采用长壁综采开采旧式采煤方法残留煤炭资源是煤矿复采重要技术方向之一。其中,综采工作面过空巷特别是平行空巷的围岩控制问题是该课题的重点及难点问题。复采工作面回采巷柱式旧采区残留煤柱时采场围岩控制难度最大的是复采工作面与空巷平行的情形。现有研究对复采工作面过平行空巷的矿压规律不够深入,对复采过平行空巷期间覆岩运移及覆岩破断规律的研究尚未达到定量的程度。本文以圣华煤矿3101复采工作面为研究对象,通过现场调研和资料分析,采用理论分析计算、相似模拟的方法,研究复采工作面过平行空巷期间围岩应力分布及转移规律、覆岩运移规律、覆岩破断及围岩控制技术,为复采工作面围岩控制等提供科学依据。具体研究的内容及结论如下:(1)应用RST采场矿压分析软件,在理论上计算了圣华煤业采用综放工艺回采实体煤时的工作面来压强度及来压步距。计算结果表明:在该围岩环境下工作面回采实体煤时初次来压强度为7482.4～7646.2 kN/架,初次来压步距48.75～56.29 m,周期来压强度7315.6～7514.8 kN/架,周期来压步距 11.97～14.2 m。(2)建立了复采工作面过空巷力学模型,对比分析了工作面过平行空巷和回采实体煤期间围岩应力转移及覆岩运移的过程。通过对比分析指出了复采工作面过空巷期间覆岩超前断裂的机理:随着煤柱宽度随回采的减小,煤柱压缩变形量加大,顶板弯曲下沉。当煤柱宽度小于临界其临界失稳宽度时,煤柱失稳。若煤柱压缩变形严重或失稳时上覆岩层悬臂较长,会导致上覆岩层弯曲下沉严重,覆岩破断位置出现在空巷上方。将这种覆岩破断位置位于工作面煤壁前方较远距离的破断称为超前断裂。(3)通过对复采工作面围岩应力转移及覆岩运移的分析,指出了引起覆岩超前断裂的三个主要因素:煤柱宽度、基本顶悬顶长度、平行空巷的宽度。研究了煤柱宽度、基本顶悬顶长度、平行空巷的宽度、工作面技术参数及支护技术或措施对复采工作面基本顶超前断裂的作用机理。研究表明:1.随着煤柱被回采,其尺寸减小,总会存在一个时刻煤柱发生失稳。2.煤柱失稳不一定会引起基本顶岩层发生超前断裂,是否发生超前断裂是多因素引起的。因此,空巷宽度较小时也可能出现超前断裂,来压强度也大于回采实体煤时的周期来压强度。3.根据现有理论推到了复采工作面前方煤柱失稳临界宽度计算公式。4.理论计算得到3#煤层综放复采工作面前方存在宽度大于6m左右的空巷时,必然出现超前断裂;临界空巷宽度的只是作为判断超前断裂出现的充分条件,不能做出空巷宽度小于此值不会出现超前断裂的判断。(4)通过二维物理相似模拟的方法,研究了复采工作面回采煤柱和过空巷两个阶段围岩应力分布和运移规律。研究表明:煤柱变形、破坏是造成超前断裂的核心因素。随着煤柱受压变形直至失稳,基本顶及其控制的软弱岩层弯曲下沉、回转。当上覆岩层载荷作用超过煤柱的承载能力,煤柱发生塑性破坏,基本顶岩层发生破断,基本顶的上覆岩层载荷向空巷前方煤体(柱)中转移,基本顶、直接顶及顶煤重量逐步由空巷前方进入塑性区的煤体、支架及发生塑性破坏的煤柱承担。(5)通过对力学模型的理论分析指出复采工作面围岩控制主要从两方面入手:一是控制超前大断裂的产生,这是由于控制超前大断裂关键块滑落失稳所需工作阻力随其悬顶长度呈指数大于1甚至抛物线式的增长。二是控制破断后基本顶关键块的稳定性。力学计算可得复采过空巷过程中,最危险的情况下所需的支架工作阻力为1452.55kN/架。(6)提出了针对复采工作面的围岩控制技术措施。通过空巷支护、充填空巷可以实现控制超前大断裂出现。采用放顶煤工艺或支护强化煤柱可以减小煤柱受压变形,减缓顶板下沉速度。减小工作面长度可以利用工作面两侧煤柱(或实体煤)对顶板的支撑作用,分担作用在被回采煤柱煤柱上载荷,控制超前断裂的发生。合理规划或调斜过空巷减少与工作面平行的空巷,改善顶板的受力状况。采取“等压”的手段或采用切顶能力较好的支架或注水软化顶板可以控制悬顶长度,避免断裂岩块尺寸过大过大断裂。