大同矿区同忻煤矿开采石炭系特厚煤层,回采期间矿压显现强烈,顶煤破碎严重。因此,对大同矿区坚硬顶板条件下综放工作面矿压显现特征及特厚煤层破碎规律进行研究,为大同矿区特厚煤层安全高效开采提供理论指导,具有重要的意义。本文以同忻矿8202综放工作面的实际条件为工程基础,以室内试验、现场实测、理论分析和数值模拟等方法为研究手段,研究了综放工作面支架受力特征、顶煤破坏规律以及工作面推进过程中覆岩运动与顶煤应力分布规律。本论文主要研究成果如下:(1)现场实测结果表明,工作面平均初次来压步距为23.5 m,平均周期来压步距为13.8 m,工作面上部来压较为强烈,中、下部来压缓和;高应力区主要集中在工作面上、中部,来压期间,支架最大工作阻力为额定工作阻力的87.0%,能够满足对顶煤及顶板控制的要求;支架初撑力与末阻力之间具有高度的相关性,可以认为支架末阻力分布受支架初撑力的影响显著;回采期间工作面的超前影响范围基本在140 m左右,剧烈影响范围在80 m内。采取提高初撑力、加快推进速度、强烈来压期间不放煤或少放煤等措施控制顶板,能够有效缓解工作面强烈来压,为矿井安全高效开采提供保障。(2)综合分析工作面超前支承压力,顶板运移(离层、回转下沉),支架的反复支撑三者共同作用促使顶煤的破碎。其中支承压力对顶煤的破碎起到了非常关键的作用,它使得顶煤的水平位移迅速增加,原生裂隙得到进一步扩展,实现对上部煤体的预破碎;顶板运移使自采空区一侧对煤体的约束进一步减弱,煤体内裂隙得到充分的扩展;支架的反复支撑及移动,可增加下部顶煤的破坏程度,大大减小形成大块散落煤体堵塞放煤口的机会,有利于煤体充分破碎成散体。(3)数值模拟研究表明,随着工作面的推进,支架后方顶煤破碎成散体,顺着支架尾梁及采空区形成的堆积体缓慢放出,初始直接顶呈现一定的悬臂梁结构;工作面继续推进大块的砂质泥岩破断,旋转下沉,不能形成承载结构;支架压力明显提高,顶煤放出量也会随之增加;当工作面推进到25 m,厚硬砂岩弯曲下沉,层间发生离层,当工作面推进到30 m,厚硬砂岩弯曲下沉并失稳,形成砌体结构,承载能力进一步削弱,顶煤及直接顶受载更加强烈,煤体破碎范围加大,破碎程度更高。