闫勇生

(霍州煤电集团 洪洞悦昌煤业有限责任公司，山西 洪洞 031600)

霍州煤电集团洪洞悦昌煤业公司主要开采位于地侵蚀基准面以下的煤层，附近无大的地表水，地形地貌有利于自然排水。浅部地层是分布极不均匀的第四系松散层，厚度在0～44.70 m，平均15 m，主要为不含水的透水层，在平坦开阔的低洼地带，含有孔隙潜水。深部是裂隙不发育的煤系地层，地下水补给条件差，以静储量为主。矿床含水层单位涌出量小于0.01 L/s·m，含水层富水性差。综合分析，该矿水文地质类型以孔隙、裂隙含水层为主的中等水文地质条件。

相似模拟是建立与原型相似的材料模型,间接通过实验来研究客体原型。模拟实验可以根据实际矿井的具体因素来人为地改变试验条件，从而可以获得比较接近的数据和相应的矿床水下上覆岩层的规律。

1 模型实验原理及基本参数的确定

1.1 模拟研究的目的

根据该矿井观测的数据，分析综放工作面采场上覆岩层的基本规律，再通过相似模拟实验，最终得出综放工作面普遍所遵循的规律，为在水体下顺利安全开采提供合理可靠的依据。

1.2 模拟技术

该矿井大部分可采煤层为2-3、10-11号煤，其顶、底板岩石结构主要包括砂质泥岩和泥岩，局部由粗砂岩和细砂岩组成。根据实际地质条件，建立正确的模型规格。试验台尺寸为：长×宽×高=4 200 mm×250 mm×2 000 mm。模拟的岩层主要以砂质岩为主，该煤矿的2-3煤层上覆岩层力学性质见表1。

表1 该煤矿2-3煤层上覆岩层性质表

1.3 模型设计

实验设计的模型见图1，为了更好地研究不同采高条件下顶板的垮落和三带分布，特别是导水裂隙带高度，为水体下安全采煤提供科学依据，实验安排4组模型，采高分别为3 m、4 m、5 m和7 m。……