我国厚煤层储量十分丰富,综放开采技术以其高产、高效和安全的综合优势,在今后相当长的时间内,将是我国厚煤层开采的主要技术之一,得到快速的发展和推广应用。厚煤层综放开采巷道矿压显现剧烈、两帮及顶底板移近量大,同时伴随有支护结构失效现象,严重影响生产安全和生产效率。本文以王家岭煤矿18103综放工作面回采巷道变形破坏问题为背景,通过现场监测、理论分析、数值模拟三种主要途径对厚煤层综放开采巷道变形机理及控制技术开展综合系统的研究。(1)通过对采动影响下的大变形巷道开展现场调研以及巷道收敛、顶板离层、支架压力等矿压监测,结果表明:巷道的变形主要发生在工作面前方50 m至工作面后方200 m区域内,集中在后方20～150m区段;工作面来压走向呈周期来压、倾向呈中部大两端小的特点,推断出基本顶周期来压步距16～21 m,基本顶断裂岩梁个数为3～4个。(2)基于传递岩梁理论,结合王家岭矿18103综放工作面矿压显现规律,对采场及巷道上覆岩层运动规律和力学结构进行理论分析。推导出了直接顶厚度计算公式,提出了工作面端部直接顶“多层悬臂”结构,推导出了各层“悬臂”长度计算公式,修正了侧向支承压力分布公式;计算了上覆岩层冒落带、裂隙带等的高度、结构,以及岩梁断裂步距等参数,建立了上覆岩层结构力学模型。(3)利用FLAC3D数值模拟软件,模拟了回采巷道受采动影响和地形影响的应力场、位移场及塑性区变化规律,结果表明:回采巷道受采动影响剧烈,随工作面推进围岩主应力方向发生偏转,塑性区产生非对称性扩展,位移非对称分布;回采巷道受地形影响产生的附加应力叠加作用,导致“下坡”情况巷道的整体变形量比“上坡”时更大。(4)通过分析回采巷道应力场、位移场的变化规律,揭示了综放回采巷道的变形机理:采动造成巷道周边支承压力增大,且应力呈倾斜分布,造成塑性区非对称扩展及巷道非对称变形,再加上地形的作用,更加剧了非对称变形。在多种因素耦合作用下,最终导致了巷道围岩大变形现象。(5)根据巷道变形机理,从煤柱、切顶卸压和支护三个方面设计控制方案,并利用FLAC3D数值模拟软件,对参数进行了优化,结果表明:随着煤柱宽度逐渐减小,巷道围岩的应力与塑性区分布逐渐偏离巷道轴线,应力集中系数逐渐增大,经综合考虑得到煤柱宽度在30m时较为合适;随着切顶高度的增大,巷道左侧煤柱的应力集中区逐渐向上移动,且峰值应力逐渐减小,围岩塑性区逐渐趋于对称分布,两帮收敛值逐渐接近,经综合考虑得到切顶高度在24 m时较为合适;设计了均匀布置的支护方案和针对薄弱部位重点支护的非均匀支护方案,经过数值模拟对比,表明采用非均支护方案的巷道变形量更小,支护效果更好。