海石湾煤矿煤二层6124工作面具有煤与瓦斯突出危险性,严重影响矿井正常的安全高效生产。本文以海石湾煤矿特厚煤层6124工作面为研究对象,综合运用岩石力学、渗流力学、相似理论等基本理论,采用理论分析、数值模拟、物理模拟等研究方法,系统地研究了上保护层开采对下部特厚煤层移动变形和渗透性变化规律的影响,并对保护层开采后的保护效果进行了考察。通过上述研究获得了如下的研究结论:(1)获得了上保护层开采后煤岩层渗透率随应力的变化规律,构建了海石湾煤矿煤体渗透率的计算公式。(2)建立了物理相似模拟实验模型,基于该模型对上保护层开采下伏煤岩层的卸压程度、应力随开采过程的变化规律进行了分析;对渗透性变化规律及渗流速度随开采过程的变化规律进行了分析,得到了海石湾煤矿6124特厚煤层上、下部分煤体都出现了先降低—后迅速增大—再缓慢降低—最后保持稳定的规律,但上部分煤体的渗透率变化程度明显比下部分煤体大。(3)建立了 FLAC3D数值模拟模型,分析了上保护层工作面开采过程中被保护层特厚煤层的塑性破坏变形、应力、垂向位移随开挖距离的变化规律。被保护层底板的裂隙发展趋势是由上而下逐步扩展,破裂深度随着回采距离的增大而增大,在工作面回采完后破坏深度趋于稳定。被保护层应力变化沿深度方向呈“V”形且对称分布,即采空区底板中部煤层应力变化程度最大;被保护层位移变化呈现倒“V”形分布,被保护层顶板变形量大于底板变形量。(4)理论计算得到了海石湾煤矿上保护层开采的走向、倾向和垂向保护范围;利用COMSOL软件对上保护层开采后卸压瓦斯抽采效果进行模拟,分析得到了被保护层煤体卸压抽采后的瓦斯压力和渗透率变化分布云图,并测定了抽采后的瓦斯抽采量、残余瓦斯含量和残余瓦斯压力,测定的最大残余瓦斯压力为0.58MPa,最大残余瓦斯含量为7.74m3/t,瓦斯抽采率达到61.69%,效果检验值均小于其临界值,保护层开采效果达标有效。