软岩底鼓治理一段时间以来都是矿井安全高效开采中重点攻关的难题之一,且随着中东部矿区浅埋资源的枯竭,煤炭开采的重心有向陕、蒙地区转移的趋势,西部矿区的开发将成为新的发展方向,现阶段西部矿区开采的煤层大多赋存于成岩年代较晚的中生代地层,围岩胶结程度差、变形强烈、遇水软化泥化、且呈持续变形状态,底鼓问题尤为突出。大量软岩巷道因对巷道底鼓机理认识上仍存在一定模糊性,导致底鼓控制措施的盲目性和对经验的依赖性,导致底鼓控制失败的事例屡见不鲜,因此研究与发展特定地质条件下巷道底鼓力学机理及对应的底鼓控制技术具有广泛应用价值和重要的现实意义。本文针对榆树井煤矿-400m水平13803轨道顺槽剧烈的复合型底鼓,在综合分析国内外底鼓机理及控制技术的基础上,采用现场矿压观测、实验室试验、理论分析及FLAC3D模拟等方法,对巷道底鼓产生的影响因素、力学作用机制及与之相适应的底鼓控制技术等进行了深入研究,主要研究内容及成果如下:(1)通过对研究巷道围岩取样进行矿物成分分析及物理力学试验,得出巷道顶底板围岩的主要组分为高岭石伊利石,底板围岩的单轴抗压强度及抗拉强度分别为3.94MPa和1.21MPa,平均软化系数保持在0.09～0.12之间,巷道顶底板岩层整体的强度较低,承压能力弱,且水的软化效应显著,属于典型的弱胶结软岩巷道;通过对底板岩层固有属性及底鼓力源的综合分析,得出该软岩巷道底鼓是巷道围岩属性、煤柱支承压力、矿井水和不当支护形式及参数耦合作用的结果,确定巷道的底鼓类型为浅部软弱岩层的挤压流动与深部厚层状中粒砂岩剪切错动构成的复合型底鼓。(2)综合13803轨道顺槽围岩应力作用模式、底板岩层运动及宏观变形特征的基础上,结合朗肯压力理论及普氏拱理论构建了软岩巷道剪切错动型底鼓力学模型,推导出了底板零位移点的极限深度y0及巷道底鼓压力P0的计算方程;并从力学角度对13803轨道顺槽的底鼓问题进行分析,确定了底板零位移点的极限深度y0为1.7m;13803轨道顺槽底鼓压力P0为33.6kN,为底鼓控制技术的提出提供了理论依据。(3)基于上述软岩回采巷道底鼓类型及底板变形力学机制对底鼓控制措施所提供的理论依据,提出了一种适用于该型底鼓变形力学机制的软岩巷道底板支护技术,并结合理论分析与FLAC3D数值计算的方法,对其各部分在底鼓控制过程中的作用机制进行分析,揭示了其“控底-助帮”的底鼓控制机理;优选出了该底鼓控制技术井下施工过程中的优化参数,为下一步工业性试验提供依据。(4)在榆树井煤矿13803轨道顺槽进行了新型反底拱底鼓控制技术的工业性试验,并对试验段巷道的围岩运动规律进行了监测分析,试验段巷道最终的平均顶板下沉量为104.1mm,两帮收敛量为151.5mm,最大底鼓量为71.5mm,试验方案有效维护了巷道在服务期间的稳定性,取得了良好的工程效果。