地面钻井抽采采空区卸压瓦斯具有流量大、浓度高等特点,目前已在我国广泛应用,可在预防瓦斯灾害的同时,实现煤、气的安全开采。研究地面钻井对采空区卸压瓦斯控制机制对提升地面钻井瓦斯抽采效果具有重要意义。然而,目前针对地面钻井的研究主要集中于钻井围岩特性、产气规律和井身稳定性等方面。本文采用理论分析、物理相似模拟实验和数值模拟相结合的方法,研究了地面钻井抽采对采空区三维空间瓦斯运移和分布的影响特性,分析了地面钻井抽采影响区的区域特征及影响因素,主要研究成果如下:分析了采动影响下采空区覆岩破坏规律及采空区多孔介质渗透特性,基于气体流动控制方程、瓦斯传输和扩散方程,建立了采空区地面钻井抽采环境瓦斯流动模型。构建了采空区地面钻井抽采实验系统,研究了钻井抽采条件下采空区流场和瓦斯场分布特征:(1)采空区内瓦斯运移由工作面漏风风压和钻井抽采负压共同控制。采空区靠近工作面区域的瓦斯运移主要受工作面漏风风压影响,而距工作面较远的采空区深部位置的瓦斯运移主要受钻井抽采负压影响。(2)水平方向上,采空区瓦斯低浓度区域出现向钻井位置运动趋势;竖直方向上,采空区空间位置与煤层底板距离越大,钻井影响特征更易凸显,瓦斯在钻井点处出现点汇现象。研究了钻井抽采位置和抽采强度对采空区瓦斯运移规律的影响,揭示了地面钻井对采空区瓦斯运移特性的控制机制:(1)地面钻井位置显著影响采空区瓦斯抽采效果,当钻井位于采空区回风侧“O”形圈裂隙区内,钻井瓦斯抽采效果最佳,并且对于深部和进风侧流向回风隅角的瓦斯具有“截流效应”。(2)随着抽采强度增大,采空区瓦斯浓度降幅和钻井抽采影响范围呈增大趋势。(3)钻井对瓦斯运移的控制效果经“O”形圈裂隙区,由采空区回风侧(或工作面)向采空区进风侧(或深部)衰减。分析了钻井位置和抽采负压对采空区瓦斯压力梯度的影响,提出了钻井抽采影响区概念,建立了钻井抽采影响区界定标准。研究表明:(1)钻井抽采位置直接影响抽采影响区的形状特征,而抽采负压主要影响抽采影响区的区域面积。(2)钻井距工作面100m且距回风侧30-60m时,即钻井位于采空区回风侧中部区域,抽采影响区面积较大,近似呈“D”形或倒梯形。本论文共有图60幅,表11个,参考文献122篇。