论文以东庞矿实际工程为对象,针对2612大采高工作面所遇到的煤层倾角大、厚夹矸、顶板破碎等复杂问题,进行了现场调研和实地观测,以理论分析为基础,结合数值模拟分析和物理相似模拟分析等研究手段,对2612大采高工作面开采的矿压显现规律、大采高液压支架的稳定性以及采场围岩控制方式等问题进行了分析和研究,主要取得了如下几方面结论:(1)分析了论文研究的工程背景,同时建立了2612大采高工作面的三维立体模型;论文对2612工作面所开采2号煤层的赋存特点和地质特征进行了深入分析,剖析了水、火、顶板及瓦斯等影响因素,对2612工作面的开采技术条件和开采难度进行了评价。通过力学分析得到了大采高仰采工作面老顶“砌体梁”结构的稳定判据。2612工作面所采区域的工作面里段有一个较大的向斜构造,造成工作面的大角度俯采和大角度仰采,开切眼处的煤层倾角最大达27°,所以支架稳定性差,仰采容易片帮,老顶“砌体梁”结构不易形成,老顶容易产生冲击载荷并沿煤壁发生切落,会给开采安全带来较大影响。此外,东庞矿的开采深受奥灰水害影响,因此在工作面开采过程中要加强对隐含陷落柱的探测,预防水害;同时2612工作面属于瓦斯涌出异常区,建议加强瓦斯与通风管理。(2)2612工作面采用ZY10800/30/65D型两柱掩护式大采高液压支架,经过理论计算,工作阻力能够满足支护要求。大倾角工作面液压支架是否发生滑动与煤层倾角、液压支架的实时工作阻力、以及支架底座与底板摩擦系数等因素有关,其中极限下滑角度与实时工作阻力存在非线性关系。论文研究了支架稳定性及建立了支架稳定模型,并通过现场实测,确定了液压支架的重心位置,以及演算出了液压支架在不同支撑高度条件下的重心高度。并通过数值模拟分析手段,论述了大倾角工作面支架与围岩关系,以及如何保持大采高液压支架在工作中的稳定性,包括液压支架必须接顶、降架幅度不能太大、工作面采高不能起伏过大等等。(3)论文针对2612大采高工作面通过向斜构造过程中所遇到的各种问题,对于大采高液压支架的受力状态、工作面顶板围岩稳定性控制等问题进行了深入分析,结论认为:普通俯斜开采工作面中,大采高液压支架发生下滑和翻转的趋势较大,但在2612大采高工作面初采阶段,由于工作面有19度的俯采角度,同时倾向方向上也有27度的煤层倾角,因此工作面在走向方向上的实际角度比两者都小,并且相当于调伪斜开采,增加了大采高液压支架的稳定性。(4)2612大采高工作面在通过向斜构造过程中,利用开拓辅助巷道预先注浆加固直接顶的方式,控制了采场围岩中破碎直接顶的不完整性,并通过降低采高、割底板的方式,将工作面由开采“直接顶+煤层+夹矸”的状况引导到正常开采轨迹上,维护了工作面的正常回采秩序。此外,面对工作面过向斜构造中机电设备出现的一系列工艺和技术问题,通过设备改造的方式逐一提出了解决措施,缩短了大采高工作面人员与装备的磨合期,保障了2612大采高工作面的安全顺利回采。(5)论文针对2612大采高工作面过向斜构造这一特殊回采过程,运用数值模拟、相似模拟和现场实测等研究手段,对整个回采过程的矿压显现规律进行了分析研究。其中,数值模拟结果表明:工作面初采阶段,超前5-15m的范围内容易产生应力集中,并且随着工作面的向前推进,应力集中程度也在相应增大,采场顶板的下沉量和围岩破坏范围都在增加;工作面过向斜构造阶段,煤壁前方的垂直应力,垂直位移以及塑性区破坏范围都发生了明显的变化,矿压显现剧烈,煤壁片帮,直接顶冒落现象严重;随着2612工作面逐渐远离程村向斜构造,工作面内的煤层倾角逐渐变小,整个工作面的矿山压力显现才趋于缓和。相似模拟实验结果表明:工作面仰采阶段的周期来压步距要小于俯采阶段,当工作面由俯采转为仰采过程中,顶板破碎程度加重,仰采工作面的顶板来压强度增加,工作面的支架压力增大。现场矿压观测结果表明:直接顶初次垮落步距为16.5m,老顶初次垮落步距为28m,老顶周期来压步距为9~10m,每次来压影响时间为2~3天,并且2612大采高工作面与邻近工作面相比较,老顶和直接顶的初次垮落步距都缩小15%左右。(6)论文以东庞矿2612大采高工作面的开采为工程背景,以理论分析为基础,通过岩石力学测试和数值模拟等研究手段,对大采高工作面仰斜开采过程中的围岩控制技术进行了系统研究。通过点荷载实验得到了2612大采高工作面所开采的煤层、夹矸岩层以及直接顶岩层等围岩样本的基本力学性质,包括抗压强度、抗拉强度等基本力学参数。综合分析,2号煤层、夹矸岩层和大采高工作面直接顶岩层三者之间,夹矸岩层的强度最大,折合成普氏硬度系数大概在2.7左右;直接顶岩层的强度次之,普氏硬度系数为1.7;煤层的强度最低,普氏硬度系数为0.8,属于软煤层。通过对大采高工作面仰采的煤壁片帮破坏形式、影响因素和破坏规律进行分析,研究结果显示:较大的片帮长度和深度主要发生在老顶周期来压和停采期间,严重的片帮多发生在煤壁的中上部,片帮后煤壁剖面的几何形状比较复杂。通过对采高、采深、支架的工作阻力、煤壁内部的节理、煤层是否含有夹矸等因素分别进行数值模拟和数据分析,通过对比得到煤壁的最大片帮深度与各个影响因素之间的作用关系。最终得出:4m采高是煤壁片帮剧烈程度的一个分界限线,随着煤体节理面的内摩擦角的增大,煤壁的最大片帮深度呈减小趋势。论文研究并建立了6.5m大采高综采工作面大角度俯采、仰采及俯仰采交替接续复杂厚煤层开采技术体系,丰富了采场围岩控制技术,在东庞矿2612工作面进行了应用,为东庞矿深部水平受夹矸岩层影响的煤炭资源的顺利开采奠定了基础。