不规则巷式采空区上部煤层开采时，由于下部空区内留有大量不规则煤柱，并且许多已经开采多年甚至十年以上，由此产生了许多新的技术难题，包括不规则空区小煤柱长期稳定性、空区顶板垮落和上覆煤层变形规律、上部煤层开采对下部煤柱稳定性的二次影响、下部空区有害气体对上部工作面影响等，这些问题还有待进一步开展系统研究。　　论文以同煤集团虎龙沟煤矿等为工程背景，通过相似材料试验、理论分析、数值模拟以及现场探测等综合研究方法，对不规则巷式采空区上方布置长壁工作面开采时，可能出现的上述问题进行了系统研究。论文主要研究内容及取得的成果如下:　　(1)通过相似材料试验和数值模拟，研究了不规则巷式空区上部煤层长壁开采时，不规则采宽、留宽条件下，空区煤柱应力与变形及上覆岩层及煤层变形规律，及其随时间、多次采动的演化特征。结果表明:随时间增加，空区煤柱稳定性呈降低趋势，表现为煤柱应力松弛、变形增加，但煤柱整体稳定性较好，没有出现整体坍塌现象;在上部煤层长壁开采过程中，下部空区小煤柱的应力出现一定幅度的波动，其变形则有增加，但没有造成煤柱的二次破坏。下部空区顶板冒落范围较小，最大4-5m，其上顶板岩层基本稳定，仅出现小的波浪状起伏，裂隙发育不明显。在本相似材料模拟试验条件下，层间距大于20m时，蹬空开采都是可行的。在上部煤层长壁开采过程中，下部空区小煤柱的应力会出现一定波动，其变形则有增加，但没有造成煤柱的二次破坏，不会对上部煤层长壁开采造成影响。　　(2)考虑到不规则空区顶板宽度较小，且处于塑性状态的小煤柱受力较均匀，本文基于弹性理论，建立了梯形分布力基础上的连续深梁模型，分析了巷式开采条件下上覆岩层发生拉压破坏剪破坏及失稳的可能性，预计了不规则巷式空区顶板冒落高度。结果表明:对钻孔岩性组合，巷式空区顶板冒落高度为0～13.12m。理论分析结果与相似材料试验及数值模拟结果基本一致。　　(3)在瓦斯运移方面，在相似材料模拟试验中，采用地质雷达对开采过程中煤岩体内裂隙发育分布情况进行跟踪探测，结果表明:下部煤层巷式开采后，上部5＃及6＃煤岩体内裂隙较少，间隔30多天后，裂隙发育增加;当上部5＃煤和6＃煤开采时，由于受多次采动影响，煤层间岩体裂隙发育明显增加，其部分扩展贯通。因此预计在下部煤层巷式开采后上部煤层尤其是距离较近的煤层里的瓦斯含量及瓦斯压力有一部分可能得到释放，从而有利于上部煤层的正常开采;开采上部煤层时，下部空区内的瓦斯存在渗透至上部空间内的可能性。　　(4)采用FLUENT数值方法，模拟研究了上行开采时，下部空区瓦斯向上部煤层渗透的规律，分析了采宽、留宽、层间距、层间破碎带、气体压差、进风巷风速等因素的影响，给出了本工程条件上部工作面长壁开采时瓦斯浓度增加量及其需要增加的风量。　　(5)在现场进行了巷式空区顶板冒落带及裂隙带高度探测及空区气体成分与压差测试，所得结果与理论分析及实验室试验结论一致。