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结合淮南矿区潘一东矿深部煤层开采的具体工程地质条件，运用实验室相似模拟方法，分析研究了深部煤层上行开采过程中，岩层断裂破坏、裂隙演化及变形特征，进一步分析了岩层下沉变形曲线与岩层断裂、裂隙发育和受力状态的关系。研究表明：下煤层和上煤层开采过程中，岩层裂隙富集区主要分布在上覆岩层断裂线位置向采空区内侧20～50m范围内及垮落带与弯曲带之间的离层区域；上覆岩层裂隙演化经历张开、扩展、闭合的过程；下煤层开采期间，煤壁处岩层断裂角小于切眼处；而开采上煤层期间，随着工作面向前推进，煤壁处岩层断裂角逐渐增大；当工作面推过下煤层停采线后，岩层断裂角又逐渐减小；从岩层整体下沉曲线分析可得，不同区域曲线斜率与岩层裂隙发育特点及受力破坏状态是有密切联系的。研究为类似条件下煤层上行开采、瓦斯抽采及岩层控制提供依据和参考。