当前煤炭在我国一次能源生产结构和能源消费结构中均超过50%,煤炭资源的大量开发给我国经济社会发展提供了有力保障,但在煤炭生产过程中面临着安全形势严峻、回采率低和生态环境破坏加剧等问题。而无煤柱自成巷技术能实现煤炭资源安全高效节能环保开采,为我国煤炭资源科学开采提供有力技术支撑。本文以新汶集团福城矿1906S工作面作为工程背景,对大倾角煤层无煤柱自成巷110工法关键技术进行研究,主要研究成果如下:研究了大倾角煤层矸石下滑冲击特征,首先通过运动力学分析了采空区顶板垮落的运动过程分为3个阶段,即垮落阶段、碰撞阶段以及滑移阶段。当煤层倾角不小于滑动面摩擦角时,采空区矸石发生稳定的滑移运动。其次运用Rocfall软件分析不同因素对采空区底板矸石分布和矸石最大速度的影响,采空区矸石垮落下滑特性和冲击速度主要受煤层倾角和滑动摩擦角两个因素的影响,同时矸石冲击速度受工作面采高和采空区底板速度恢复系数影响较小。最后利用PFC软件分析不同因素对矸石帮形成过程和挡矸结构冲击作用的影响,直接顶高度和煤层倾角的变化对采空区切顶侧堆积分布情况和挡矸结构的冲击作用力均有影响,矸石块度变化仅对冲击作用力具有影响,而对采空区切顶侧堆积分布情况几乎无影响,工作面采高对两者影响作用甚微。研究了大倾角煤层110工法围岩结构演化和力学特征。根据薄板理论建立不同切顶形式顶板应力分布方程,运用matlab软件根据福城矿试验工作面条件,分析不同切顶形式顶板应力分布特征和破断演化。巷道切顶时,采空区顶板应力在推进方向均呈现对称分布,而在倾斜方向呈不对称分布特征,向切顶一侧偏移,采场顶板呈现“U—Y”型断裂。巷道和切眼切顶时,采空区顶板应力在推进方向和倾斜方向均呈不对称分布特征,应力向两切顶边偏移,采场顶板呈现“L—Y”型断裂。巷道和回撤通道切顶时,采空区顶板应力在推进方向呈对称分布,而在倾斜方向呈不对称分布特征,向巷道切顶一侧偏移,采场顶板呈现“一—Y”型断裂。通过对巷道顶板演化过程将沿空切顶巷道划分为成巷超前区、成巷动压区和成巷稳定区。构建不同分区结构模型进行力学分析,确定不同分区下巷道内支护阻力大小。成巷超前区顶板可以看做简支梁,受回采超前动压影需增加巷内支护强度,以抵抗超前动压;成巷动压区顶板可以看做悬臂梁,受覆岩运动及矸石垮落影响会发生显著下沉,所需的巷内支护阻力最大;成巷稳定区顶板可以看做简支梁,回采动压影响基本消失,可减弱巷内支护阻力,依靠煤体和碎胀矸石来维持巷道稳定。针对大倾角煤层110工法关键参数进行了系统性研究,首先通过室内实验获得到了顶板岩石物理力学参数,对整个试验巷道顶板进行分区,统计了巷道煤层倾角分布情况并进行分区。分析了煤层倾角对切顶侧矸石帮形成过程的影响,考虑矸石下滑充填影响建立矸石滑动条件下切顶深度公式,分析矸石滑动条件下切顶角度的适应方程。其次运用FLAC对切顶深度和切顶角度进行数值模拟,分析不同切顶参数下巷道围岩应力场特征,确定切顶深度、角度和炮孔间距等宏观切顶参数,根据留巷特征提出了S型切顶技术。在宏观切顶影响参数的分析基础上,研究定向预裂爆破切顶效果评价指标,通过现场试验确定了不同顶板分区处的最佳装药量和装药结构。根据不同支护单元进行力学特性分析,建立无煤柱自成巷不同分区下顶板支护体系,最后对福城矿1906S工作面顶板不同分区进行支护参数设计。最后对大倾角煤层110工法采场和巷道矿压显现规律进行了监测分析,工作面应力分布由上部应力低,中下部应力高的特点转变为下部应力低,中上部应力高的特点,其中上部压力增加4.5%,中部压力减少4%,下部压力减少18%。巷道顶底板移近量447mm,其中顶板下沉量220mm,占比49.2%,巷道底鼓量227mm,占比50.8%。巷道两帮移近量129mm,其中正帮（切缝侧）移近量84mm,副帮（实体煤侧）移近量45mm,正帮约为副帮移近量的两倍。巷道围岩稳定性的时间顺序依次为矸石帮、顶板、煤帮和底板。以上研究成果在新汶集团福城矿1906S工作面开展大倾角煤层无煤柱自成巷现场试验,实现了良好的留巷效果,产生了巨大的经济和社会价值,对新汶集团实现高产高效环保开采的生产理念具有重大意义。