地层中由于构造运动或是采动不仅会造成应力重新分布,破坏煤系地层岩层的完整性,还会使岩层在背斜构造形成中产生的裂隙以及采动裂隙进一步发育延伸从而相互贯通,这在一定程度上为承压水和瓦斯等有害气体提供通道和储存空间,为了解决了煤矿井下突水、瓦斯灾害防治、采面高应力现象以及工作面的安全支护等问题,通过在背斜构造条件下,分析岩层中由于背斜构造形成中产生的裂隙及分布对回采工作面在推进中顶底板应力变化、顶板破断以及破坏结构等问题,通过结合理论、相似材料模拟以及软件模拟分析等方法,更为详细的研究背斜构造形成的过程中裂隙发育延伸及裂隙的分布规律,以及在背斜构造条件下采动裂隙的发育及空间分布和采场覆岩的破断结构在时空上的联系问题,其主要研究成果如下:(1)在相似模拟试验中可得:背斜构造形成的过程中过程中的宏观层面,在背斜轴部附近出现初始裂隙带,裂隙与水平夹角大致为55°～78°,当背斜构造继续运动时,将会在距离背斜轴部20～25 cm的范围内产生次级裂隙带,就裂隙的分布情况来看,初始裂隙带发育程度较大,且裂隙的贯通程度高,而背斜构造次级裂隙发育带中,在煤层底板裂隙产生的数量多,但是顶板中裂隙数量相对较少发育程度低;从微观层面研究发现,岩层裂隙发育是从下往上延伸,在初始裂隙带中裂隙张开的最大宽度为1.8 cm;两条裂隙带以背斜构造轴部中心线为基准,近乎对称的分布在背斜构造的两翼大体呈“V”型;背斜构造形成的过程中过程中的微观层面,初始裂隙带中裂隙形态大致呈“∨”字型,而在次级裂隙带中的裂隙形态主要要呈现“∧”字型;(2)在背斜构造条件下沿煤层推进采面时,开挖初期顶板受背斜构造中次级裂隙带影响较大,顶板破断以及裂隙的发育程度较大;当采面推进到背斜构造的初始裂隙发育带,采面支架受压严重且裂隙延伸贯通程度高,顶板容易产生台阶性下沉,建议采面通过背斜构造初始裂隙带时加强探放水作用,同时工作面应提前调斜通过背斜构造的初始裂隙发育带;(3)在相似模拟试验中可得覆岩下沉破断大致分为三个阶段:仰斜开采阶段、正常开采阶段、俯斜开采阶段;在整个采面回采过程中,仰斜阶段顶板的初次断裂步距为30 cm,周期断裂步距为10 cm;在俯采阶段顶板跨落步距有由5 cm增大到20 cm,当顶板破断后采面又恢复到正常周期来压步距;受背斜构造影响,随采面推进在背斜构造次级裂隙发育范围内,覆岩整体的破坏弯曲下沉压实现象较明显;(4)回采裂隙发育情况,由于地质运动和采动的双重应力叠加作用下,仰斜开采阶段回采对裂隙发育影响较大,裂隙出现进一步的延伸发育,在背斜构造次级裂隙发育带附近顶板破断后覆岩中横向裂隙开始发育;当回采到背斜构造轴部附近,裂隙发育延伸较快且发育高度最大为18 cm;俯斜开采阶段回采裂隙在横向较发育;在整个的采动中,随着采面推进顶板出现下沉和破断,采场顶板裂隙发育延伸整体呈现“产生(顶板的初次来压)—发育延伸(关键层的弯曲下沉)—闭合(顶板的周期跨落)的动态演化过程;(5)通过FLAC3D软件,对在背斜构造条件下的采面推进在顶底板的应力变化分布情况进行研究分析,在煤层回采的初始阶段,在采面推进到15～30 m范围,采面附近煤壁应力集中程度较大,煤层附近岩层卸压范围开始向采空区后方转移,且范围也在逐渐增大;在采面推进到背斜构造的初始裂隙发育带附近时,采面附近煤壁以及采空区顶底板应力发生较大程度的改变;采面在正常推进阶段,采面前方煤壁的应力集中程度逐渐增强,采面在俯斜推进阶段,采面前方的应力集中出现先增强,而后随顶板破断后煤壁前方的应力集中又开始逐渐减弱。