芦岭矿Ⅱ883-1顶分层综采工作面煤体、顶板、底板均较松软且工作面采高大,在回采过程中易出现片帮、冒顶的现象,严重影响了工作面的安全高效回采。为了实现工作面煤壁的稳定控制,综合采用理论分析、实验室试验、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,对“三软”厚煤层煤壁的破坏形式与特征,煤壁前方塑性区发育规律,注水增强煤壁稳定控制的机理与注水工艺参数的设计进行了系统性研究。主要取得以下研究成果:(1)提出了“三软”厚煤层工作面煤壁片帮的破坏形式,制定了煤壁片帮的判定准则。分别基于压杆理论与滑动体理论建立工作面煤壁“弯曲变形”阶段力学模型与“全煤壁弧形滑动剪切破坏”力学模型,确定了煤壁片帮发生的位置、深度及煤壁最小临界稳定高度,研究了煤体内摩擦角、粘聚力与工作面采高对煤壁片帮深度及临界稳定高度的影响规律。(2)基于D-P屈服准则建立“三软”厚煤层工作面煤体前方塑性区力学分析模型,得到了煤壁前方支承压力和中间主应力系数l、塑性区宽度之间的分布规律;研究了工作面采高、采深、支架护帮力、煤体粘聚力与内摩擦角对塑性区宽度的影响,确定了芦岭矿Ⅱ883-1工作面塑性区宽度为5.29 m,揭示了煤体自身粘聚力和内摩擦角是影响工作面煤壁稳定性的两个重要因素,提出了实现煤壁稳定控制的针对性措施。(3)理论分析、实验室试验和数值模拟共同研究了煤壁注水防片帮的机理。通过煤样干燥性试验、不同含水率煤样单轴压缩与变角剪切力学试验,测定了工作面煤体原始含水率,得到了煤样含水率与干燥时间之间的变化规律;揭示了煤样峰值强度与弹性模量随着含水率增加而减小,而粘聚力、内摩擦角、抗剪强度、峰值剪应变等参数随着含水率增加呈现不同程度增加的变化规律,确定了工作面煤壁合理含水率;研究了不同含水率煤样的塑性区发育情况,验证了“三软”厚煤层煤壁注水防片帮的有效性。(4)基于水对煤体力学性质和含水率与煤体塑性区发育的影响规律,提出了煤壁浅孔动压注水技术来实现煤壁稳定控制,并进行了注水设备的选型、注水参数与注水工艺的设计;验证了注水参数理论值与工作面含水率的合理性;采用煤壁浅孔动压注水技术后,工作面煤壁片帮深度降低至0.4 m,片帮长度减少50%,工作面开机率提高38.7%,月推进度提高60 m,月产量提高26.53 kt,创造经济效益高达316.26万元/月,减少了工人支护次数和劳动强度,技术、经济和社会效益显著。