效应进行分析,研究其对顶板岩层结构强度的影响机制,可以发现:多空洞黄泥入侵软弱结构层的强度对顶板岩层的结构强度起控制作用。当最大主应力的方向与软弱结构层（面）的方向一致时,顶板岩层的强度主要由多空洞黄泥入侵软弱结构层的强度决定;当顶板岩层中多空洞黄泥入侵软弱结构层呈多层分布状态时,在水平和竖直构造应力的作用下,顶板岩层的强度主要受到多空洞黄泥入侵软弱结构层的强度、坚硬岩层层理面的抗拉强度和岩体结构完整性的影响。（2）采用RFPA^2D数值模拟演化方法,对无支护条件下巷道开挖后岩溶区复合顶板巷道围岩的变形破坏特征以及破坏机理进行了研究,可以发现:1)围岩的变形破坏是一个耦合破坏的过程,顶板破坏的破坏会加大上覆岩层对两帮岩体的载荷传递,使两帮围岩更容易发生破坏,同时两帮围岩的破坏,也会使顶板岩层失去支撑力,使其发生更大范围的变形破坏。2)顶板岩层的破坏首先从多空洞黄泥入侵软弱结构层开始,向周围岩体扩展,进而导致顶板发生更大的变形破坏。3)多空洞黄泥入侵软弱结构层对顶板岩层的结构强度起主要影响作用,随着黄泥入侵空洞层数的不断增加,顶板岩层的结构强度不断降低,在构造应力的作用下,越容易发生变形破坏。不同分布形态的黄泥入侵空洞层会导致巷道围岩具有不同的破坏过程,顶板和两帮岩体的变形破坏程度和特征均不同。（3）总结现有的支护理论,以压缩组合拱理论和组合梁理论为结构基础,配合锚索的悬吊支护理论,提出高强度梁拱耦合自稳支护理论,建立梁拱耦合自稳支护结构体系,对顶板岩层进行稳定性控制。1)锚索支护作用下形成的压缩组合拱（冒落拱）结构,一方面会承受来自深部岩层的应力作用,将应力均匀分散并导向于拱底岩层,减小对下位顶板围岩的载荷作用,同锚索的直接悬吊作用可以抑制组合岩梁结构的下沉,锚索对组合梁结构的减跨作用可以增强岩梁结构的自我承载能力,减小顶板岩层的变形破坏程度;而由锚杆组合锚固而成的岩梁结构可以阻止冒落拱的进一步扩展、变形,改善拱体的受力状态。两个结构体之间的相互耦合作用,共同促进了巷道整体结构的稳定。2)对于复合顶板巷道围岩的变形控制要从其结构改性出发,提高围岩自身的结构完整性和承载能力,利用支护体和巷道围岩的耦合作用,形成组合梁和压缩组合拱结构。梁拱结构协调作用、相互控制形成梁拱耦合自稳支护结构体系,促进巷道围岩的稳定。3)梁拱耦合自稳支护结构是各分布支护结构相互协调、相互作用、共同促进围岩结构稳定的自稳体系。通过建立其力学模型,得出在锚索+顶帮锚杆支护条件下,巷道顶板的最大弯矩和最大拉应力计算公式。（4）采用RFPA^2D数值模拟软件对梁拱耦合自稳支护结构作用下,岩溶区多空洞黄泥入侵复合顶板巷道围岩的破坏过程进行演化分析,可以发现:可以看出梁拱耦合支护结构对巷道围岩具有良好的支护效果,不同分布形态的多空洞黄泥入侵复合顶板均能得到稳定控制,同时进一步验证了梁拱耦合自稳支护理论和支护技术的可行性。（5）对永聚煤业10102采面巷道围岩进行支护方式和支护参数优化后,进行工程实际运用,并对掘进期间和回采期间现场支护体的工作载荷和巷道围岩变形量进行监测和评价,可以发现:巷道围岩支护效果良好,能够实现巷道的长期稳定控制。