五阳煤矿3号煤层具有瓦斯压力大、透气性系数低的特点,煤层瓦斯介于较难抽采与可以抽采之间,瓦斯预抽效果差。根据采动卸压增透原理,受煤层采动影响,一定范围内的煤岩体的渗透率和瓦斯抽采效果都将得到显著提升。为了提高五阳煤矿的瓦斯抽采效果,论文采用现场调研、理论分析、实验室试验、相似模拟、数值模拟和现场实测等研究手段,对采动煤岩瓦斯渗流特性、本煤层瓦斯有效抽采区域、上邻近层瓦斯有效抽采区域及工作面煤与瓦斯协调开采技术等内容开展了相关研究工作,得到了如下主要结论:（1）通过对矿井煤层和瓦斯赋存特征等工程背景的调研和分析,结合煤层瓦斯抽采难易程度的判别指标,对3号煤层的抽采难以程度进行了评价,确定3号煤层瓦斯介于较难抽采与可以抽采之间,煤层瓦斯预抽效果较差,提出可借助采动过程中煤岩层出现的卸压增透效应,确定合理的抽采区域并布置有效的抽采措施,以提高瓦斯抽采效果。（2）通过开展三轴渗流试验发现,煤样试件内部裂隙在加卸载过程中呈现原生孔裂隙逐步闭合——微裂隙产生——裂隙扩展连通——形成宏观破坏裂隙——产生宏观破裂面——滑移破坏的变化规律。随着煤样内部裂隙结构的变化,渗透率呈现明显的4阶段变化特征:第Ⅰ阶段内,试件处于加载过程中,随着轴压的增加,试件中原始的孔隙和裂隙逐步闭合,试件体积不断压缩,处于压缩状态,瓦斯在试件内流动的通道变窄,试件渗透率逐步降低,最低降至原始状态的56.8%;第Ⅱ阶段内,试件仍处于加载过程中,随着轴压的增加,试件中原始的孔隙和裂隙进一步闭合,但同时试件内有少量的微破裂开始发生与发展,试件体积较上一阶段开始出现一定程度的膨胀,但试件仍处于压缩状态,试件渗透率继续降低,最低降至原始状态的54.2%;第Ⅲ阶段内,试件继续处于加载状态,随着轴压的增加,微破裂的发展开始出现了质的变化,越来越多的微破裂不断发展,形成微破裂的汇聚与扩大,试件加载至压力峰值的85.91%左右时达到屈服强度,试件变形从弹性变为塑性,进入非稳定破裂发展阶段,试件体积继续膨胀且由压缩状态转为扩容状态。由于试件内部产生了大量新的裂隙,瓦斯在试件内流动的通道增多,渗透率开始逐步升高,最高可达到原始状态的355.9%;在第Ⅳ阶段内,试件加载已越过压力峰值,内部结构遭到破坏处于卸载过程,随着轴压的不断降低,试件内原本闭合的原始孔裂隙和前一阶段形成的新的破坏裂隙开始扩张连通,试件体积继续膨胀扩容,瓦斯在试件内流动的通道变多、变宽、变广,试件渗透率大幅升高,最高升至原始状态的505.1%。（3）通过综合分析渗流试验得到的渗透率变化规律及瓦斯抽采实际情况,确定将煤体达到屈服点的应力（屈服强度）作为本煤层瓦斯有效卸压抽采区域的应力判别指标。同时,结合工作面前方超前支承压力的分布特征,指出工作面前方煤体瓦斯抽采呈现4阶段的变化特征,即根据距离工作面由远及近可以划分为原压自然衰减抽采阶段、增压减透低效抽采阶段、降压增透高效抽采阶段和卸压增透干扰抽采阶段。通过现场实测确定了顺层平行抽采钻孔和顺层斜向2种抽采钻孔模式各抽采阶段的位置,并根据各阶段的抽采效果指出降压增透高效抽采阶段和卸压增透干扰抽采阶段为本煤层瓦斯卸压抽采的最佳区域。采用顺层平行钻孔和顺层斜向钻孔抽采本煤层瓦斯时,最佳抽采区域分别为工作面前方24.9m和44.8m（孔底22.4m）以内。此外,对2种布置模式的钻孔抽采效果进行了对比分析,指出顺层平行钻孔抽采浓度和抽采量要高于顺层斜向钻孔,其主要原因是顺层斜向钻孔随着工作面的推进,被逐段切割破坏,并与工作面连通导致空气进入抽采钻孔;但在最佳抽采区域内,顺层斜向钻孔单孔瓦斯抽采总量要高于顺层平行钻孔,瓦斯抽采效果更好。（4）采用相似模拟和数值模拟手段,对采动上覆岩层应力场和裂隙场的变化规律及分布特征进行了研究。相似模拟结果显示,随着工作面的不断推进,采动区范围逐步增大,上覆岩层随之逐层下沉和破断,破断边界呈梯形分布特征,采动裂隙高度不断增加,离层裂隙最大发育高度基本稳定在煤层上方95.2m处,连通导气裂隙最大发育高度基本稳定在煤层上方86.3m处。