煤层开采不但影响覆岩内构筑物(硐室、巷道以及井筒等)的正常使用,而且会导致上覆岩层产生移动变形及采动裂隙。一旦采动裂隙沟通上部水体,则可能引起井下突水事故,另外采空区周围采动裂隙作为瓦斯富集通道,对于实现煤与瓦斯安全共采至关重要。上述采动问题均与岩体的移动变形有关,因此研究覆岩移动变形规律及预计模型具有一定的工程和理论价值。本文采用数值模拟、现场实测、力学分析和工程实践等多种研究方法,研究了采动覆岩的应力场及位移场变化规律、覆岩移动变形机理、覆岩动态移动变形规律及预计模型和基于覆岩移动变形的采动裂隙计算方法,主要成果及创新性如下:(1)在研究采场支承压力分布规律的基础上,建立覆岩岩层支承压力分布函数,并通过数值模拟和理论分析得到了采场及上覆岩层支承压力分布变化规律,建立了不同埋深水平岩层支承压力函数之间的联系。依据采场及上覆岩层载荷守恒原理,推导得到不同埋深岩层应力恢复函数的参数变化规律,发现与煤层距离越远的岩层其应力恢复越快。(2)运用弹性板理论建立了岩层挠曲微分方程力学模型,以基本顶岩层为例对力学模型进行求解,验证了力学模型的正确性。分析模型参数的敏感性以及不同埋深水平岩层的挠度曲线变化规律,揭示了覆岩移动变形的机理。(3)以裴沟矿地表移动观测数据为基础,对地表动态移动变形特征进行研究,得到工作面推进过程中主断面最大下沉速度及下沉速度滞后距的变化规律,通过对下沉速度曲线进行函数表达,推导了地表主断面下沉速度预计公式。通过研究地表与覆岩动态移动变形参数之间的关系,建立了主断面上任意开采时刻覆岩动态移动变形预计模型。(4)通过分析覆岩移动变形的力学原理以及覆岩移动规律,认为采动主要影响半径的主控因素是岩层的抗弯刚度,推导得到基于岩层抗弯刚度变化规律的主要影响半径计算公式。利用现场实测数据以及数值模拟结果,运用曲线拟合方法得到下沉系数影响指数和拐点偏移距影响指数,得到了修正预计参数的覆岩移动变形预计模型。该模型以概率积分法为基础,预计参数以地表实测数据为依据,能够反映地表实测移动参数在覆岩中的变化规律,因此预计模型具有很好的可操作性及准确性。(5)通过对覆岩采动裂隙特征的分析研究,分别采用岩层层间拉伸率和层面拉伸率表示层间裂隙和竖向贯穿裂隙的发育程度。利用覆岩移动变形计算模型得到裴沟煤矿工作面开采后覆岩层间拉伸率和层面拉伸率的分布规律。根据现场导水裂隙带发育高度的实测值,反演得到裂隙导水性的移动变形判断指标,即层面拉伸率临界值ε’_S为0.28%,进而提出了基于覆岩移动变形的采动裂隙发育计算方法。然后对后续开采方案进行计算,得到倾向不同开采尺寸下覆岩采动裂隙分布以及导水裂隙带发育高度变化规律,最后对影响导水裂隙带发育的影响因素进行了分析。上述研究成果可以为煤矿现场防治水和进行采动裂隙内瓦斯的抽采提供参考。