深部瓦斯突出矿井会通过开采保护层降低煤层瓦斯压力。在近全岩保护层开采过程中会产生大量矸石,且保护层与被保护层开采期间存在一定时间差值。为在完成矿井产能条件下实现深部矿井矸石井下分选和充填,保障采区内工作面接替,本文以平煤十二矿保护层开采为研究背景,综合采用理论分析、数值模拟、现场调研、综合评价相结合的研究方法,研究了井下煤矸运输路径及井下分选系统相关参数、保护层工作面参数,优化了保护层、被保护层和配采工作面的接替方案,设计了采充抽协调开采软件,主要研究成果如下:(1)确定了平煤十二矿保护层开采位置;建立了采充抽一体化矿井生产物流运输模型,确定了充填工作面所在位置及充填方式;选择了井下分选中心、运矸巷和矸石仓的数量及位置;(2)基于平煤十二矿保护层开采卸压条件,推导出了被保护层卸压前后瓦斯孔隙率、渗透率的动态变化表达式以及瓦斯渗流场控制表达公式,得到保护层开采对瓦斯渗流的影响规律。在此基础上运用数值模拟研究了保护层工作面参数对被保护层相对膨胀率影响,确定了保护层采厚、工作面长度;并对采抽协调进行了研究,确定了保护层最佳抽采范围;(3)提出了多种符合矿井生产需求的工作面接替方案,通过模型分析法建立了经济、技术、时间、空间、环境等多因素接替方案评价体系,并确定了各个因素及其下属指标在平煤十二矿接替方案当中的影响权重,对工作面接替方案进行了选择;(4)数值模拟分析了被保护层充填高度对上覆煤岩裂隙发育的影响,确定了充填率范围,在此基础上通过理论分析确定了采充抽协调关系范围,研发了针对平煤十二矿的采充抽协调开采软件,并在工程上得到验证。该该论文有图43幅,表16个,参考文献98篇。