为研究特厚煤层综放开采的顶煤放出规律,以大同矿区同忻煤矿的综放开采工作面的实际条件为工程基础,以三维地质建模、理论分析和数值模拟等为研究手段。结合CAD、SUFFER和ANSYS等软件进行工作面煤层三维地质建模;通过关键层理论,分析工作面上覆岩层的赋存特征;运用数值模拟方法研究顶煤的放出规律,对比优化放煤工艺;通过理论分析推导影响工作面正常生产的主要放煤参数的理论公式。研究结果表明:通过煤层三维建模可以直观获得不同空间位置的煤层赋存状态;随着顶煤厚度的增大,顶煤的有效放出率逐渐降低;传统放煤工艺的单支架放煤时间不规律,自动化放煤规律且便于操作;顶煤放出体在工作面方向成近似椭圆态,在工作面推进方向上呈偏向采空区的不规则椭圆态;增大放煤步距,顶煤放出率降低;多轮自动化放煤工艺可使煤矸分界面平缓下沉,有效提高顶煤的放出率,降低含矸率。通过理论分析建立了单支架放煤时间与整个工作面放煤时间的关系,建立了同时放煤的支架数量与后刮板机运煤功率之间的关系。