当前,无煤柱护巷技术主要是通过沿空留巷和沿空掘巷来实现的。其中,沿空留巷时需要经受两次工作面采动的影响,巷道维护成本较大,而一般沿空掘巷也需留设保护煤柱。针对此现象,本文研究了一种综放巷内预置充填墙无煤柱开采技术,实现了无煤柱开采,其工作原理为上区段工作面回采前,在预先开挖好的巷道内紧靠非截割帮预先构筑充填体,下区段工作面回采前沿充填体掘巷。本论文以新巨龙煤矿2304S工作面的具体地质条件为依据,采用理论分析、相似材料模拟结合室内试验的方法,对开采过程中覆岩以及结构运动演化规律、巷道以及充填墙在整个服役期间的受力情况、活化煤矸石混凝土墙的配比优化进行了系统研究,得出的主要结论如下:(1)巷内预置充填墙无煤柱开采围岩控制主要包括三个阶段:上区段工作面回采侧向支承压力影响阶段;沿充填墙掘巷影响阶段;下区段工作面回采超前支承压力与上区段工作面采空区侧向支承压力叠加影响阶段。(2)沿预置充填墙掘巷后,巷道及充填墙的垂向应力向实体煤一侧转移,应力降低。下区段工作面回采时,超前支承压力与上区段工作面采空区的侧向支承压力发生叠加,引起了巷道围岩的剧烈变形,应对巷道进行补强支护。(3)巷道在“三阶段”中始终处于高应力状态,对充填墙强度要求较高,由数值模拟得出当充填材料强度大于等于45.6MPa,且充填墙宽2m,高4m时,能在无煤柱开采“三阶段”中保持稳定。(4)煤矸石经过煅烧消耗了碳成分,使其与粗细骨料的结合更加紧密,有利于提高混凝土强度,同时使成型混凝土墙更加美观。由于活化煤矸石与熟石灰的水化效率低于水泥,致使活化煤矸石混凝土比普通混凝土早期强度低,这点符合巷内预置混凝土墙无煤柱开采的技术特点。试验研究发现,活化煤矸石(熟石灰掺量5%)掺量30%时,28d强度满足充填墙基本要求,且节约大量水泥,具有实际应用价值与显著经济效益。