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煤层开采引起的岩层移动是一个复杂的过程,一般认为急倾斜煤层倾角大于45°,正是由于倾角大、地质结构复杂,所以急倾斜煤层开采引起的岩层移动以及地表变形规律更为复杂。煤层开采后,除顶板岩层出现变形移动外,开采煤层超过一定角度后煤层底板也会出现一定的破坏变形;对于存在水平基岩风化带或松散层的急倾斜煤层来说,地表变形规律受到两种结构的影响,更加难以预计地表变形。本文以江西青山矿地质资料为背景,通过理论分析、相似材料模拟实验、数值模拟计算相结合的方法对急倾斜煤层覆岩移动机理及地表变形规律进行了一些尝试性地研究,主要工作以及结论有以下几点:(1)根据急倾斜煤层开采岩层受力特点,分析岩层移动的规律,认为由于煤层倾角大,受力可以分解为沿法向和沿切向的作用力,煤层开采后顶板依次经历垮落-裂隙-弯曲以及沿层面的滑动;(2)采用基础力学的方法对煤层顶底板的受力变形情况进行理论分析。将顶底板岩层简化为“梁”,并认为“岩梁”受到横向力和轴向力,采用材料力学纵横弯曲理论以及弹性力学最小势能原理对岩层弯曲的挠度、滑移量进行推算;(3)根据急倾斜煤层开采后采空区垮落特征以及岩层受力情况,对覆岩以及地表变形规律进行分析,认为近地表水平基岩内存在非对称的应力拱,并且地表最大下沉值应在拱顶处;(4)通过相似模拟实验,对不同采厚、不同开采垂高的急倾斜煤层开采进行模拟,分析煤层开采后不同开采阶段顶板岩层不同的垮落变形形态,为更准确分析岩层移动规律提供实验依据;(5)在相似模拟实验中,对不同位置的测线下沉量和水平位移量进行分析,对不同层位的岩层移动变形有了系统的认识;(6)分析相似模拟实验中不同采厚和不同开采垂高的地表下沉曲线,并与岩层变形规律进行对比;(7)运用离散元数值模拟对不同开采厚度、开采垂高、开采倾角以及不同水平基岩厚度的急倾斜煤层开采进行数值模拟计算,并分析了覆岩位移与垂直应力规律,进而影响岩层移动的因素有了定性的了解;(8)通过对数值模拟计算结果的地表下沉曲线分析,并与相似模拟实验结论相对比,得出了岩层移动与地表变形的规律之间内在关系。本文针对“煤层覆岩—水平基岩—地表”的移动规律,采用理论分析、相似模拟实验以及数值模拟计算的手段,分析了急倾斜煤层开采覆岩移动机理以及地表变形规律,为急倾斜煤层开采采场岩层控制以及地表变形预计提供了新的借鉴。