在煤炭开采过程中,地下水体常常通过各种水力通道涌入采空区,从而引发严重的突水事故,导致生命财产的损失。采动会诱发采空区围岩的破断,岩层中相互联系的裂隙网络构成了地下水的主要通道。因此,从岩石损伤断裂机制着手建立围岩采动破坏范围的预测模型对保障煤矿安全开采具有重要的理论和现实意义。本文以淮北煤田为典型研究区,主要从以下三个方面探究煤矿开采中围岩的损伤断裂效应。首先,针对淮北煤田区域内广泛分布的灰岩地层,将裂隙场变化与浓度场变化相耦合,模拟了岩石微裂隙在化学腐蚀作用下的演化过程,以分形维数量化了岩石力学性能在水化学作用下的劣化效应。然后考虑了这些开采前就大量存在的原生裂隙,从断裂力学角度来研究覆岩采动破坏,推导了微裂隙存在时的岩石断裂准则并应用于导水裂隙带发育的数值模拟之中,对淮北煤田青东煤矿的839工作面开采导水裂隙带发育进行了模拟计算。最后探究岩体强度参数的空间变异性对导水裂隙带发育的影响,将岩体单轴抗拉强度、粘聚力、内摩擦角以及软化系数视为随机变量,基于摩尔-库伦屈服准则推导模型中每个质点的功能函数,计算出覆岩各质点破坏概率,通过淮北煤田的典型工作面进行了验证。通过理论、模拟研究,本文主要得出以下结论:灰岩微裂隙宽度扩展速率随时间减缓,分形维数与损伤变量者之间有很好的线性关系,采用分形理论预测灰岩强度劣化情况与试验结果较为一致;考虑原生裂隙时,导水裂隙带在贯通后高度达到92.5 m,与传统数值模拟、关键层判别和经验公式法相比,考虑原生裂隙的模拟结果与现场测量结果的导水裂隙带高度和裂采比更为接近;质点破坏概率模型能将覆岩局部低强度区域对导水裂隙带范围的影响反映到破坏概率中,进而预测突水点发生位置。