同时,当工作面推进一定距离后,采空区中部重新压实,其间采动裂隙发生闭合,同时,当工作面推进一定距离后,采空区中部重新压实,其间采动裂隙发生闭合,仅采空区覆岩破断边界平均向内31.65m、煤层上方70m以内内上覆岩层采动裂隙张开程度、连通程度及分布密度能够长期保持较高水平,其间瓦斯卸压解吸程度较高、瓦斯空间流动性强;数值模拟结果显示,随着工作面的推进,上覆岩层导气裂隙最大发育高度在煤层上方89.6m处,但由于采空区中部重新压实,仅采空区覆岩破断边界平均向内32.5m、煤层上方75.2m以内上覆岩层中保持着良好的瓦斯流动和抽采通道。同时,煤层开采过程中,上覆岩层从远离工作面到进入采空区期间,垂直应力呈现稳定——升高——降低——升高的变化规律。采空区中部由于重新压实,应力重新恢复,仅开采边界向采空区方向60m以内、煤层上方90m以内、平均宽度为37m范围内的上覆岩层保持充分卸压状态。最后,通过综合分析,预测得到了五阳煤矿3号煤层不同开采状态时上邻近层有效卸压抽采区域,其空间位置为:开采过程中,开切眼侧采空区覆岩破断边界平均向内33m、煤层上方75m以内上覆岩层属于有效卸压抽采区域,工作面侧采空区覆岩破断边界平均向内55m、煤层上方75m以内上覆岩层属于有效卸压抽采区域;开采结束后,采空区覆岩破断边界平均向内33m、煤层上方75m以内上覆岩层于有效卸压抽采区域。（5）结合对上邻近层瓦斯有效卸压抽采区域的预测结果,对7801综放工作面上邻近层瓦斯抽采钻孔布置参数进行了设计。通过邻近层钻孔瓦斯抽采效果现场实测发现,在工作面推进过程中,上邻近层瓦斯抽采效果呈现明显的3阶段性变化特征,即瓦斯抽采钻孔终孔进入采空区平均37.4m以内范围处于初始卸压抽采阶段,瓦斯卸压抽采效果相对较差;瓦斯抽采钻孔终孔进入采空区平均37.4m～85.8m之间范围处于充分卸压抽采阶段,瓦斯抽采效果显著提升,单孔最大瓦斯抽采纯量和抽采浓度较初始卸压抽采阶段分别提高了 18.64倍和13.56倍;瓦斯抽采钻孔终孔进入采空区平均85.8m以外范围处于压实增压抽采阶段,受采空区重新压实影响,单孔瓦斯抽采效果大幅降低。上邻近层钻孔瓦斯抽采的变化规律进一步验证了对上覆岩层有效卸压抽采区域预判结果的可靠性。（6）通过对工作面开采及瓦斯治理效果现场实测结果分析发现,工作面开采技术参数对瓦斯治理效果会产生一定的影响。工作面前方煤体有效卸压抽采区域内钻孔瓦斯抽采效果随推进速度的改变而产生差异,推进速度过快或过慢都会降低钻孔瓦斯抽采效果。通过实测数据分析,提出推进速度在4.0～5.6m/d（日推进5～7刀）,工作面长度为185m～259m时,可以较好地保证煤炭产量和瓦斯抽采效果。（7）通过对煤壁、落煤、遗煤等来源的瓦斯涌出量进行了理论预测,得到了工作面瓦斯涌出量的估算公式,并在考虑工作面产量和巷道瓦斯不超限的基础上,得出采煤机最大割煤速度与工作面长度间呈负幂函数关系,其函数关系式为y=41.283x-0482,其中y为采煤机最大割煤速度,x为工作面长度。并基于该计算公式得出了五阳煤矿3号煤层现有工作面长度条件下采煤机最大割煤速度不得超过3.3m/min,否则有可能导致工作面或上隅角瓦斯超限。（8）通过对现场实测瓦斯抽采与排放情况进行分析,指出现有抽采模式和抽采参数尚未达到工作面瓦斯治理的理想效果,需要进一步优化设计。提出采用空间交叉钻孔抽采本煤层瓦斯,并对钻孔布置参数进行了设计;提出采用走向高抽巷对邻近层和采空区瓦斯进行抽采,并在考虑巷道间相互影响位置和高抽巷需布置在裂隙发育区的基础上,计算确定了高抽巷的布置参数,并对抽采效果进行了数值模拟,模拟结果显示高抽巷能够较好地控制邻近层和采空区瓦斯,满足工作面瓦斯不超限的要求。同时,针对瓦斯排放巷在工作面瓦斯管理中所发挥的重要作用,提出了巷道围岩控制的支护方案和工作面管理措施。