近年来,随着我国煤矿开采强度的增加和开采深度的加大,许多矿井开采水平逐渐进入高应力区,开采条件日益复杂和恶化,特别是“三软”(煤层顶底板和煤层属软煤岩)突出煤层,煤与瓦斯突出的强度、频次均呈增强趋势。上保护层开采是优先选择的区域性防突措施,受高应力、高瓦斯和煤岩松软等煤岩瓦斯赋存条件和开采环境的影响,上保护层开采面临如何提高下伏被保护层防突效果和预防工作面瓦斯异常涌出等诸多难题。本文根据河南平顶山四矿煤层瓦斯赋存地质条件,通过相似模拟试验和数值模拟相结合的方法,系统研究了“三软”煤层上保护层开采下伏煤岩体的移动变形、卸压特征及卸压瓦斯流动等规律,并进行了瓦斯抽采模型应用,论文主要研究工作如下:(1)进行了“三软”煤层上保护层开采底板围岩透气性演化相似试验研究,系统研究了上保护层开采过程中下伏煤岩体移动变形及透气性变化的时空演化规律。(2)基于单孔介质理论,构建了基于Poyting-Thomson体蠕变力学模型的采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动的气固耦合动力学模型。(3)基于COMSOL Multiphysics多物理场耦合平台,构建了采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动的多物理场耦合模型,验证了相似模拟试验的结果。(4)基于COMSOL Multiphysics多物理场耦合平台,分别进行了“三软”煤层瓦斯顺层钻孔抽采和穿层钻孔抽采模型应用,并在顺层钻孔抽采模型应用中将分别基于蠕变力学模型和传统的基于线弹性力学模型建立的气固耦合动力学模型做了对比。