本文针对下保护层开采倾向保护范围划定问题,依据下保护层开采过程中覆岩破断理论和瓦斯流动规律,以兴隆煤矿1601工作面为研究背景,采用物理相似模拟实验的方法划定被保护层倾向保护范围,并用数值模拟和现场考察相结合的方法,验证相似模拟划定倾向保护范围的可靠性。本文研究取得的主要研究成果有:①采用理论分析法,分析得出下保护层开采过程中覆岩运动特征,指出近水平、倾斜和急倾斜覆岩运动规律的不同;并指出下保护层开采过程中近水平、倾斜和急倾斜覆岩采动裂隙对瓦斯运移的影响因素。②通过下保护层开采物理相似模拟实验,明确了覆岩应力集中特征和应力分布形态;实验研究表明,被保护层在运输巷道和回风巷道留设煤柱形成了较大的应力集中,采空区正上方岩层由于下沉位移较大,整体应力分布呈近似开口“U”形。③在下保护层开采物理相似模拟实验结果基础上,依据3‰的变形准则,划定了相似模型下保护层开采倾向有效卸压范围的上、下边界卸压角,分别为91°、67.4°。④采用数值模拟方法,并依据煤层残余瓦斯压力≤0.74Mpa的准则,确定了倾向保护范围的上、下边界卸压角分别为92.7°、70.1°;基于3‰的变形准则,划定的倾向保护范围上、下边界卸压角分别为90.3°、68.5°。⑤根据兴隆煤矿1601工作面现场考察结果,划定了下保护层开采倾向有效卸压范围的上边界卸压角为91.4°,下边界卸压角为67.6°;通过比较本次三种方法划定的倾向保护范围,三种方法划定的倾向保护范围差别较小,且本次物理相似模拟实验结果更接近现场考察结果,说明本研究采用物理相似模拟划定的保护范围基本是可靠的。