煤矿开采工艺和技术的不断改进促进了特厚煤层的高效开采。大采高技术一次可采煤层厚度达7m,特厚煤层综放开采技术实现了厚度超过20m煤层的开采。同煤塔山煤岩层受煌斑岩侵入影响是其实现特厚煤层综放开采的重要原因,然而生产实践证明煌斑岩层状大面积侵入条件下的特厚煤层综放采场矿压显现异常,传统矿压理论指导下的支护措施已无法保证矿井生产安全高效的进行。特厚煤层综放采场液压支架的合理选取对矿井高效生产有重要意义。特厚煤层综放采场液压支架的选取由矿压理论指导,而矿压理论的核心是覆岩结构及其活动规律。因此,煌斑岩层状大面积侵入下的特厚煤层综放采场覆岩结构形式及其移动变形规律的研究对于完善特厚煤层矿压理论和指导生产实践有重要理论意义和指导价值。本文从煌斑岩性质和特厚煤层综放采场覆岩结构及其活动规律入手,通过实验室力学试验研究、理论分析、数值模拟等方法,对煌斑岩层状大面积侵入直接顶条件下的特厚煤层综放开采覆岩结构及其活动规律进行了研究。主要研究内容及成果如下:(1)针对煌斑岩层状大面积侵入条件下20m以上的特厚煤层综放开采,选取典型矿区塔山矿,研究煌斑岩侵入的方式、特征与机理以及侵入对煤岩层的影响。研究表明煌斑岩以层状岩床形式侵入煤岩层当中,不同煤层、不同地区侵入的煌斑岩岩床层数不同,最多达15层之多,单层厚度最大可达4.6m。炽热岩浆岩入侵煤层后,一方面形成接触变质煤,另一方面煌斑岩冷凝结晶过程中,因体积收缩而产生垂直或近于垂直岩床方向的原生节理。(2)通过实验室试验分别对塔山矿煤层及顶板中煌斑岩的岩性特征和力学性能进行研究,并设计煌斑岩遇水实验,探究其遇水前后单轴压缩力学特征及其微观机理,充分了解煌斑岩具有的特性。研究表明煌斑岩自然状态强度较高,遇水后强度明显降低。煌斑岩遇水后微观结构、矿物成分含量的变化是导致其力学特征改变的重要原因。(3)在实验室研究的基础上,结合UDEC数值模拟结果,针对煌斑岩侵入的典型情况,结合岩石力学,材料力学,结构力学及相关理论,建立煌斑岩侵入特厚煤层直接顶下部(即煤层上部)时的覆岩结构模型,并对其进行力学分析,从而得到煌斑岩侵入直接顶下部时对覆岩结构及其活动规律的影响。研究表明,煌斑岩侵入直接顶下部时会形成“悬臂梁”结构,在此结构的影响下,特厚煤层综放开采上覆岩层随工作面推进会形成“下悬上铰”和“下拱上砌”结构。(4)结合煌斑岩侵入的实际情况,利用UDEC软件分别建立煌斑岩不同厚度、侵入层位和遇水软化前后的采场模型。通过数值模拟和理论分析,得到煌斑岩厚度、侵入层位和煌斑岩性质变化对覆岩结构及其活动规律的影响,从而为煌斑岩侵入条件下特厚煤层综放开采矿压理论的完善提供参考。