随着我国煤炭资源需求的增加,建(构)筑物下、铁路下、水体下及承压水上(“三下一上”)压煤资源的开采已成为我国煤炭资源的有效补充。水体下多工作面开采由于涉及到重复采动及地表不同的农作物赔偿问题较一般开采复杂,本文以金源煤矿微山湖下23 下05、23 上07、23 下09及23 下07相邻多工作面开采为研究对象,采用理论分析、相似材料模拟、数值模拟及现场实测等研究手段,分析相邻多工作面重复采动覆岩变形特征及地表变形规律。主要结论如下:(1)基于重复采动理论,初次采动地表下沉系数主要和深厚比有关,其中岩体碎胀系数是地表最大下沉值小于采厚的主要原因。根据金源煤矿的地质采矿条件,3上煤层初次采动地表下沉系数为0.69,3下煤层重复采动地表下沉系数为0.81,重复采动与两层煤之间的间距、采厚及初次采动下沉系数有关,煤层间距越小重复采动地表下沉系数越大,岩层的“活化”量越大,活化系数为0.17。(2)相似材料模拟表明,各工作面开采围岩应力变化先后经历了缓慢变化、快速变化、最后趋于稳定三个阶段,应力变化主要集中在开采过程中:受23 下07工作面重复采动影响,原已稳定的231上07工作面采空区覆岩在下方留有足够的垮落空间后岩层继续下沉,裂缝继续发育,二次出现离层、压实的状况;23 下07工作面重复采动后模型裂缝带发育高49.6m,垮落带高34.8m。导水裂缝带经验公式计算出受3 下煤层重复采动影响3上煤层导水裂缝带高度为40-59m,考虑到各工作面回采空间相对较小,实际导水裂缝带高度要低于所求值。(3)数值模拟表明,各工作面垮落法开采后覆岩沉降变形区域远超已采空间,23下07工作面重复采动造成23上07工作面底板下沉,两工作面塑性区彼此重叠无法区分,塑性区再次发育致使岩层出现剪切裂缝带,整体强度弱化,造成粉砂岩(隔水层)破断,加大了突水概率;23下07工作面“垂直型”重复开采致使23上07工作面采空区“活化”,23上07工作面采空区已稳定破碎岩体及空隙逐步被压缩,导致已稳定的地表点再次启动下沉,地表下沉、水平移动相对更剧烈,波及范围加大,地表最大下沉值为1084mm。地表移动变形稳定后不同埋深岩层最大下沉值表现为非线性改变,伴随埋深增加岩层最大下沉值变化幅度先由快逐渐减缓后又迅速增加。(4)通过在金源煤矿23 下05、23上07、23 下09及23,下07工作面上方建立地表移动变形观测站,对重复开采条件下引起地表沉陷进行了实测,根据观测资料整理绘制相应地表移动变形曲线,对采动过程中地表移动变形规律进行分析研究,通过曲线拟合确定该地质条件下的地表岩移参数。以上研究对于该地质条件下重复开采工作面安全回采、地表沉陷预计及减小采动损害具有一定指导意义。