我国松散含水层下薄基岩点多面广,采用传统理论计算压煤过多,煤炭资源损失严重。论文研究的82101工作面位于界沟煤矿中央采区,原设计回采上限标高-330m,留设61.7～90.9m的防水煤岩柱,压煤共368.7万t,为了进一步解放大量呆滞煤量,确保绿色安全高效开采,延长矿井和中央采区服务年限,开展82101工作面留设防砂煤柱开采技术研究是十分必要的。论文以宿州煤电界沟煤矿含水层下82101工作面为研究背景,在查阅国内外煤柱留设最新前沿技术及研究成果的基础上,采用现场钻孔取样实验室岩石力学性质、水理性能测试、覆岩电测成像“两带”发育高度井下现场探测、理论分析和数值模拟计算等方法与手段,对82101工作面含水层富水性特征、水体采动等级、覆岩类型、防砂煤岩柱的合理留设等关键技术问题进行了系统的研究,获得如下成果:（1）82101工作面位于中央采区最上端,主采8煤,倾角4～11°,平均8°;厚度2.13～3.16m,平均2.65m,结合同采区下伏的8210工作面开采实践,综合确定82101工作面采煤方法为综合机械化开采,采用全部垮落法管理顶板。现设计工作面开采上限标高为-290m,留设的最小防砂煤岩柱高度为29.6m。（2）工作面开采主要受顶板砂岩水和松散层底部“四含”水的威胁,其中砂岩裂隙水富水性较弱,且为静储量,威胁较小。新生界松散含水层由第四系及第三系组成,其总厚为244.85～299.75m,上覆“三隔”厚度为80.20～125.37m,厚度大,分布稳定,“四含”厚度为5.1～15.2m,单位涌水量为0.00016～0.04684L/（s·m）,渗透系数为0.00035～0.03521m/d,属于富水性弱的含水层,水体采动等级为Ⅱ类,可以留设防砂煤岩柱开采。（3）在下伏的8210工作面施工了覆岩破坏“两带”钻孔,且采取了岩样进行了岩性鉴定和理化试验成分分析,获得了基岩风化带底板深度以及风化带的岩性组成特征;进一步确定了其工程地质性质,得出了岩、土样中蒙脱石含量高,吸水后体积增大,岩石易膨胀而崩解破碎,可使裂缝弥合,进而起到良好的阻隔水作用,抑制垮落带和裂隙带的发育,降低突水溃砂的能力。（4）分析测试了上覆岩层的物理力学性质、水理性能以及风氧化带岩石矿物成分。据分析测试结果表明:距基岩面0～10.0m范围内,风化泥岩平均抗压强度为2.0MPa,属于极软弱岩层;距基岩面10.1～20.0m范围内,砂质泥岩和粉砂岩平均抗压强度为16.1MPa,为软弱岩层。结合中央采区多个钻孔资料分析得出82101工作面覆岩类型为软弱～中硬型。（5）在8210工作面风巷设计并施工了两个井下仰上钻孔,在工作面上覆顶板煤岩体中预埋入多种传感器、电极和通讯系统装置,综合利用高分辨矿井震波和高分辨电阻率法联合动态监测技术,获得采前、采中、采后全过程覆岩时空破坏演化特征,即8煤采后最大垮落带高度为10.0～13.0m,导水裂隙带高度为25.0～30.0m,依据《“三下”开采规范》经验公式、FLAC3D数值模拟成果、多因素拟合以及实测资料工程类比确定82101工作面需留设的防砂煤岩柱高度为19.50～24.60m,小于设计留设的29.6m,开采是可行的。（6）针对含水层下薄基岩煤层发生突水溃砂机理,制定了先易后难、采动裂隙预先疏放砂岩裂隙水、严格控制采高防止局部抽冒、物探预测地质弱面提前加固等一系列安全调控技术措施。综上所述,从水害防治的角度来看82101工作面具备了安全开采的条件。图[32]表[25]参[86]