海石湾煤矿深井近距离煤层回采过程中,上、下煤层工作面的开采将分别对本煤层、邻近煤层及其中的巷道产生影响。当前,这些影响的特点及其背后的产生机理、特别是近距离煤层开采造成的覆岩结构演化及其对围岩应力分布的影响形式亟需理论的完善。以海石湾煤矿深井条件下的近距离煤层开采工程为背景,利用相似材料模拟实验、现场压力变形监测、理论模型推演计算、数值模拟实验等方法,对距离相近的上下煤层在各自回采进程中覆岩结构演化、运动特点进行了阐述,对围岩应力受其影响产生变化的形式与机理进行了模拟与分析,揭示了深井近距离煤层及其沿空巷道在不同煤层工作面开采时的矿压与变形规律。根据关键层及其所控制岩层的破坏变形特点,提出了亚、主关键层分别断裂前后矿山压力增量的来源及分布特征。区别于单一煤层开采条件,指出了近距离双煤层开采活动中层间基本顶的受力、破坏方式及其对上覆岩层结构的重要影响。基于下煤层巷道掘进期间出现的冲击性风险,观测并总结了冲击条件下巷道边界的动力放大现象。针对近距离煤层巷道围岩的应力分布特点及稳定性隐患,运用了以爆破切顶卸压为主要方式的巷道围岩卸压技术,合理调整了巷道支护参数,通过数值模拟分析了支护效果。论文取得的主要研究成果如下:(1)分析了海石湾近距离煤层回采过程中不同开采阶段下的覆岩结构形态及其演化特征。通过观察相似材料模拟实验,依据覆岩中主关键层是否失稳破断,将巷道受压状况划分为前后两个时期。在主关键层破断前,近场结构为矿压增量的主要来源,矿压具有小幅波动性;在主关键层破断后,远场结构对于近距离各煤层矿压增量均起到主要作用,并使其变动具有典型的跳跃性。(2)指出了海石湾近距离煤层开采中下煤层工作面的受力特点及其与覆岩结构的互动形式。下煤层的回采往往是在其上部煤层部分或全部回采之后,此时主关键层往往已然发生破断,并形成一定的稳定结构。分析了这种结构下下煤层开采时的破坏形式,提出“随采随冒”的垮落方式将对覆岩关键层的块体稳定结构产生积累作用,并导致块体失稳与来压的跳跃式变动。(3)建立了以多层关键层为基础的覆岩结构演化模型。以弹性变形理论、“砌体梁”理论等理论为基础,求解了不同煤层、不同工作面开采条件下的矿山支承压力增量及其对下部工作面与巷道的压力影响。对于上煤层开采后形成的采空区,建立了关键块体模型以求解其下部煤层顶板的应力分布。对于下煤层回采期间的层间基本顶与亚关键层块体结构,建立了模型以判断其稳定性,推测其运动方式与结构传递作用。(4)揭示了主关键层的破断及其块体运动是海石湾近距离煤层开采中对矿压影响最突出的因素。针对上、下煤层中多个工作面内沿空巷道的受力与变形特点,通过现场实测、理论分析、模拟验证等多种手段,总结了各沿空巷道的矿压分布规律,分析了矿压机理及与覆岩结构的时空关系。描述了不同位置、不同工况下沿空巷道的重要受力或失稳因素。(5)发现了冲击地压下巷道边界的动力放大效应。在巷道周边的松动圈范围内,动力放大程度与其至边界的距离成负相关,即动力放大程度从松动圈边界向巷道边界方向逐步增大,并在巷道表面处达到最大。提出在巷道及其周边的支护设计中,应考虑到不同位置动力响应的差异。(6)提出了巷道在同时受近距离煤层开采及本身掘进影响时围岩的应力分布方式与应对措施。根据其上覆岩层(块)的结构特征与运动形式,确定了卸压方案与支护参数调整方法。通过在模拟实验中对巷道周边的位移、应力、破坏等多种场进行分析,验证了其卸压与支护调整的效果。