高产高效矿井硐室具有“断面大、结构复杂、硐室密集、围岩性质各异”的复杂多样化特点。在变形压力和松动压力作用下，超大断面硐室群围岩变形量及破坏深度显著增大，极易诱发冒顶事故，是煤矿安全高效生产亟待解决的富有挑战性难题。
本项目以卸载硐室、机头硐室与切眼巷道等各类大断面硐室为对象，采用现场调查、室内外试验、数值模拟、理论分析与现场测试相结合的研究方法，围绕超大断面硐室失稳机制、锚注耦合控制技术、硐室支护技术标准与分区注浆加固技术等方面展开研究，针对不同断面面积、形状、结构、围岩岩性条件下硐室的单一和连锁失稳机制进行研究，制定了各类硐室支护参数优化方案，研发了硐室群低渗透煤岩的新型注浆加固材料，提出了硐室围岩注浆分区耦合控制技术方案，构建了超大硐室支护技术标准。
项目依托国能神东煤炭集团有限责任公司、河南理工大学、西安科技大学、中煤科工集团武汉设计研究院有限公司等国有大型企业和高校的国家和省部级实验室等平台，研究成果在陕西哈拉沟煤矿、石圪台煤矿、内蒙古布尔台煤矿、补连塔煤矿和上湾煤矿成功应用，合计新增利润20.3亿元，取得了良好的技术经济效益。随着煤矿装备的机械化、自动化、智能化的提升，井下大断面硐室群越来越多，项目研究成果具有广阔推广应用前景。