末采期由于动压剧烈,围岩变形破坏严重,需要留设较大的停采煤柱来保证工作面回撤支架的顺利进行,通过末采期回收停采煤柱并进行空间构建,不仅能够改善末采期工作面回撤支架应力环境,而且能够实现地下空间的利用。本文以登茂通矿为工程背景,采用理论分析与数值模拟对顶板的稳定性、破断方式、突变失稳规律以及空间构建所留设隔离体参数进行分析,确定了合理的隔离体留设参数,并对末采期停采煤柱回收及地下空间利用的经济效益进行了分析,得出了以下结论:(1)分析了顶板稳定性及其破断规律,并结合登茂通煤矿地质条件,得出顶板强度为中等稳定,破断方式为“O-X”型;同时建立了倾向隔离体力学模型,依据顶板稳定性等分析,推导了倾向隔离体支护强度与切顶阻力的计算公式,分析得出了倾向隔离体切顶阻力和支护强度随悬顶长度以及隔离体宽度的变化规律,考虑倾向隔离体充填材料和安全系数等因素,得出悬顶长度在3-6m范围内布置倾向隔离体,隔离体宽度3m,充填材料水灰比为1.5:1。(2)通过突变理论和强度折减法的分析,定义空顶突变失稳时的折减系数为空顶的安全系数,建立尖点突变模型,以空顶位移突变表示空顶的突变失稳,推导了折减系数与空顶中心最大位移函数关系以及空顶突变失稳的判据方程,并结合登茂通煤矿地质条件以及数值模拟,得出了不同空顶长度的安全系数,通过分析空顶安全系数随空顶长度变化规律,并考虑采动等因素影响,确定了合理的空顶长度为6m。(3)通过数值模拟,研究了结构式隔离体走向和倾向布置时,隔离体强度、宽度和间距对隔离体、顶板的承载能力以及变形破坏的影响,得出随着隔离体强度、宽度的增加以及间距的减小,隔离体以及顶板的承载能力不断增强,变形破坏减小,有利于地下空间的稳定;同时考虑地下空间了利用率,确定结构式隔离体走向和倾向布置时,隔离体水灰比1.5:1,宽度为3m左右,间距为3-4m左右。(4)以登茂通地质条件为背景,设计两种方案对停采线60m范围内进行停采煤柱回收以及地下空间构建,通过对两种方案下经济效益分析,得出方案1和方案2分别实现总经济效益746.182万元和771.624万元,末采期停采煤柱回收并进行地下空间利用的价值显著。该论文有图47幅,表18个,参考文献90篇。