我国经济的高速发展引起资源紧张、矿区环境恶化与资源浪费等诸多采矿工业问题,煤与卸压煤层气共采的思想由此孕育而生。本文针对高瓦斯、低渗透性松软煤层的赋存条件,综合运用实验研究、理论分析、物理模拟、数值模拟等手段,系统研究了卸压开采上覆煤岩渗透特性、煤层变形与瓦斯运移耦合的作用机制、采动裂隙的动态演化、采动应力变化及瓦斯渗流规律等,提出了煤层气卸压开采的基本原理和方法,并将其卸压开采原理成功运用到工程实践中,研究结果为煤与卸压煤层气共采提供了理论依据。其主要创新体现在如下五个方面:(1)利用自行设计的气体渗透测试系统,测定了破裂煤岩样的气体渗透率,给出了气体渗透率与煤岩样埋深的关系,研究了加卸围压对破裂煤岩样气体渗透性的影响。(2)建立了煤层变形与瓦斯运移耦合的动力学模型,该模型考虑了煤层变形场、应力场与瓦斯气体在孔隙内吸附、解吸、扩散和渗流过程的流固耦合作用机制。研究了煤层瓦斯渗流的非Darcy流特点,并引入了非Darcy流β因子和加速度系数两个参量,有效地揭示了煤层瓦斯运移规律的客观本质。(3)综合运用数值模拟和物理模拟手段,分析了关键层影响下采动裂隙的动态演化及被卸压煤层的变形规律;采用岩石破裂过程分析软件RFPA2D的煤岩损伤—气体渗流耦合分析功能,研究得到了卸压开采后被卸压煤层的应力场、位移场与渗流场分布特征,并分析了被卸压煤层瓦斯参数及渗透性系数的变化规律。(4)研究提出了沿空留巷首采卸压层采空侧顶板存在三个裂隙发育富含瓦斯区:留巷上部采空区环型空隙区、裂隙带内的竖向裂隙发育区、远程卸压煤层裂隙发育区,为卸压煤层气抽采钻井(孔)的布置提供了理论依据。(5)首次提出了留巷顶板斜上向穿层钻孔抽采被卸压煤层及本层采空区内卸压煤层气的理念,创立了留巷钻孔法替代多岩巷抽采卸压煤层气的方法,并设计出卸压煤层气抽采钻井(孔)的布置方案。运用煤层气卸压抽采原理,成功地在淮南矿区顾桥矿实施了地面钻井和留巷钻孔法抽采卸压煤层气的工程实践,初步建立了适合淮南矿区的卸压煤层气抽采模式。