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多层矿体在垂直空间内呈多层状赋存,各矿体之间的走向、厚度及品位变化大,易形成复杂的开采格局和较大的采空区,矿石回采及地压管理难度大。因此,对多层矿采场应力及岩体移动规律的研究尤为迫切和重要。结合“十二五”国家科技支撑计划课题“多层含钒页岩复杂矿体安全开采关键技术”,以江西省彭泽县上横山矿区上横山矿段钒矿为工程背景,以V5、V4及V3矿体为主要对象,运用理论计算和三维数值模拟相结合的方法,对重复采动下多层矿体采场应力及岩层移动规律,矿层间相互影响关系进行研究。主要研究结论如下:(1)运用经典理论计算公式,确定多层矿重复开采条件下采场顶板岩层冒落带、裂隙带高度,以及底板岩层破坏深度。(2)借鉴多煤层的经典解释,分别从定性和定量两方面给出多层极近距离矿体的定义,并将采场底板最大破坏深度作为多层极近距离矿体的判据。(3)运用简支梁理论,得出采场顶板应力与相邻岩矿厚度比呈幂函数变化规律;运用弹性薄板理论,推导出采场顶板应力的表达式,由应力等值线得到顶板破断规律。初次来压时,顶板出现“O”型裂隙,初次破断后,产生横向半“X”型裂隙,周期来压后,产生横“X”型裂隙。(4)采用FLAC-3D软件构建矿体模型,分别得到:1)单一矿体开采采场应力及岩层移动规律,计算得到采场破坏区范围、顶板破断规律,与理论计算结果相符。2)不同矿层开采顺序对相邻矿体的影响程度。相比于V5矿体,V3矿体开采引起相邻矿体中的卸压区范围及卸压角较小,卸压区偏向于上盘岩体,垂直位移增长1.6倍。3)重复采动下采场应力及岩层移动规律。V5矿体顶板10m处岩体垂直位移增加了5.5%。相对于原岩应力,V4矿体边界矿柱垂直应力提高了2.66倍。4)重复采动对相邻矿体的扰动影响。在V5、V4矿体重复开采影响下,V3矿体应力集中区的垂直应力仅增高了0.6%,卸压区的垂直应力降低了59%,卸压区矿层的向上位移增长了17.2%。