针对千米深井巷道地应力高、采动影响强烈以及围岩变形大的特征,以中煤新集口孜东矿千米深井121302工作面运输巷为工程研究背景,研究了水力压裂应力转移力学原理以及水力裂缝扩展规律,对比分析了坚硬顶板压裂与无压裂条件下巷道围岩应力场以及塑性区的分布特征,优化了水力压裂参数,开展了井下工程实践,取得如下主要结论:（1）口孜东矿是以垂直应力为主的高应力矿井,围岩变形破坏特征主要表现为煤柱变形与强烈底鼓,顶底板变形量明显大于两帮,非对称性特征突出,煤体内部时效变形呈现跳跃性变化,表明深部高应力矿井煤体裂隙扩展及结构劣化具有显著的突变性。强吸水性、弱粘结性的岩体在高地压、强扰动条件下更易发生大变形破坏。建立了基本顶弧形三角块力学模型,计算了关键块发生滑落失稳以及回转变形失稳的临界系数,根据实际参数计算可知关键块体必将发生失稳。并求得煤柱受力与切顶长度之间为二次递减函数关系,表明水力压裂切顶长度越大卸压效果越好。（2）致密砂岩力学性能测试表明,随层理角度增大,抗压强度呈先减小后增大趋势,高围压下60°层理强度变化最为突出;抗拉强度逐渐减小,其中0°和90°层理各项异性系数为1.29和1.33,在量值上差别较小,表明层理砂岩抗拉强度随层理变化较小;断裂韧性呈逐渐减小趋势,表明断裂韧性受层理角度影响较小。致密层理砂岩水力裂缝扩展主要受应力比、层理以及非均质性等因素影响,应力比较低时,层理对裂缝扩展形态具有一定影响,随着层理角度增大,裂缝形态多为单一主裂缝,裂缝扩展过程中易沿层理方向偏转,随应力比增大,裂缝形态逐渐复杂,层理对裂缝扩展的影响减小,多形成层理微裂缝。水压特征曲线及声发射事件对裂缝扩展具有较好的对应关系,在裂缝起裂以及破裂瞬间释放了大量的声发射信号,裂缝扩展形态越复杂,声发射活跃程度也就越强烈。（3）水力裂缝起裂压力与起裂时间受水平应力和层理影响显著,随水平应力比增大而逐渐减小,随层理角度增大表现出一定的差异性,但整体呈现为逐渐增大的趋势。破裂压力受试样非均质性影响大,相同层理角度砂岩随应力比增大,破裂压力与破裂时间整体呈现减小趋势。（4）天然弱面分布砂岩水力压裂裂缝扩展主要受主应力与夹层弱面等非均质性影响,水力裂缝在扩展路径中总是选择优势弱面扩展,因此裂缝扩展主要受应力和夹层弱面影响。对于天然弱面发育的试样,应力比为1.9时更易激发弱面形成大量微裂缝,形成多层、多分支以及裂缝之间的交叉、汇合等复杂裂缝。水压特征曲线峰值水压跌落幅度小,但在渗流阶段变化较剧烈。应力比为2.5时水力裂缝扩展主要受应力影响,连通天然弱面后形成的微裂缝较少,水压特征曲线峰值水压跌落剧烈,随后变化较稳定,裂缝形态相对简单。（5）建立了不同层理砂岩以及不同组合节理裂缝的水力压裂三维模型,研究天然裂缝对水力裂缝扩展的影响,结果表明:数值模拟整体规律与试验结论基本一致,水力裂缝扩展主要以应力控制为主,层理等不连续面主要影响裂缝形态,层理角度增大则抑制作用增强,但对裂缝的扩展路径影响较小。组合节理模型在应力比较小时水力裂缝易向天然裂缝偏转,并与之交汇,随应力比增大水力裂缝不易被天然裂缝捕获;随天然裂缝角度变化,水力裂缝很难直接穿越,而是发生转向并激发天然裂缝扩展。（6）建立了巷道围岩水力压裂数值计算模型,采用流固耦合形式进行了工程尺度水力压裂卸压应力转移模拟研究,对比分析了不同压裂角度下巷道围岩应力场和塑性区的分布,确定两侧顶板压裂角度为α=10°、β=30°、h=45 m为最佳压裂参数。通过与无压裂对比分析揭示了水力压裂应力转移机理,结果表明:最佳压裂参数下煤柱应力集中区内应力降低率为7.73%,平均降幅为13.9MPa,最大降幅为24.9 MPa,采空区应力增长率为3.75%,在采空区应力增长区内,顶板压裂后垂直应力较顶板无压裂时平均高出约6.4MPa,表明顶板水力压裂应力转移路径由煤柱向采空区方向转移,工作面实体煤应力也有一定程度的降低,但应力降低幅度较煤柱小。（7）根据水力压裂参数优化制定了现场水力压裂方案,对比分析了巷道围岩变形、锚杆（索）受力、煤体垂直应力以及顶板三维应力的演化规律,结果表明:与无压裂段相比,煤柱内垂直应力向煤柱深部方向转移,支护结构受力以及三维应力变化剧烈程度明显减弱,超前采动影响范围明显减小,改善了巷道围岩的应力环境,有效降低了工作面回采过程中巷道围岩所受的强采动影响,巷道围岩变形降低50%以上。工作面方向的顶板压裂有效弱化了顶板覆岩结构,促使该结构可以有序、及时垮落,改善了工作面以及前方回采巷道围岩应力环境,后方采空区应力以及工作面来压步距较无压裂段明显减小,工作面来压强度也明显减弱。