本文针对厚煤层工作面煤壁破坏、端面冒顶严重影响工作面生产的实际,通过现场调研,统计归纳了工作面煤壁破坏的形式;结合煤样强度试验总结了煤壁破坏的影响因素;根据煤壁破坏的影响因素构建了“顶板-煤壁-支架”的煤壁破坏力学模型,并对影响工作面煤壁稳定性的因素进行了敏感度分析;设计了综合考虑煤壁压力、支架阻力、煤壁高度的试验平台并进行了大采高工作面煤壁稳定性的相似模拟试验,研究了煤壁稳定性与采高、煤体强度、液压支架工作阻力、煤壁压力间的关系;采用UDEC2D软件对不同影响因素下煤壁变形和破坏情况进行了数值模拟;综合理论分析、相似模拟和数值模拟研究的结果,系统分析并总结了厚煤层工作面煤壁变形、破坏的机理;针对煤壁破坏特征提出了“棕绳+注浆”柔性支护全长锚固技术;设计了不同柔性材料的拉拔实验和“棕绳+注浆”加固煤样的强度实验,研究了不同直径棕绳下注浆煤样的变形和破坏特性;构建了“棕绳-浆液-煤体”支护系统关系模型,揭示了棕绳与煤壁协调变形机理;现场对各柔性加固参数与工艺进行了优化。研究结果具体如下:（1）煤壁破坏主要有五种外在表现形式:上部破坏、下部破坏、上下部混合破坏、中部破坏以及整体破坏。内在形式表现为:剪切破坏和拉伸破坏,其中剪切破坏类型占主导地位,拉伸破坏出现的几率较少,且煤体强度越小、越容易出现剪切破坏。（2）采用点载荷可以对形状不规则的煤样强度进行测试,携带方便,操作简单,且应用范围较广,采用回弹仪可以直接对工作面煤壁煤体强度进行现场原位测试,更接近于现场实际工作情况,有利于指导生产。故回弹仪和点荷载可以用于工作面煤岩体强度测试。（3）影响煤壁破坏的主要因素是工作面煤壁上方的顶板压力、围压以及煤壁煤体强度,而煤壁压力和煤层采高、支架工作阻力及护帮板作用力、开采角度、推进速度有关;围压与工作面开采深度有关;煤体强度主要受煤体的内聚力和内摩擦角所影响。（4）构建了考虑“支架-煤壁-顶板”的煤壁剪切破坏力学模型,并对各因素下的煤壁稳定系数的敏感度进行了分析,研究结果表明:煤壁压力q是煤壁发生破坏的最主要原因;采高H越大、煤壁上方压力q越大,煤壁越容易发生破坏;支架的支护强度P越大,作用在煤壁处的顶板压力就越小,煤壁越不容易破坏;煤体内聚力、内摩擦角越大,煤壁的稳定系数越高,但提高内摩擦角对煤壁的稳定性影响不大;支架护帮板在防止破坏的煤壁滑塌下来作用很大,但在控制塑性区煤体继续破坏起的作用不大。（5）进行了大采高工作面煤壁稳定性的相似模拟试验,研究得出:采高越大,使煤壁发生破坏时的临界压力越小,工作面煤壁的稳定性越差;煤体强度越大,煤壁所能承受的压力q越大,工作面煤壁稳定性越好。煤壁都是在中上部先出现裂缝,然后随着裂缝的发展、扩张和贯通,煤壁在中上部出现破坏,破坏类型大都是剪切破坏。随着煤体内聚力的增加,煤壁先在中上部出现层状张裂破坏,但最终破坏形态也是剪切破坏。因此硬煤是很少发生破坏的（特殊地质条件除外）。软煤层煤壁发生破坏前,煤壁的水平位移较大,可见煤壁变形具有大变形的特点。