目前,内蒙古地区煤矿基本上处于浅埋煤层开采阶段。然而,由于煤矿地质条件复杂,煤层埋深差异较大,以内蒙古呼吉尔特矿区为例,该矿区开采煤层埋深普遍在600 m以上,因此仅对浅埋煤层开采研究并不能全面地指导内蒙古煤矿开采。本文基于葫芦素煤矿21102综采工作面采矿地质条件,采用现场调研、实验室试验、理论分析、数值模拟、现场实测相结合的综合研究方法,对葫芦素煤矿厚砂岩顶板中厚煤层综采覆岩活动规律进行研究。本文主要研究成果如下:(1)分析总结了葫芦素煤矿采矿地质条件,并开展了21102综采工作面煤岩体物理力学参数测试,得到了2-1#煤、直接顶、基本顶和直接底的单轴抗压强度分别为12.97 MPa、17.48 MPa、33.73 MPa、38.31 MPa,抗拉强度分别为1.22MPa、1.89 MPa、4.24 MPa、6.15 MPa,以及不同加载角度下的抗剪强度。(2)根据基本顶破断梁模型和厚板模型研究结果表明,21102综采工作面初次来压步距为51.6 m、40.6 m,周期来压步距为21.1 m、25.0 m;确定了工作面初次来压与周期来压期间基本顶均于采空区固支长边中心位置发生拉破坏,该破坏均由应力σ_x导致;并对工作面覆岩关键层位置进行了判别,得出工作面覆岩共计有7层关键层,其中第29层细粒砂岩为主关键层。(3)根据21102综采工作面覆岩活动规律数值模拟结果表明,工作面初次来压步距为45 m,周期来压步距为20 m,超前支承压力峰值为40.2 MPa,位于工作面前方约10 m位置,并且当第2关键层发生初次破断时,岩层超前支承压力突然增大;当开采至300 m时,工作面达到充分采动,此时基本顶最大下沉量为2.52 m,第2关键层最大下沉量为1.99 m,上覆岩层塑性区高度最大值为201.4m;工作面垮落带高度15.8 m,裂隙带高度49.5 m,采空区处的裂隙已经被压实,仅在工作面和开切眼上部发育大量裂隙。(4)根据现场实测矿压数据确定21102综采工作面初次来压步41.4 m,周期来压步距22.0 m,可知采用厚板模型计算所得结果与实测值误差较小,并且数值模拟结果也接近于实测值,表明模拟结果较好;工作面呈现出大小周期来压现象,大约每隔1~3个小周期来压发生1次大的周期来压,并且分析总结了工作面大周期来压与采空区涌水的关系。(5)由现场钻孔窥视确定21102综采工作面垮落带高度15.8 m,裂隙带高度45.6 m,与经验公式和神东矿区实测数据拟合所得垮落带高度误差为90.4%、22.5%,裂隙带高度误差为36.1%、15.2%,可知经验公式不适用于该工作面,而神东矿区实测数据拟合公式可为该矿井“两带”高度预测提供一定借鉴意义。该论文有图57幅,表17个,参考文献114篇。