多层含钒页岩矿床开采上覆岩层移动初期表现形式主要为岩体裂隙的发育，裂隙发育高度和形态决定了矿体开采扰动范围和覆岩破坏程度。以上横山钒矿为研究对象，采用UDEC数值模拟和相似模型试验等手段对多层含钒页岩矿床开采中覆岩裂隙发育高度、形态和动态演化规律进行了研究。基于离散元理论和正交试验分析方法，针对矿体倾角、开采厚度、分段高度、开采深度等4因素分别研究了单因素和多因素变化下的导水裂隙带高度，利用单因素导水裂隙带高度拟合函数，以极差为权重构建了多因素作用下的覆岩导水裂隙带发育高度预测函数。依据分形理论以裂隙分布的分形盒维数为参数，研究了覆岩裂隙形态发育规律，矿体倾角、开采厚度、开采深度主要影响裂隙分布范围，分段高度主要影响覆岩的破坏程度。同时分析研究了开挖完成后覆岩受力平衡过程中覆岩裂隙高度和分形盒维数随时间变化规律，裂隙发育高度随时间增长呈现三个“增长-平衡”过程；分形盒维数随时间增长呈现两个“增长-平衡”过程。以断裂力学理论和相似原理为基础，建立了大型多层含钒页岩矿床相似试验模型，以采空区上方1.8m×0.6m模型区域的应变值为基础分析了开采过程中覆岩破坏发展规律，覆岩破坏发展呈现出明显的周期性，采空区后方覆岩破坏相对较严重，相似材料模型模拟试验结果与数值模拟结果呈现出较好的一致性。开采覆岩裂隙发育高度数值模拟、裂隙发育形态分形分析、相似材料模型验证试验是系统研究多层含钒页岩矿床开采覆岩移动规律的有效手段，研究结果符合上横山多层含钒页岩矿床开采实际，可作为矿山开采设计和生产安全管理的依据。