CH₄是第二大温室气体，煤炭开发中的瓦斯涌出是大气中CH₄的重要来源之一，煤炭开发过程中的碳排放日益引起人们的关注。采空区中封存着大量的瓦斯，计算采空区中的封存瓦斯量有助于碳排放量的准确计算，并为制订节能减排措施提供依据。采空区封存瓦斯量主要受采空区空间体积和采空区瓦斯浓度分布两方面的因素影响。而采空区空间体积由采空区上覆岩层的垮落特征决定的；采空区瓦斯浓度分布是由采空区的瓦斯运移特征决定的。本论文在对晓明煤矿的上覆岩石参数和采空区的瓦斯浓度进行了实际测定的基础上，运用RFPA2D软件对采空区上覆岩层的垮落过程进行了模拟，运用FLUENT软件对采空区瓦斯浓度场进行了模拟，借助岩体力学、岩层与地表移动、矿井瓦斯涌出量预测等相关基础理论推导出了采空区瓦斯封存量的计算公式，并进行了实际计算和验证。本论文主要有以下几个方面的内容：（1）本论文梳理了竖向冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，横向自然堆积区、承压稳定区、压实稳定区的特征，调研分析了晓明煤矿和大兴煤矿的实际“三带”观测资料，对晓明煤矿上覆岩层的物理参数进行了测定，运用RFPA^2D软件对晓明煤矿N₂413回采工作面采空区的上覆岩层垮落过程进行了模拟，得到了采空区横竖三区（带）的特征、范围规律。（2）系统地分析了采空区瓦斯的来源，引入多孔介质的概念，并以流体的连续性方程、运动方程、动量方程为基础，列出了采空区瓦斯渗流的数学模型，并给出了三类边界条件。对晓明煤矿的N₂413回采工作面采空区瓦斯浓度分布规律进行了实际测量，运用FLUENT软件模拟了晓明煤矿N₂413回采工作面采空区瓦斯浓度场，得出了采空区的瓦斯浓度场。（3）以采空区的上覆岩层垮落特征和采空区瓦斯浓度场特征为基础，提出了采空区瓦斯封存量计算模型，对计算公式进行了推导。（4）以铁法矿区晓明煤矿N₂413回采工作面的具体条件为背景计算出了现有采空区的封存瓦斯量，并对公式的计算准确性进行了验证。