随着我国绝大部分矿井的首采煤层已经接近尾声,部分矿井将会面临下位多煤层采空区条件下对上部煤层回采的问题。由于多煤层采出后对原岩的多次扰动及采出空间变大,多煤层采空区上覆岩层综合导水裂隙带、上位煤层工作面覆岩运移特征及矿压显现规律与普通的上行开采存在较大的差异,对上位煤层的扰动破坏程度也有所不同。基于此种情况有必要对下位多煤层采空区情况下对上位煤层回采的可行性、上位煤层工作面覆岩运移特征及矿压显现规律进行深入研究。本文以山西吕梁某矿多煤层赋存且下方三煤层采空区条件为工程背景,将煤层群上行开采上位煤层工作面覆岩运移特征及矿压显现规律作为着手点,运用理论分析、数值模拟、现场实测以及工业试验相结合的手段。为多煤层采空区上位煤层的安全回采提供理论支持和现场实施对策。主要研究内容和结论如下:（1）利用理论分析对多煤层采空区上行开采可行性进行判定进行了研究,结果表明:通过对多煤层采空区上行开采4类共17个影响因素权重进行计算,揭示了各因素种类对上行开采影响程度的高低关系为:下位煤层因素＞层间岩层因素＞上位煤层因素＞自然因素。上部煤层在下部三层煤层采空的条件下,计算综合垮落带高度最大为10.49m,综合裂隙带最大高度为29.85m,上部煤层与下部第一层煤层间距28.3m,因此上部煤层空间上处于综合垮落带之上及综合裂隙带范围之内;计算综合采动影响倍数KZ=8.92,大于我国上行开采的实践及研究结论综合采动影响倍数的最大限度6.3;计算上部煤层下方三层煤层开采后所需时间间隔分别为22.1、21.8、10.3月,实际矿井煤层开采距今已有28月。（2）在理论分析的基础上,利用数值模拟实验和现场实测,研究了下部三层煤层采空后上覆岩层垮落及移动特征,数值模拟结果表明:下方三层煤层采空后,04号煤层均匀沉降,两端沉降较小,依次向中部递增,最大沉降发生在04号煤层距离左边界煤柱250m处沉降量为2.85m,最小沉降发生在两侧沉降量0.85m。现场实测结果表明:04号煤层整体处于综合裂隙带范围内,层间岩层处于压实状态,虽发生沉降,但整体呈连续状态,无大范围破坏和台阶错动,验证了数值模拟结果与理论分析结果,阐明了多煤层采空区上行开采可采。（3）利用岩石力学、块体理论和弹塑性力学等理论并结合本矿井实际情况,研究了首采工作面推进过程中覆岩关键块体滑落失稳与回转变形机理,提出了将上位煤层工作面推进过程与4号煤层采空区的关系分为三个阶段:（1）进上行区域前;（2）位于上行区域时;（3）出上行区域后。分析了不同阶段顶底板关键块体对工作面推进的影响,建立了不同阶段关键块体回转变形和滑落失稳结构模型,同时对关键块体回转变形和滑落失稳进行了详细力学分析,分析结果揭示了来自支架传递的支撑力FB和采空区矸石刚度K为关键参数,直接影响了上覆顶底板关键块体能否形成稳定的铰接结构,从而预防在上位煤层回采过程中发生台阶下沉或倒架等事故。（4）利用数值模拟实验对上述理论机理分析进行了验证,同时分析了上部煤层工作面推进至不同阶段覆岩运移和支承压力变化特征,结果表明:工作面位于非上行区域时,工作面覆岩运移特征与正常开采的工作面差别不大,未进入上行区域和出上行区域后支承压力明显大于位于上行区域时的支承压力。提出了对多煤层上行开采提出合理实施对策指导现场工作,即:上行开采工作面实施快掘快采;使用特殊回采工艺回采;针对工作面危险区域底板喷锚加固;足够的开采间隔时间;合理设置终采线和开切眼位置。（5）在上述理论分析、数值模拟与现场实测研究的基础上,形成了多煤层采空区上行开采技术与实施对策,在山西吕梁某矿进行了上行开采试验及工业实施,并成功解决了由于历史遗留原因存在于4号、6号及10号煤层采空区上方04号煤层回采难题,同时对04号煤层首采工作面回采成功完成,取得了巨大的经济效益。该上行开采理论和技术是科学可行的,为多煤层采空区上行开采提供参考和借鉴意义。