煤矿企业在开采煤炭资源时,受矿井地质情况、煤层开采技术以及开采难易程度等方面的影响,会优先开采易采煤层。近年来煤炭资源的需求量逐渐上升,易采煤层逐渐枯竭,促使某些开采较为困难的煤层重新进入人们的视野。随着开采理论的完善和支护技术的提高,能够较为安全地开采极近距离煤层,这样可避免浪费煤炭资源,提高矿井服务年限。我国极近距离煤层分布较为广泛,且多运用下行式开采。此开采方式一般把上部煤层底板作为下部煤层顶板,当煤层开采时,下部煤层易受叠加采动应力的影响。尤其是在极近距离煤层下,由于煤层间距较小,影响程度更为明显。且上覆煤柱的集中应力会通过上煤层底板传递至下部煤层,导致下部煤层局部位置形成应力增高区,下部煤层受力情况更加复杂,给下部煤层工作面运输巷道支护带来困难。本文以山西新旺煤矿为工程背景,运用实验室实验、理论分析、数值模拟、工程应用的手段,对极近距离煤层3101工作面运输巷道的破坏特征、破坏机理和围岩控制技术进行了研究。结果如下:(1)根据3#煤层顶板钻孔实验可知,位于煤柱下方的3#煤层顶板,围岩松散破碎,局部出现大量裂隙,顶板完整性较差。位于采空区下的3#煤层顶板,孔壁相对完整,仅存在少量裂隙,顶板完整性较好。(2)根据理论计算得出上部2#煤层开采后底板岩层破坏深度为6.94m,大于煤层的最大层间距5.1 m,其已经严重影响了3#煤层巷道顶板围岩的稳定性,说明上部煤层开采已经对下部煤层顶板造成破坏。(3)由于受煤柱处应力集中的影响,运输巷道顶板和两帮位置的应力显著提高。巷道围岩发生大量剪切破坏和一定量的拉伸破坏,顶板下沉明显,两帮破坏程度严重。同时探究了巷道上方的煤柱位置对巷道塑性区范围的影响,距离煤柱中心越近,塑性区范围越明显。(4)针对运输巷道破坏特征提出了锚注联合支护方式,并通过数值模拟对支护参数进行了优化,其中注浆锚杆间排距定为2000 mm×2000mm,锚注深度定为4.0 m,支护效果最优。(5)在煤柱的集中应力作用下,运输巷道在靠近煤柱的一侧的帮部、顶角、顶板发生显著破坏,称为巷道的“强化支护处”。针对原始支护方案无法满足此特定情况下的支护要求,提出了三种应对巷道上方不同煤柱位置的支护方案,对巷道的“强化支护处”进行锚注支护加固。(6)通过数值模拟研究三种支护方案下巷道各关键部位的最大变形量,并进行比较,得出运输巷道位于在煤柱正下方时,围岩变形控制效果最优,并对此位置下的支护方案进行模拟验证,得到了符合工程应用需要的效果。(7)将巷道布置在遗留煤柱正下方,对其进行矿压观测,得出了运输巷道在煤柱下的巷道锚杆受力情况、巷道围岩变形量以及顶板离层量。并进行新旧支护方案对比,进一步验证了锚注联合支护方案的可靠性,有效控制了3101工作面运输巷道围岩的稳定性。