井下煤层回采引起的环境问题及灾害事故大部分都与采场覆岩移动有关,研究采场覆岩移动规律的关键在于充分掌握采场覆岩内承载结构的承载运移机理及演化规律。传统上在研究采场覆岩运移规律时通常将上覆松散层视为基岩顶界面的均布载荷,并随基岩层的破断垮落而同步协调变形,忽略了松散层内部形成类散体拱承载结构的可能性,而这将会对采场覆岩破断运移规律及覆岩关键块稳定性分析造成较大误差。本文以赵固二矿11050厚松散层工作面为工程背景,开展了厚松散层类散体拱结构动态演化机理及应用研究。首先,基于合理的相似材料选取及参数配比,通过物理相似模拟实验研究了11050厚松散层工作面采场覆岩破断运移规律,重点分析了松散层内主应变场随工作面回采的演化特征;其次,通过构建类散体拱结构力学理论模型,推导了类散体拱结构的轴线特征方程及形态特征方程,并通过现场实测进行验证;通过力学理论分析,研究了类散体拱结构的承载演化机理;然后,通过构建力学理论模型,研究了类散体拱结构影响下关键层板结构的初次和周期性破断规律及内力分布特征;通过构建类散体拱结构影响下扇形断块和梯形断块结构力学理论模型,推导得出了关键块失稳判据;最后,基于前述类散体拱结构影响下关键层板结构关键块稳定性判据,研究了11050工作面覆岩破断垮落特征及支架载荷计算,并通过工作面矿压实测进行验证;通过地表移动观测数据,分析了类散体拱结构影响下地表动态移动变形规律,并通过理论分析,构建了适用于类散体拱结构影响下的地表动态沉降时间函数预计模型。论文主要取得如下几方面研究成果:（1）基于对厚松散层不同深度土体侧压力系数的现场实测,揭示出随着埋深的增大,土体侧压力系数并非定值,而是呈现出幂函数变化的规律;基于物理相似模拟实验,分析了松散层类散体拱结构的演化规律,指出主关键层的破断并非松散层内类散体拱结构形成的充分条件,揭示出类散体拱结构的孕育发展是采场覆岩主应力重新分布的结果;分析得出类散体拱结构影响下,主关键层顶界面载荷分布特征表现为:采空区上方为应力降低区,两侧拱基处为应力增高区,向外远离拱基处为原岩应力区。（2）通过物理相似模拟实验,揭示出类散体拱结构其实是采场覆岩内应力拱结构在空间发展上的另一种表现形式,分析得出类散体拱结构的形成机理为松散层介质在受到开采扰动后,受影响范围的松散层颗粒介质产生非均匀移动而发生相互挤压,增大了介质颗粒间抗剪切滑移的强度并形成了较为稳定的拱形结构。（3）通过建立类散体拱结构的力学理论模型,分析得出随着工作面的推进,类散体拱结构的矢跨比呈现出快速减小的趋势;指出类散体拱结构的发育高度及厚度主要与松散层介质的内摩擦角、粘聚力和侧压力系数有关,其中,随着侧压系数的增大,类散体拱结构的发育高度逐渐减小而壁厚逐渐增加;随着松散层介质的粘聚力和内摩擦角的增大,类散体拱结构的发育高度及厚度均呈现减小的趋势。（4）通过弹性薄板理论,建立了类散体拱结构影响下关键层板结构初次及周期性破断失稳力学理论模型,并分别得到了关键层板结构破断时内力分布特征及破断后扇形断块及梯形断块结构稳定性判据。（5）通过力学理论分析,研究了类散体拱结构影响下采场覆岩破断失稳的影响机理。得出与传统将采场上覆厚松散层介质视为均布载荷并整体随基岩层同步协调移动的观点相比,考虑到松散层内类散体拱结构的影响,主关键层破断后形成的扇形断块及梯形断块结构关键块的水平推力明显增大而剪切应力明显减小,所形成的关键块结构不易发生回转变形及滑落失稳,同时,受到类散体拱承载结构的保护,其下方属于采场应力降低区,因此工作面矿压显现较为缓和。理论分析结果得到了赵固二矿11050工作面现场矿压实测数据的验证。（6）基于地表移动观测数据,研究了类散体拱结构影响下地表动态移动变形特征,得出地表下沉率、水平移动值、拐点偏移距随类散体拱结构演化次数的增加而呈非线性增大的趋势,且增长曲线均符合“Boltzmann”函数变化规律,而主要影响角正切tanβ随类散体拱结构演化次数的增加而呈逐渐减小的变化规律,同时,研究得出,受到类散体拱结构周期性破断失稳的影响,地表测点下沉速度曲线呈现出多峰状特征,并通过对原分段Knothe时间函数模型进行修正,得到了能够满足该地质采矿条件下地表点动态沉降预计的时间函数模型。理论分析结果得到了赵固二矿11050工作面地表实测数据的验证。