深埋煤岩体在较高的地应力作用和地质活动的影响下自身存在大量的裂隙与节理、割理,在巷道掘进及工作面回采过程中,应力的重分布及回采动压会加剧煤岩体的变形破坏,影响巷道的稳定及工作面的安全回采。注浆加固是岩土工程中常用的加固技术手段,可以有效提高加固对象的物理力学参数,提高岩土体的自承载力。本文以晋煤集团赵庄煤业为背景,针对破碎及裂隙煤岩体的注浆加固问题,通过试验研究、理论分析、数值模拟和现场工程试验等方法对煤岩体的注浆材料性能、加固效果、注浆参数影响因素、渗透与劈裂注浆共同作用机制等问题进行了研究,主要得出以下几点成果:(1)通过室内试验对普通水泥、粉煤灰水泥和超细水泥的流变性、稳定性和凝结硬化性能进行了研究。获得了各型水泥在不同水灰比及不同时间下的流变性、结石率和2 h析水率;获得了浆液结石体的全应力-应变曲线、弹性模量、强度值;根据超细水泥强度拟合曲线获得其3 d、7 d和28 d养护龄期下的强度变化经验公式;总结了结石体试件的破坏形式并分析了成因。(2)通过对煤样和泥岩试样进行基本物理力学试验,获得了煤和泥岩的单轴抗压强度、残余强度、抗拉强度、内聚力和内摩擦角等值。基于浆液材料试验和物理力学试验,对破碎和裂隙煤岩体进行了注浆加固试验,获得了不同破碎程度和浆液强度条件下各注浆加固体的应力应变曲线,并对其强度、弹性模量、变形规律和破坏模式等进行了分析研究,得到了浆液强度和煤岩体破碎程度对注浆加固体的影响规律、煤岩体注浆的合理浆液强度指标,分析研究了浆液结石体强度不同时其加固体的应力应变曲线形式及变形破坏规律。(3)基于牛顿流体运动规律对单裂隙中浆液的扩散规律与控制参数进行了研究;基于弹性力学理论计算了使注浆孔孔壁在浆液压力和地应力作用下发生劈裂破坏的注浆压力值;基于损伤断裂力学理论分析计算了使裂隙发生扩展的浆液压力值及裂隙扩展长度。采用Abaqus分别计算了巷道埋深、水平构造应力场、巷道尺寸等因素对巷道与工作面劈裂注浆所需注浆压力的影响规律,并根据计算结果分析了注浆孔在无注浆压力下的自动开裂范围;分析了不同条件下围岩劈裂与扩展所需注浆压力的关系。(4)针对赵庄矿回采工作面切眼易出现煤帮片帮和顶板冒落以及辅助巷道的变形破坏问题,利用Abaqus对其工作面与巷道注浆合理控制参数进行了计算,提出了巷道与工作面注浆加固的技术方案与建议。