余吾煤业矿井为高瓦斯矿井,其主采3#煤层具有低透气、难抽放等特点,同时综采放顶采煤方式的推广应用使得工作面采高大、采空区遗煤多,从而出现了瓦斯涌出量大、浓度高等威胁煤矿生产安全的情况,其中上隅角瓦斯浓度超限问题尤为突出。针对上述问题,本文以N1101工作面为研究对象,在现有理论基础上分析了采空区的形成过程,包括其空间特征、采场“三带”和“三区”的划分依据及裂隙发育分布规律。根据3#煤层实际地质情况建立煤岩层3D几何模型,利用FLAC3D对工作面推进过程中煤岩层的变形及塑性破坏情况进行模拟,揭示了采动覆岩应力场、裂隙场的分布演化机理。基于多孔介质渗流理论,阐述了采空区瓦斯赋存涌出运移规律,对工作面和采空区涌出量、瓦斯源项、多孔介质粘性系数等参数进行计算。基于理论分析和工作面实际工况,建立CFD采空区三维模型,利用FLUENT模拟了“U”型通风方式下未抽采时的采空区流场及瓦斯浓度分布情况,综合分析了工作面漏风对于采空区瓦斯的影响以及上隅角瓦斯浓度超限的原因,说明对采空区瓦斯进行抽采必不可少。利用FLUENT研究了高抽巷抽采和预埋立管抽采对采空区流场及瓦斯浓度的影响规律,分别模拟了高抽巷在不同垂距和平距下以及预埋立管在不同埋管间距下的抽采情况,分析高抽巷和埋管的空间位置对抽采效果的影响,从中总结规律并提出最合适的抽采布置参数,即针对余吾煤业N1101工作面,高抽巷距顶板垂直距离30m~40m时和距回风巷平距10m~20m时抽采效果为最佳,埋管的最佳间距为20m。通过现场实测数据,对抽采方式的有效性和合理性进行工程验证,为余吾煤业采空区瓦斯抽采系统的优化提供借鉴。