为探索无煤柱切顶沿空留巷顶板破断特征及结构形态，得到科学有效的巷内支撑阻力计算方法，以董东煤矿无煤柱切顶开采为背景，采用现场监测、物理模拟、数值计算及理论分析相结合的方法，明确了留巷顶板破断特征，揭示了顶板“短砌体-铰接”结构形成机理，建立了巷道顶板力学结构模型，确定了巷内支撑阻力的计算方法。研究表明，留巷顶板回转运动造成了巷道的非对称破断特征，切顶控制层与基本顶关键层的组合结构稳定性是影响巷道稳定的关键，二者沿巷帮同步的切落式破断严重威胁巷道稳定。切顶高度与采高比值(切采比)是影响顶板结构形态的主要因素。物理模拟试验结果表明，切采比一定时，切顶控制层破断出现“短砌体”结构，切顶高度范围外的基本顶“大结构”表现为砌体梁铰接结构，由此得到了无煤柱切顶沿空留巷典型的“短砌体-铰接”顶板结构。通过建立顶板结构力学模型，提出了巷内支撑阻力的计算方法，为无煤柱切顶绿色高效开采提供了新的理论依据。