保护层开采通过卸荷效应使被保护层发生裂隙张开、卸荷损伤甚至破坏,进而使其渗透率急剧增大,最终实现卸压瓦斯的高效抽采及消除煤与瓦斯突出的危险性。探明被保护层的渗透率演化规律及分布特征是合理布置瓦斯抽采钻孔、提高卸压瓦斯抽采时效性的关键。近年来,针对保护层开采的理论研究已取得了大量成果,但多数研究都是针对某一特定赋存条件的被保护层或保护层展开的,对于不同距离的被保护层渗透率演化规律及分布特征还缺乏系统的研究。本文通过理论分析、室内试验、数值模拟和现场实测等手段,系统研究了不同距离下被保护层采动应力演化规律、相应加卸载路径下含瓦斯煤的力学特性、声发射特征、破坏特征及渗透率演化规律,建立了采动煤体渗透率分段模型,并获得了下被保护层渗透率演化规律及分布特征。为合理布置被保护层卸压瓦斯抽采钻孔提供了理论依据。基于理论分析,获得了不同距离的下被保护层采动应力演化规律。保护层开采后,在工作面前方形成了应力集中区,在工作面后方形成了卸压区。被保护层进入应力集中区和卸压区的过程中依次经历了加载和三向应力同时卸载的受力过程,并且垂直应力的变化速度显著大于水平应力。随着下被保护层距离的增加,三向应力卸载时垂直应力卸载速度与水平应力卸载速度的比值不断增大。根据下被保护层采动应力计算结果,提取了相应应力路径并据此开展了卸载煤体力学-渗透试验。首先将被保护层自原始应力区进入应力集中区简化成试样被逐渐压缩至屈服状态的过程,然后针对被保护层自应力集中区进入卸压区的三向应力卸载阶段,分别用试验系统的围压、轴压来模拟垂直应力、水平应力的卸载过程,并用围压与轴压卸载速度比N（以下简称卸载速度比N）的不同来模拟不同距离下被保护层的应力卸载过程。试验结果表明,应力卸载前的加轴压阶段,试样应力-应变曲线经历了初始压密阶段、弹性阶段和屈服阶段;声发射信号随轴向应变的增加逐渐增强;渗透率随轴向应变的增加不断减小;与常规三轴压缩试验结果相似。应力卸载后,声发射信号迅速增强,并在峰值点附近达到最大值,试样破坏后逐渐趋于缓和,渗透率也随应力的卸载迅速升高。随着卸载速度比N的增大,试样破坏时的峰值差应力、破坏前差应力-径向应变曲线斜率的绝对值、峰值点附近声发射计数和声发射能量以及破坏后的累积计数和累积能量均增大。当卸载速度比N较小时,试样呈现出劈裂破坏和剪切破坏的混合特征,主破坏面贯穿试样两端,渗透率随着体积的膨胀呈上扬的二次多项式关系增长;当N较大时,试样呈现出剪切破坏特征,主剪切面未有效贯通试样两端,渗透率随体积的膨胀近似呈线性关系增长。基于多孔介质渗透理论,在考虑应力路径对煤内裂隙扩展特征及渗透率演化规律影响的基础上,建立了弹性阶段、扩容-屈服阶段、屈服-破坏阶段的渗透率分段模型,引入了系数（?）1、（?）2和（?）3来表示各阶段有效孔隙变化引起的体积应变与该阶段总体积应变的比值。利用渗透率实测数据对模型进行了拟合,验证了模型的正确性。拟合结果还表明,随着围压及卸载速度比N的增大,有效孔隙变化引起的体积应变与该阶段总体积应变的比值不断减小,渗透率对体积应变的敏感性不断降低。围压和应力路径均会对煤内裂隙的扩展特征产生影响,进而影响渗透率的变化趋势。以中兴煤矿上保护层开采为工程背景,利用数值模拟获得了下被保护层采动应力、应变演化规律及分布特征。保护层回采后,被保护层应力状态可划分为原始应力区、应力集中区、卸压区和应力恢复区。原始应力区大致位于采煤工作面前方60m以远的范围,应力集中区大致位于工作面前方5m～60m的范围,卸压区大致位于工作面前方5m～工作面后方30m的范围,应力恢复区大致位于工作面后方30m～采空区中心区域的范围。随着保护层的开采,沿回采方向被保护层经历了加载和三向应力同时卸载的受力过程,与被保护层采动应力理论计算结果一致。被保护层x方向（工作面倾向）应变主要分布在两侧煤柱附近及采空区内部;y方向（工作面走向）应变主要分布在工作面、开切眼位置及采空区内部;z方向（垂直方向）应变在工作面、开切眼、两侧煤柱及采空区内部均有分布。x方向应变和y方向应变的变化趋势与垂直应力正好相反,z方向应变的变化趋势与垂直应力一致。体积应变分布特征及变化趋势与z方向应变基本一致,充分说明了垂直应力对z方向应变及体积应变的主导作用。将模拟获得的被保护层体积应变与建立的渗透率分段模型结合,利用python语言编程赋值的方法,获得了被保护层渗透率演化规律及分布特征。保护层回采后,被保护层可划分为原始渗透区、渗透率降低区和渗透率升高区。被保护层渗透率大致自工作面前方100m处开始逐渐减小,在工作面前方15m处降至最小值,其中100～60m的范围渗透率减小速度缓慢,60～15m的范围减小速度逐渐增大。自工作面前方15m的位置渗透率开始回升,进入采空区后升高至最大值并在一定时期基本保持稳定。在中兴煤矿进行现场实测,获得了下被保护层钻孔瓦斯抽采量及瓦斯抽采浓度随上保护层工作面推进的变化规律。保护层回采初期,被保护层钻孔瓦斯抽采混量较高,随工作面的推进,瓦斯抽采混量呈波动状降低。自工作面前方约15m处,瓦斯抽采混量、瓦斯浓度和瓦斯抽采纯量开始迅速增大,进入采空区后达到最大值并在一定时期基本保持稳定。被保护层钻孔瓦斯抽采量随保护层工作面推进的变化规律与渗透率演化规律及分布特征理论研究结果一致。