**

针对西部煤炭主产区矿井水保护利用技术难题，以煤水协调开采为基本原则，自主设计了包括实验材料配制系统、模型框架加载系统、水压控制系统、柔性隔离层注浆控制系统、数据采集系统等五部分组成的煤水协调开采物理模拟实验平台。这一平台的设计，借鉴了黏土隔水层仿真模拟实验加水因子影响规律研究的成果，为调控隔水层的保水作用提供了重要依据。

在材料研发方面，研制出由骨架结构物和胶结物组成的相似材料。骨架结构物用于调控相似材料的弹性模量，而胶结物则用于调控相似材料的整体强度。根据成庄井田地下水补径排特征及奥灰顶部隔水层特性研究的结论，这些材料的力学和渗流特性完全满足相似模拟实验的基本要求，确保了实验结果的可靠性。

本次研究以西部宁东煤田麦垛山煤矿2号煤首采区为对象，开展了煤水协调共采物理相似模拟实验。通过对隔水层进行注浆改造或压裂处理，研究了煤水协调开采过程中导水裂隙带高度演化特征、测点水流变化情况以及顶板破断特征。生态脆弱矿区含隔水层特征及保水开采分区研究进一步验证了隔离层压裂改造位置应位于超前基岩顶板扰动范围之外，隔离层注浆改造应在岩层充分压实后（3~5个周期来压后）进行，以保证注浆效果。

实验模拟了四种工况条件下人工隔水层的保水作用，并结合构筑安全隔水层防范断层活化突水的研究成果，对2号煤首采区上覆含（隔）水层系统进行了数值概化，建立了研究区地下水系统数值模型。然后，利用矿区水文监测孔的水位数据进行验证，进一步深化了对矿井水保护利用技术的认识。