1、目前，我國礦井每年以10～25m的速度向深部延深，深部開采面臨“三高一擾動”，即高應力、高地溫和高巖溶水壓及強烈的開采擾動影響，嚴重制約煤礦的安全高效開采。深部圍巖地質條件復雜多變，其中，在圍巖控制方面，以厚層復合頂板巖層的控制難度很大，厚層復合頂板在留巷過程中，會產生嚴重的離層，加上充填體的劇烈變形，極易誘發(fā)頂板事故，這和深部開采面臨的突水、煤與瓦斯突出構成深部開采的主要工程災害。
　　為了實現深部煤炭的安全高效開采和生產的快速

2、接替，解決深部煤層高瓦斯對生產的制約影響，在卸壓抽采采動裂隙瓦斯，采用上向和下向鉆孔抽采鄰近煤層裂隙瓦斯和實行Y型通風的基礎上，利用采動形成的支承壓力在采空區(qū)邊緣的低應力區(qū)，進行無煤柱沿空留巷，既解決深部上隅角的瓦斯超限難題，又為留巷圍巖的穩(wěn)定提供了可利用的有利條件。
　　深部厚層復合頂板條件下的沿空留巷，在工作面開采引起留巷上覆巖層的變形-斷裂和下沉運動，在工作面傾向和豎直方向上形成“橫三區(qū)，豎三帶”，即傾向方向上留巷采空區(qū)邊緣

3、的低應力區(qū)、煤幫應力增高區(qū)、原巖應力區(qū)及豎直方向向上依次為垮落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶;由留巷上覆巖層運動形成的“內、外”應力拱的動態(tài)演化，留巷上覆巖層“外”應力拱拱內破斷巖層形成留巷圍巖的“大”結構，當工作面推進到采面長度左右時，覆巖“外”應力拱的拱高擴展高度達到最大，隨著工作面的繼續(xù)推進，應力拱的擴展高度基本不變，“大”應力拱的拱腳隨工作面的推進有向深部移近的趨勢;“內”應力拱形成留巷圍巖的“小”結構，“內”應力拱拱腳向深部移近較“外

4、”應力拱更為緩慢，“大”結構的破斷運動促使“小”結構受到很大沖擊作用并產生劇烈變形運動，這種變形是否能夠達到耦合，與留巷圍巖的支護結構、支護參數和支護的時空關系等密切相關。
　　深部煤層頂板大多表現為復合頂板，薄層復合頂板下留巷時頂板較易控制，而厚層復合頂板下留巷圍巖呈現全斷面來壓，其留巷圍巖變形程度明顯地強烈于淺部和中硬頂板，圍巖變形具有顯著的分區(qū)裂化現象，留巷圍巖變形具有明顯的不均衡性和持續(xù)流變特性，其破壞形式主要有撓曲、剪切

5、、拉伸及壓縮破壞形式，厚層復合頂板的塑性離層明顯、層間彎曲和因錯動而產生的層間離層，使得留巷頂底板產生明顯的增垮效應，普通錨桿與錨索難以將厚層復合巖層錨固在深部堅硬巖層中，難以形成留巷圍巖穩(wěn)定的拱結構，在外層“大”結構的沖擊作用下，留巷圍巖“小”結構極易產生失穩(wěn)。
　　深部厚層復合頂板巖層大致可分為全軟巖層、上軟下硬巖層和上硬下軟復合巖層三種，在不同類型復合頂板條件下進行留巷的難易程度也明顯不同，通過正交數值分析可知全軟型厚層復合

6、頂板離層下沉量最大，上硬下軟厚層復合頂板次之，上軟下硬厚層復合頂板離層下沉量最小。
　　本文主要運用巖層控制關鍵層理論和彈塑性理論，構建深部留巷基本頂和厚層復合頂板運動的力學模型，對留巷基本頂關鍵塊的運動規(guī)律和復合直接頂變形規(guī)律進行力學分析，得出復合頂板的撓曲變形方程，并分析其底鼓變形的力學機理。通過FLAC3D分析厚層復合頂板下留巷覆巖“內、外”應力拱的演化特征圍巖的應力場和位移場的演化規(guī)律;通過正交分析揭示了厚層復合頂板類型、

7、充填體寬度、充填體強度、煤體強度、巷內不同支護形式和采空區(qū)壓實剛度對厚層復合頂板留巷圍巖應力與變形的影響強弱關系，通過實驗室相似模擬分析厚層復合頂板沿空留巷圍巖隨采動影響下的變化規(guī)律，為深部厚層復合頂板下留巷圍巖的控制提供了思路。
　　最后，針對深部厚層復合頂板沿空留巷圍巖變形的時空特征，提出了非均衡控制和底板錨注支護控制技術，對關鍵部位分段分區(qū)加固支護，對厚層復合頂板進行錨桿加長短錨索進行梯次立體錨固支護，在留巷巷內復合頂板巖層