我国西南地区煤炭储量丰富,煤层具有埋藏浅、基岩薄、岩溶发育特点,在溶洞发育地貌下进行浅埋煤层开采,扰动岩体裂隙容易扩展至溶洞形成导水通道,从而引发溶洞失稳、地表塌陷及岩溶水流失,对工作面安全生产造成威胁,目前采动覆岩裂隙主要集中在平原、山区、沟谷地貌,而上覆岩层含溶洞条件下层采动裂隙扩展演化规律及岩层移动变形特征尚不明确。有鉴于此,本文以贵州典型溶洞发育地貌浅埋煤层为工程背景,结合多种研究方法,对开采扰动下覆岩裂隙演化规律及其分形特征开展了探究和分析,得到如下主要研究成果:（1）分析了上覆岩层结构特征,基于关键层理论,判定了覆岩关键层位置,指出覆岩具有多关键层、薄松散层结构特征,结合弹性力学和材料力学,建立了岩梁力学分析模型,计算了老顶初次及周期来压破断步距,分析了影响采动覆岩裂隙发育高度的重要因素。（2）通过开展相似模拟试验探讨了赋存溶洞对采动裂隙扩展及岩层移动变形的影响,结果表明,当煤层上方赋存溶洞时,岩层结构完整性遭到破坏,扰动应力传递在溶洞位置受到阻遏中断,采动影响主要集中在溶洞左侧,造成溶洞两帮产生不协调变形,采动裂隙在溶洞帮部达到最大发育高度;致使弯曲带中形成了离层区,而溶洞下方离层裂隙较为发育,采动覆岩裂隙整体分布形态呈“台阶梯”状。（3）在相似模拟实验基础上,结合分形几何理论,采用盒维数法计算了二维采动覆岩裂隙提取图像分形维数,定量分析了采动覆岩裂隙网络演化分形效应,得出分形维数随工作面推进变化规律可分为四个阶段,第一、二阶段呈指数增长趋势,其中第二阶段增长幅度较大,第三、四阶段表现为线性变化,斜率分别为-0.0007、0.0014,分形维数波动幅度较小,各阶段拟合曲线相关性系数均在0.90以上;同时得出了覆岩裂隙在“三带”区域具有较高的自相似性,裂隙带分形维数大于垮落带和弯曲带。（4）通过建立数值采动模型分析了溶洞地貌下浅埋煤层开采覆岩移动变形规律、垂直应力分布特征、裂隙场演化规律,研究结果表明,溶洞对采动裂隙具有导向作用,工作面推进溶洞下方,老顶垂直应力出现激增,应力达到首次峰值,采动覆岩裂隙达到最大发育高度;当工作面开采150m时,老顶和关键层Ⅱ垂直位移量达到最大,此时采动裂隙扩展延伸至溶洞顶板,溶洞下方离层裂隙开始闭合;根据不同开采距离下覆岩微观裂隙场分布图,建立了覆岩裂隙网络分形维数与工作面超前峰值压力的函数关系式。