论文对特厚煤层采空区气体分布、顶板来压期间瓦斯突涌规律进行了系统性研究,提出了地面钻井控制采空区瓦斯流场技术,替代井下顶板巷道抽采技术,研究了布井位置对采空区漏风和抽采瓦斯浓度、流量的影响,总结了地面钻井施工过程中的主要技术难题,分析了钻井产气规律及瓦斯流量变化特性,研究成果在甘肃魏家地煤矿进行了实际应用。通过计算流体力学软件FLUENT,模拟得出采空区气体分布及来压期间瓦斯异常涌出规律:(1)采空区内在靠近工作面区域分别存在氧气高浓度场和瓦斯低浓度场;(2)瓦斯浓度沿走向总体呈指数形式升高,沿倾向在靠近进风巷、回风巷两侧区域较低,沿垂向上在0~50m范围内增长较快;(3)冲击性顶板运动时,瓦斯涌出具有“速升-快减-缓降”三阶段特征,工作面瓦斯浓度增大存在“延迟效应”,即瓦斯浓度增大及峰值出现时刻要晚于顶板突然下沉时刻。确定了地面钻井合理的布井位置,对钻井施工过程中的主要技术难题进了总结分析:(1)钻井的最佳位置位于距风巷30m,距煤层底板36m处;(2)建立了泥页岩井壁力学与化学耦合分析模型,给出了泥页岩井壁岩石破坏准则,分析了地层出水对气体钻井的影响并给出了解决对策;(3)研究了气体钻井井斜的主要影响因素,分析了气体钻井过程中井斜的产生原因并给出了控制措施。单一特厚煤层采动卸压瓦斯的地面钻井抽采技术在甘肃靖远魏家地煤矿进行了工业试验,结果表明地面钻井抽采采动卸压瓦斯效果显著:试验区4口钻井累计抽采纯瓦斯629.256×104 m3,回风巷瓦斯浓度降低至0.2%~0.3%。顶板巷抽采流量大幅度降低,可被地面钻井所取代。