坚硬顶板是导致工作面强矿压显现的重要因素,直接影响工作面安全生产。水压致裂技术可用于弱化坚硬顶板,通过向坚硬顶板泵入高排量液体造缝,分层、分块地破坏坚硬顶板完整性,其效果与水压裂缝在坚硬顶板内的形貌密切相关。坚硬顶板等致密岩层的水压裂缝形貌主要受地应力影响。煤矿开采过程中,覆岩下沉、破断,生成裂隙场,改变原生地应力,从而影响坚硬顶板水压裂缝的形貌。因此,有必要对裂隙岩体的力学行为、煤矿开采过程中采动裂隙-应力场的分布特征和采动应力对水压裂缝形貌的影响机制开展研究,为坚硬顶板水力压裂施工设计和优化提供理论支撑。为此,本文以“采动裂隙-应力场分布特征及对坚硬顶板水压裂缝形貌的影响机制研究”为主题,分析了岩石和含裂隙岩体的力学行为,建立了基于等效连续介质理论的裂隙岩体本构模型;通过建立的裂隙岩体本构模型计算了煤矿开采过程中覆岩破断模式和采动裂隙-应力场的分布特征;并以采动应力场分布特征为基础,结合基于水压裂缝渗流力学行为分析后完善的水力压裂流固耦合数值模型,模拟了不同位置采动应力和不同地质条件下坚硬顶板水压裂缝的空间扩展形貌。取得的主要成果如下:（1）建立了基于等效连续介质理论的裂隙岩体本构模型。分析了真三轴条件下岩石的强度特征,得到了2促进1的增幅基本在15%以内;建立了基于等效连续介质理论的裂隙岩体本构模型,该模型可用于描述张拉、剪切裂隙的起裂扩展以及含裂隙岩体在裂隙接触和非接触状态下的非连续力学行为,并开展了岩石三点弯曲、单轴压缩、真三轴力学、矿柱破断等数值模拟,验证了其有效性,为后续研究煤层综采覆岩采动裂隙-应力场分布提供计算方法。（2）获得了煤层综采覆岩采动裂隙-应力场分布特征。覆岩破断以剪切模式为主,张拉模式为辅,剪切裂隙呈“环状”分布于采空区上部四周,张拉裂隙则呈“带状”分布于采空区上部;采空区上部为卸压区,呈“椭抛体”状,和采动裂隙的分布较为一致,中部卸压程度最大,且该“椭抛体”不完全对称;工作面前方在开拓方向上依次形成了应力升高区、稳定区,垂直于开拓方向上应力呈“钟形”分布。该成果为后续研究采动应力对坚硬顶板水压裂缝扩展形貌的影响提供理论支撑。（3）阐明了采动应力对坚硬顶板水压裂缝形貌的影响机制。开展了水压裂缝渗流试验,建立了考虑雷诺数与等效水力开度的非线性渗流模型,完善了水力压裂流固耦合数值模型。模拟了不同位置和不同地质条件下坚硬顶板水压裂缝的空间扩展形貌,得到:采空区坚硬顶板中部应力降低区内水压裂缝随采掘扰动的增加由垂直裂缝逐步偏转为水平裂缝,两侧应力升高区、稳定区内垂直水压裂缝则逐步向两侧偏转;工作面前端坚硬顶板水压裂缝受采掘扰动影响较小,只在低位坚硬顶板内发生90°偏转;水压裂缝偏转程度随坚硬顶板高度的降低和应力差的减少而增加。