本论文依托于赵庄矿1307工作面的工程背景,拟解决其大采高综采工作面煤壁片帮严重的问题,进而开展了大采高综采工作面超长孔注浆试验。论文从大采高工作面的片帮机理出发,探讨了片帮防治技术,开展了深孔注浆加固数值模拟分析,研究了深孔注浆机理,研发了深孔注浆材料及深孔注浆堵漏材料,形成了深孔注浆“分次成孔”注浆技术方案,探讨了超长孔注浆的相关设备、注浆参数、组织管理等。研究成果在1307工作面成功实施,并取得了较好的技术效果、经济效益、以及社会效益。同时研究成果推广到赵庄矿1307工作面、寺河矿1306工作面、长平矿4312工作面,取得了理想效果。本文的主要研究结论如下:(1)赵庄矿1307工作面属于典型的大采高综采工作面,煤层赋存稳定但结构复杂,煤层及顶底板力学性能相对不稳定,基于压杆稳定理论建立了工作面煤壁的压杆稳定模型,并探讨了片帮机理,分析了大采高工作面煤壁片帮的影响因素并提出了煤岩体的注浆加固技术,根据劈裂注浆的理论力学模型,对劈裂注浆效应下的破坏机理进行了分析。(2)数值模拟分析表明超前支承压力的剧烈影响范围为工作面前方20m,工作面前方30～40m的范围为应力缓慢降低区,该区域最适合进行注浆作业,取得的注浆效果将较好。数值模拟结果同时确定顶板煤层全注浆会使煤壁深部峰值应力较无注浆提升接近一倍,自承自稳能力大大提升,还能够有效控制煤壁水平变形和水平离层应变,形成围岩整体结构。数值计算表明停产或回采速度过慢直接导致煤壁大面积片帮,并随着时间的推移而恶化,加快推进速度,可以减弱工作面矿压的显现,且注浆后提升工作面推进速度,煤壁内部支承压力峰值有较小的增长,但属于可控范围内,从而为加快工作面推进速度提供了保障。(3)研发了深孔无机单液注浆材料,最终配比为超细52.5硅酸盐水泥100%,复合缓凝剂2%,复合早强剂2%,水灰比为0.6:1,30～40min以内流动性较好,2～3h完全失去流动性,约10h完全固化,浆液渗透半径达5～8m。1d抗压强度19MPa,3d抗压强度28MPa,7d抗压强度32MPa。配制研发了深孔注浆堵漏材料,使用水灰比1:1,失去流动性时间10～15min,硬化时间40～50min,2h强度8.5MPa,最终强度12.9MPa,适合于浅层(30～40m)封闭和漏浆时紧急处理。(4)确立了“煤帮为主、兼顾顶板”的思想,将注浆钻孔布置在工作面前方煤体中,并设置一定的仰角,以保证煤体注浆加固的同时兼顾顶板。13071和13072巷中向工作面各布置两排钻孔钻孔深度约115m,钻孔孔径75mm,钻孔间距10m,三花眼布置,下排钻孔仰角1°,上排钻孔仰角2°。13071巷下排钻孔开孔位置距巷道底板2.5m,上排钻孔开孔位置距巷道底板5.5m;13072巷下排钻孔开孔位置距巷道底板1.0m,上排钻孔开孔位置距巷道底板3.0m。设计了“分次成孔”技术方案,研究了钻孔封孔方式及技术,改造了封孔用注浆泵,结构紧凑,系统简化。(5)实现了采用普通钻机完成115m深孔的钻进工作,提出了“两次成孔、两次注浆”的施工方式。13071巷和13072巷两条巷道在深孔注浆后的工作面煤壁片帮情况减少,顶板的完整性较好,明显好于未注浆区域,冒顶率降低了86%,化学浆用量相比于高冒区减少了4318桶,工作面推进速度相较于高冒区之前的3.1刀/天提高至4.9刀/天。注浆后的钻孔窥视结果也表明注浆后钻孔成孔较好,钻孔壁完整,煤岩体整体稳定性大大提高。(6)现场工业性试验取得了较为显著的经济和社会效益,通过对试验段的注浆材料成本进行对比分析发现采用所研发的联邦注浆材料至少能节省注浆材料成本221.6万元。且该材料为无机材料,无毒无腐蚀,是环境友好型的材料,无安全隐患。大采高工作面超前深孔注浆技术在赵庄矿1307工作面取得了较好的应用效果,形成了较为完善的深孔注浆加固体系,且在赵庄矿5311工作面超前深孔注浆工程、寺河矿1306大采高工作面深孔注浆工程、长平矿4312工作面隐蔽构造探测及深孔注浆工程中进行了推广应用,且取得了较为显著的工程应用效果。