煤炭资源井工开采,必然引发上覆岩层发生变形与破坏。导致地表沉降,形成导水裂缝带,一旦和水体沟通构成突水通道,将严重威胁采煤工作面的安全生产。覆岩运动具有多尺度变形和大范围运动等显著的岩体力学特征,且围岩内部活动通常无法直接观测。为了解决这一问题,本文将分布式光纤传感技术应用到了覆岩变形破坏的监测中。由于将分布式光纤监测技术应用于覆岩监测中存在光纤能否和岩体协同变形、岩层变形特征如何用光纤辨识等未知的问题,所以本文通过室内试验、理论分析、数值模拟、相似模拟试验、现场试验等手段,主要进行了覆岩采动变形规律理论研究、光纤的基础性能标定研究、光纤-岩土体-注浆体三者的耦合性能研究、基于光纤监测数据的覆岩采动变形表征研究、以及荫营煤矿150313工作面现场导水裂隙带高度[Water Conducting Fracture Zone（WCFZ）]实测及煤巷顶板沉降变形的光纤应变量化表征研究,主要取得了以下研究成果:（1）对覆岩采动变形规律进行了理论分析及数值模拟研究,构建了分布式光纤进行覆岩采动变形监测的覆岩破坏力学模型,分析了光纤应变表征覆岩破坏的机制。研究了覆岩采动变形的室内相似模拟试验、现场覆岩采动造成的岩移观测和导水裂隙带最大高度发育规律现场实测的分布式光纤应变监测的理论和方法。（2）通过光纤基础标定试验,获得了5 mm钢绞线光纤的应变-频移系数、温度-频移系数以及光纤表面黏贴的应变传递效率;通过钢绞线光纤和定点光纤与混凝土柱的耦合性能试验,探明了两种光纤与混凝土柱的耦合性能,研究表明,5mm钢绞线光纤与混凝土柱的耦合性能最好,可以满足现场监测的要求。（3）通过相似模拟试验,提出了采用光纤应变变化表征覆岩运动状态的概念,推导了光纤应变变化与覆岩结构演化特征的对应关系,建立了采场覆岩结构破断的光纤表征力学模型,获得了覆岩采动变形的光纤应变变化表征方法与监测技术。（4）建立了光纤应变变化对导水裂隙带高度演化特征的表征关系,揭示了采动覆岩结构与光纤位置的动态响应关系。随工作面开挖光纤应变曲线呈“台阶”特征,工作面靠近垂直光纤,光纤处于压应变先增大后减小状态;得出了光纤应变曲线的“一级台阶”可以反映冒落带高度,“二级台阶”可以反映裂隙带高度的结论。（5）开展了基于BOTDR的覆岩变形现场观测研究。由150313工作面的进风巷顶板以一定角度向煤层覆岩打设钻孔,布设传感光缆,监测得到了覆岩采动变形的光纤应变变化分布,该光纤应变变化分布反映了覆岩采动变形的破坏规律,揭示了覆岩在工作面回采形成采空区后的运动演化过程。（6）开展了基于BOTDR的导水裂隙带最大高度的现场实测研究。通过理论分析,提出了在覆岩垮落强度大、厚煤层放顶煤开采条件下导水裂隙带发育规律的分布式光纤监测的优化过程的监测方案和方法。成功地进行了150313工作面导水裂隙带的全周期监测,得到了导水裂隙带高度的演化规律和最大高度。根据传感光缆的应变分布及动态变化,分析得出了导水裂隙带发育规律,并得出导水裂隙带最大发育高度约为86.69 m,与经验公式（约83.65 m）和基于关键层判别法（约85.47 m）的估值基本相符,同时与室内相似模拟试验的结论（约90.27 m）也相符。（7）开展了基于BOTDR和光纤预拉伸定点布设（POFLF）技术的煤巷顶板沉降变形的现场监测试验。通过光纤应变和顶板变形的理论研究,提出了煤巷顶板POFLF技术,将光纤定点水平布设于顺槽顶板,光纤应变的变化不仅能定性、定量地的反映顶板变形破坏程度,还能反映顶板变形破坏的具体范围。构建了煤巷顶板的三角形和梯形沉降模型,并使用这两个模型计算了顶板的沉降变形,计算结果和简易十字观测法观测结果基本相符。（8）论文研究表明,将分布式光纤监测技术应用于煤矿覆岩变形监测是可行的,并初步形成了一套基于分布式光纤监测煤矿覆岩变形的成套技术。