深井高地压煤层上行开采的物理模拟讨论我国为矿开采深度逐年增大，不少矿井采深已达到 600m 以上，一些矿井已达 800~1100m。在深井高应力作用下，冲击地压、煤与瓦斯突出、巷道维护、复合顶板管理等一系列高地压现象十会突出，严重制约着矿井的安全高效生产。改变常规的下行开采方式，优化开采程序，实现部分煤层的全量上行开采是彻底解决深井 高地压危险的有效途径。新汶矿区孙压煤矿已进入-800m 水平开采，采深达到 1000m 左右。井田内上组煤的主采煤层为二、四层煤，煤层倾角为 19°~24°，二、四层煤层间距平均为 22m，二层煤下位厚度一般为 2.6~2.8m，中部含有厚度为 0.4~0.6m 的夹矸，上位煤线厚度 0.3~0.4m 左右。深井高地压二、四层下行采中存在三个方面 的突出问题：（1 ） 二层煤属强烈冲击倾向，冲击地压危害性 大；（2 ） 二层工作面托顶煤及夹矸开采，复合顶板管理困难，工作面生产安全状况差，推动速度慢，并制约四层煤开采及矿井采 掘接续；（3 ） 二层复合顶板回采巷道支护难题大，巷道断面收缩率高达 50%左右，巷道维护状况差，翻修工程最大，严重制约矿 井正常生产。因此，为彻底消除深井击地压、复合顶板管理、巷道支护等高地压危害，大幅度提高矿井的安全高效生产水平，提出了深井高应力难采煤层上行卸压开采的技术途径，采纳相似材料模拟讨论方法，讨论论证二、四层煤上行开采的可行性，为指导开 采程序改革提供可靠的依据。2 物理模拟设计相似材料物理模拟形象直观，实验周期短、见效快。前提是要在模型上能造成保持同一物理本质而物理量大小成比例的相似现象。实验设计以相似理论为指导，相似材料由胶结料和填料组合而成，胶结料为石膏，同时加入碳酸钙，填料为砂。立体模拟实验的覆岩破坏状态具有不可见性，而平面模拟实验能够直观模拟既定条件下的覆岩破坏与结构状态，能够满足本课题的要求。实验采纳的平面相似材料模拟实验台，由框架系统、加载系统和测试系统 3 部分组成。规格为4m×0.3m×2m，有效实验高度为 1.8m 。相似模型型设计遵循几何相似、时间相似、密度相似、强度相似和应力相似等基本相似条件[1] 。相似比如下：几何相似比：C1=1:50 时间相似比： 密度相似比：Cr=1:1.6 弹模与强度相似比：Ce= C1·Cr=1:80 原型岩层单向抗压强度指标：粉砂岩 35MPa，中砂岩 55MPa，煤12MPa，粗砂岩 60MPa。模型各分层间用云母粉起分层作用，模型 上部的覆岩荷载采纳加载方式模拟。...
