随着煤炭资源被开采出来,岩层的原有状态发生改变,这必然会带来裂隙场的变化。覆岩运动引起的采动裂隙是瓦斯的流动通道,其演化规律与卸压瓦斯运移密切相关,掌握岩层采动裂隙的动态分布是十分必要的。因此本文采用现场实测、理论分析和数值模拟等手段对试验工作面(埋深超过700 m)采动覆岩内部关键层的运动规律和采动裂隙发育特征进行研究,进而提出瓦斯抽采技术优化方法,主要取得了如下结论:(1)试验工作面钻孔原位实测结果表明,覆岩关键层运移分为四个典型阶段:在钻孔超前工作面的阶段,测点岩移是以压缩变形为主,表现为裂隙稳定发育;在工作面靠近钻孔的阶段,测点岩移缓慢变化,垮落带内裂隙发育;在工作面推过钻孔的阶段,测点岩移是以岩层破断或断裂回转运动为主,裂隙带内采动裂隙发育,在岩层内部产生明显离层空间,同时弯曲下沉带内部分岩层也会产生大的离层空间,且不会随工作面推进而闭合;而在工作面远离钻孔的运移衰减阶段,裂隙带测点岩移是以与地表同步沉降的状态为主,弯曲下沉带测点岩移则是以离层裂隙逐步闭合的缓慢增长运移状态为主。研究了工作面推进速度对覆岩采动裂隙发育特征的影响,结果表明工作面推进快慢对岩层运动相对性变化的影响明显,推进越快,不利于顶板裂隙和离层的形成,瓦斯抽采的关键时机不易把握。(2)基于覆岩运动规律,确定了煤层群瓦斯卸压运移“三带”发育范围:煤层顶板上方0 m~93 m为导气裂隙带,93 m~466 m为卸压解吸带,466 m到地表的范围为不易解吸带。通过数值模拟得到了采动裂隙“O”形圈宽度的变化规律,随着工作面采高的增加,“O”形圈宽度表现出先增大后趋于稳定,在整体上呈现对数分布。对覆岩运动监测的结果进行分析,最终确定“O”形圈宽度为50m。分析得到采动覆岩移动的“横三区”分布范围:横向煤壁支撑影响区67.8 m,裂隙离层区103.4 m,工作面后方171.2 m以外为重新压实区。(3)对试验工作面现有高位瓦斯抽采钻孔布置参数进行优化,将钻孔的布置高度定为离层裂隙发育的亚关键层二下方,并增加了钻孔深入工作面的水平距离,调整钻场布置间距为20 m,提出瓦斯抽采的有利位置在工作面后方103.4 m范围内,关键时段是工作面初次见方阶段。论文共有图64幅,表15个,参考文献86篇