TBM工法已经广泛应用于国内外各个领域的隧道建设中,技术理论成熟,施工经验丰富。但是,以TBM工法为基础建立的主、副运输斜井应用于煤矿领域,在国内尚属首次。本文依托内蒙古新街矿区(一井)斜井结构,研究TBM工法应用于煤矿建设领域的技术问题。新街矿区煤田由于工程所处地质情况复杂,其穿过某含水层厚度平均达到327.56m,且含水层透水性良好,故此斜井采用TBM(隧道掘进机)法开挖和管片拼装结构支护,斜井斜长6558m、倾角6。、厚度350mm,落底于3-1可采煤层的底板,与煤田中部的大巷连接。为了最大限度地进行煤层开采并控制对斜井结构的不利影响,需要估算合理的斜井保护煤柱尺寸。经验公式法只笼统地涉及煤层的几何参数和力学性质,而数值模拟则可以同时考虑煤层、岩层、斜井结构的几何特征和力学特征。本文针对地层-斜井的相对位置关系,采用以有限差分法为基本思想的FLAC3D软件计算分析。主要研究工作和取得的成果如下：1.以二维固体力学模型为基础,在模型几何关系不变的情况下,保护煤柱宽度变化对管片影响最大,其次为岩层弹性模量变化,岩层粘聚力和摩擦角变化影响很小；而在其他参数不变的情况下,斜井底板距煤层越高,对管片的影响越小。以改变保护煤柱弹性模量大小和加固范围作为预加固措施,随着模量大小和加固范围的提高,斜井管片的轴力、弯矩均显著减小。2.以三维固体力学模型为基础,随着保护煤柱宽度增加,管片所受的最大轴力、弯矩递减,但保护煤柱宽度增大到一定程度后,轴力、弯矩值将会稳定在一个范围内。岩石移动角变化对管片受力影响很小,对管片位移影响较大,随着岩石移动角增大,管片最大位移值呈先缓慢增大,后快速增大。3.考虑地下水作用的流固耦合模型表明,渗流作用对管片的受力和位移更为不利；且地下水渗流时间越长对管片的位移影响越大,因此在实际工程中需要控制地下水的渗流影响。4.根据“等效轴向刚度模型”理论公式及新街煤矿的实际参数,计算得到了管片纵向连接螺栓的弹性、塑性及破坏状态的临界曲率半径。根据FLAC3D计算结果,单纯的煤层开采对斜井纵向不均匀位移影响较小；但斜井周围发生局部渗流时,则会显著降低位移曲线的曲率半径,使斜井纵向螺栓达到塑性工作状态。