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由于倾角的影响,急倾斜煤层开采后,其上覆岩层弯曲、变形和破坏规律与开采近水平或缓倾斜煤层不同。首先,煤层开采后上覆岩层的垮落形态沿煤层倾向呈现不对称分布,冒落带最大高度不出现在采空区中部上方,而是出现在偏向采空区上部位置;其次,煤层开挖后,沿煤层倾向,采空区上方顶板垮落岩石由于重力作用沿着煤层倾向向采空区下部移动,造成采空区下部充填较为充分,位于采空区下部的顶板应力释放区较小,而位于采空区中上部顶板压力释放区较大,因此采空区上方顶板应力呈现不对称分布;并且,由于倾角较大,上覆岩层重力沿层面的分量较大,使得上覆岩层主要受压产生破坏;采空区上方顶板垮落形态呈“厂”字形。将近水平或缓倾斜煤层开采后形成的“三带”高度的判定公式运用于急倾斜煤层,判断其形成的“三带”范围,与真实情况差异较大,因为急倾斜煤层开采后,采空区上部和下部顶板的垮落带,裂隙带和弯曲下沉带的高度都存在较大不同。因此,急倾斜煤层开采后,对其上覆岩层结构特征,变形破坏规律,最大影响高度,影响程度等的研究是一大难题。上行开采是指地层中存在两层或者多层相距一定距离的煤层时,首先开采位于下方位置的煤层,再开采位于上方层位的煤层的一种不同于正常开采顺序的一种采煤方法。由于其在一定条件下具有极大的安全、技术和经济上的优越性,引起国内外越来越多的学者的研究及运用。但是目前国内外采用上行开采的多为倾角较小的煤层,而极少研究急倾斜煤层。煤层开采后,急倾斜煤层采空区覆岩移动方式和矿压显现规律与开采水平或缓倾斜煤层有很大的差异,而上方煤层能否开采受下方煤层开采后其上覆岩层的运动与破坏状态影响和决定。因此,研究分析急倾斜煤层开采后上覆岩层变化特征、规律,并对工作面及时采取有效保护措施,对确定上覆煤层巷道布置方式及回采工作顺利进行有着极其重要的意义。 本研究主要内容包括:①急倾斜煤层直接顶上方老顶岩层的最大扰度及其位置;②考虑到上覆岩层弯曲变形随着高度的增加逐渐减弱的特性,用楔形区移动模型分析得到急倾斜煤层开采后对上覆岩层的最大影响高度;③通过数值模拟验证了理论分析的正确性,得到了急倾斜煤层开采后上覆岩层移动变形规律及应力分布规律,并且分析出岩移角度和采动影响角,得出7号煤层受9号煤层开采的影响程度及影响范围;④通过相似材料模型试验得到了9号煤层开采后“三带”的高度,岩移角度,影响高度及上煤层受采动影响的范围及程度;⑤综合对比分析理论分析,数值模拟,相似模拟研究成果,得到急倾斜煤层开采覆岩移动、变形及应力分布规律,验证了上行开采的可行性。