神东矿区作为世界一流大型现代化矿区,煤炭产量达1.2×10~9 t/a,占全国煤炭产量的6%左右。与国内其它矿区相比,神东矿区具有典型的浅埋、薄基岩和厚松散层的地质特征,这些特殊地质条件导致神东矿区各生产矿井煤层顶板整体切落和支架压死等动力灾害问题十分突出。因此,本文以神东矿区主干煤矿(补连塔、大柳塔和布尔台煤矿)为研究对象,在系统收集并分析研究区地质资料、物探成果和钻孔资料的基础上,利用数值模拟、岩矿鉴定与统计、XRD与SEM测试、岩石力学试验、超声波测速以及数理统计等方法,对神东矿区主采煤层顶板地质特征开展研究,得出以下结论:(1)神东矿区侏罗纪含煤地层发育于大型陆相盆地。受沉积环境影响,含煤地层的沉积岩性、岩相及其组合形式差异显著,岩体应力在空间上表现出明显的各向异性。由于主采煤层顶板非均一性强,导致顶板稳定性变差,使得采矿过程中顶板岩层移动、破断规律以及周期性来压等更加复杂化。(2)宏观可见,神东矿区主采煤层顶板砂岩发育较多类型的软弱结构面,包括层理、岩性分界面、裂隙以及冲刷面,其中赋存大量的炭屑、炭化树干以及植物叶化石;泥岩致密程度较高,碎屑颗粒均一,呈均质块状体,少见沉积构造弱面,偶见生物扰动痕迹。(3)神东矿区主采煤层顶板砂岩结构疏松,矿物组成以石英占优势,其次为长石、岩屑、云母以及有机质。砂岩的单轴抗压强度和弹性模量随石英含量增加而增大;随长石和有机质含量增加,其规律相反。随砂岩碎屑颗粒粒径和不均匀系数增加,声波速度降低,单轴抗压强度和弹性模量总体下降。顶板泥岩结构致密,矿物组成以石英为主,黏土矿物、长石次之。泥岩的单轴抗压强度和弹性模量随石英含量增加而增大;随黏土矿物含量增加,其规律相反。