（6）采高h越大、煤壁塑性区宽度越大;支架的支护强度p越大,作用在煤壁处的顶板压力就越小,煤壁越不容易破坏,但支架工作阻力对于控制煤壁破坏是有限的;随着煤体内聚力增加、煤体内摩擦角增加,煤壁变形和破坏范围逐渐减小,但是内摩擦角影响不大;工作面仰采角度越大,煤壁变形和破坏范围越严重;周期来压和初次来压期间,煤壁变形和破坏范围较大,提高工作面推进速度能够在一定程度上减轻煤壁破坏程度,但不能从根本上控制煤壁破坏;煤壁破坏前水平位移较大,煤壁破坏具有大变形、逐渐暴露的特点,受赋存特征影响比较明显。（7）煤壁控制的重点是防止大块煤体的片落,实现安全高效回采。针对当前工作面煤壁片帮防治中存在的较小延展量、较低支护强度、较高成本、较差的抗剪切能力、较短循环进度等问题,提出了一种煤壁“棕绳+注浆”柔性加固技术。工作面煤壁“棕绳+注浆”柔性加固技术指的是采用高分子材料使棕绳与煤壁煤体形成一体,从而达到对工作面煤壁煤体全长锚固的目的,棕绳较大的延伸率能够与其相适应,且可以抑制破坏的大块煤体进一步片落。（8）直径为14mm、18mm、21mm、24mm棕绳平均抗拉强度分别为34mpa、36.7mpa、32.5mpa、61.3mpa,其抗拉强度都远大于使煤体发生破坏的拉应力;断后平均伸长率分别为8.3%、10.7%、9.6%、15.3%都远大于锚索,其延伸量远大于锚杆,在“棕绳+注浆”柔性加固技术防治工作面煤壁破坏中可以替代锚杆、锚索。（9）注浆防治煤壁破坏的作用机理是通过增加煤的内聚力相应提高了煤的抗剪强度,存在一个合理的浆液比重使得煤样的单轴抗压强度、残余强度、应变量、抗剪强度、内聚力达到最大。棕绳的存在提高了注浆煤样的抗剪强度,且当试件发生破坏后,棕绳依旧保持较好的完整性。且柔性棕绳的直径越大,相应地使棕绳破断的轴向压力也越大,且随着轴向力的增大,煤样呈现出较高的抗剪强度。（10）“棕绳+注浆”柔性加固技术,其化学浆体能够充分密实煤壁裂隙、割理化煤体,使破裂区煤体还原到近弹性应力状态,改善工作面煤壁煤体完整程度。综合考虑工作面地质及开采特征,得到延伸率δ₀、δ₁、δ₂将达到δ₀=3.0～4.0%、δ₁2.0～3.0%、δ₂3.0～5.0%。因此,可以估算获得工作面煤壁煤体的延伸率δ_z=8.0～1 2.0,%该值要比棕绳的最大伸长率[15]%δ_r小。棕绳伸长率能够适应煤壁大变形特征,并且足够的抗拉强度能够保证片帮的煤体不滑落。（11）“棕绳+注浆”柔性加固技术防治煤壁破坏关键在于棕绳直径和注浆孔位置的选择。棕绳直径不同,破坏防治效果不同,且存在一个合理的棕绳直径使得防治煤壁破坏效果最佳。注浆孔径大于或小于此值,注浆效果都不理想。注浆棕绳位置布置不同,注浆效果差别很大,注浆棕绳的最佳位置为在煤壁破坏起坏点处,约为煤壁高度的60%～70%处。（12）通过优化钻孔直径、棕绳直径以及注浆量,确定了正常段、支承压力影响段以及构造段煤壁柔性方案与参数。割理化煤层6.3m大采高工作面、仰斜开采综放工作面、急倾斜破碎顶板工作面经过柔性加固进行控制,结合充分发挥支架护帮板的使用效率,及时移架并提高支架支护强度等采场顶板一系列管理措施,工作面煤壁破坏得到很好的控制,处理破坏冒顶时间大大缩短,开机率提高明显。