为从根本上研究煤层开采过工程中因顶板冒落、放顶垮落造成的顶板突水通道的变化规律。运用UDEC数值软件的应力—渗流耦合系统，计算了采场顶板破断及破断岩块再组合压实过程中突水通道的扩展、闭合演化过程。结合工程实践，系统分析了采动覆岩导水裂隙渗流矢量、渗流速度、孔隙压力及覆岩导水边界线的动态发展规律和分布特征，得出了一些防治采场顶板突水的有益结论，可为类似条件下煤矿顶板突水事故防治提供理论依据。并采用FLAC3D的应力—渗流耦合系统对所得结论进行了验证，证明该UDEC和FLAC3D的应力—渗流耦合系统都能预测并预算采动覆岩裂隙产生、发展、闭合及相关危害性的可靠的数值定量分析软件。数值模拟结果表明采场覆岩的突水通道的发展明显受煤层开采的影响，且当主关键层破断时，采场最易发生顶板突水事故。

采场瓦斯涌出量随着顶板运动而产生周期性起伏变化，顶板运动对煤层瓦斯涌出的影响是通过改变煤层的瓦斯压力、瓦斯存在形态及煤层孔隙特征而实现的。在分析煤层瓦斯存在形态和涌出规律的基础上，定性分析了矿压显现对煤层瓦斯存在形态及采空区瓦斯分布的影响规律，解释了顶板运动改变工作面风流中瓦斯浓度的原因。为监测预报工作面瓦斯和顶板来压提供了科学理论依据和方法。

本文从技术因素和地质因素两个方面重点论述了综放巷内充填沿空留巷围岩变形和应力分布的基本特征。通过计算机数值模拟，优化了充填工艺参数，得出了合理的留巷技术方案。在此基础上，系统分析了煤层硬度、采高、直接顶厚度和硬度、老顶岩层硬度及关键层复合效应等因素对留巷围岩变形与垂直应力分布的影响规律。并采用多元分析方法，得到了各因素对围岩最大应力的回归方程。研究结果可对综放巷内充填沿空留巷的应用提供理论依据和设计指导。

The high-water solidifying material is a kind of special concrete. Its main properties are introduced such as strong water-solidifying capability, fine pumpability and pumpable for a long time, quick setting and with early-developed strength, high residual strength after being cracked, etc. This material has been used with satisfactory results in entry-side packing to maintain an entry along the gob edge. The deformation mechanism and relevant parameters of the entry-side packing body are analyzed. A technique of "three-dimension reinforcing net with bolt for entry-side packing" is emphatically introduced to control the stability of the packing body, and the good reinforcing effects of the packing body are also shown by the field measurement results. The high-water material and the reinforcing technique lay a good foundation for the successful test of gob-side entry retaining in fully-mechanized coalface with top-coal caving.

顶煤的运移与垮落，尤其是内部微观裂隙的扩展，与其直接顶和老顶岩层的活动规律密切相关。针对某一厚硬岩层既是上层煤的底板，又直接是下层煤顶板的实际情况，采用数值计算与物理模拟相结合的研究方法，分析清楚了厚硬岩层的破断特征。在此基础上，提出了9种上层煤与下层煤不同开采方案，系统分析了下层煤顶煤压缩量的变化，并确定出上层煤与下层煤工作面交错的合理布置方式，为下层煤推广综放开采工艺提供了设计指导。