我国宁东、庆阳等矿区主要开采侏罗系煤层,该煤层顶板岩层具有两个显著特征,一是其富含粘土矿物,特别是斜绿泥石等矿物含量相对较高;二是巷道开挖扰动范围内砂岩为弱含水层,在采掘及支护等扰动作用下所产生的裂隙使得弱含水层由层间径流为主向垂向径流为主转变,进而产生水-岩作用,且该作用对富含粘土矿物岩层强度的弱化作用明显,是区别于我国其他矿区煤层开采巷道围岩控制的显著特征。本文以位于庆阳矿区甜水堡煤矿南翼一采区回采巷道为工程背景,较为系统地研究了水-岩作用下力学性能损伤特征及巷道围岩变形失稳机制,并提出了具有针对性的支护技术方案,取得了如下研究成果:实验室测试了甜水堡煤矿一采区典型回采巷道顶板岩层矿物组分,粘土矿物含量较高,且富含吸水易于膨胀的斜绿泥石;实测了采区地应力,确定了该区域以构造应力场为主的特征;通过不同含水率顶板岩样单轴压缩声发射试验,研究了水对弱胶结顶板岩层弱化规律,掌握了水-岩作用下弱胶结砂岩的裂隙发育规律,揭示了富水弱胶结顶板岩层在实验室层面的变形破坏机理;根据以上研究成果,采用基于有效锚固层厚度的顶板叠加梁理论设计了顶板长短锚索支护的间、排距;采用数值模拟方法,通过对巷道断面形状进行选择,优化了富水弱胶结巷道的顶板围岩应力环境,对帮部锚杆间排距及锚杆索预紧力等参数进行了优选,确定了支护方案,并在1302回采巷道内进行了工业性试验。工业性试验结果表明:1302工作面两条回采巷道中运输巷的矿压显现更剧烈,顶底板移进量161 mm,其中顶板下沉量100 mm,底鼓量61 mm;两帮移进量54 mm,其中工作面帮移进量25 mm,煤柱帮移进量29 mm。该支护方案有效解决了甜水堡煤矿富水弱胶结顶板岩层围岩稳定性控制技术难题,为同类条件下巷道支护提供了有益借鉴。该论文有图69幅,表10个,参考文献78篇。