随着煤矿可采煤层的回采结束而废弃,遗煤的不断解吸造成采空区内聚集了大量的煤层气,煤层开采活动在采空区上部形成的裂隙带造成了上覆含水层与采空区联通,矿井废弃后含水层向采空区大量涌水形成采空区积水,严重影响了废弃矿井积水采空区的煤层气地面钻井抽采效果;本论文采用物理实验和现场实测相结合的方法开展了废弃矿井积水采空区破碎煤体的压实、静态积水与排采条件积水破碎煤体瓦斯渗流规律的研究,基于上述研究提出了排水采气一体化技术思路;主要研究成果如下:矿井废弃后采空区内的破碎煤体在长期载荷条件下发生压实破碎,采用物理实验的方法开展了积水条件下破碎煤体的压实规律研究,揭示了废弃矿井采空区积水促进煤体压实破碎的规律,得到了煤样块径越大积水量对煤体的破碎促进作用越明显,应力越大不同块径煤体压实破碎的数量结果差异越小的结论。采空区破碎遗煤受长期载荷压实导致了采空区内瓦斯的渗流通道变化,基于受限空间内多相流渗流实验系统,采用物理实验的方法研究了采空区静态积水破碎煤体瓦斯渗流规律,揭示了相同积水量条件下,随着载荷的增大煤体瓦斯渗透率呈指数型递减趋势,煤体应变量随载荷的增大而增大的规律,当载荷达到一定值时,煤样块径对瓦斯渗透率的影响可忽略,载荷应力成为影响瓦斯渗透率的主要因素。采用物理实验方法研究了采空区排采条件积水破碎煤体瓦斯渗流规律,揭示了采空区排采条件积水破碎煤样压实及瓦斯渗流规律;排采条件积水破碎煤体瓦斯实验过程中导流室内的二次积水造成积水量不稳定变化导致破碎煤体应力-应变变化不稳定,相较于静态积水破碎煤体瓦斯渗流实验的渗透率变化差别更小,二次积水现象使得初始积水量对破碎煤样瓦斯渗透率的影响作用弱化,相同积水量条件下,呈现块径越大,排采条件积水破碎煤体与静态积水破碎煤体瓦斯渗透率的比值越小的规律。针对山西某废弃矿井积水采空区地面瓦斯抽采钻井的涌水及积水堵塞难题,基于上述物理实验研究与分析,提出了排水采气一体化技术思路。技术应用后抽采瓦斯流量提高了30%左右,采空区积水量的减少,增大了采空区瓦斯渗透率,钻井抽采瓦斯浓度始终维持在85%以上,排水采气一体化技术的应用实现了废弃矿井积水采空区瓦斯的高效抽采利用。