本课题为内蒙古科技大学矿业工程学院与神华集团海勃湾矿业公司的合作研究项目。海勃湾矿业公司路天煤矿四采区现布置两个300m综放工作面,本项目通过实验室相似材料模拟的方法,对其综放工作面上的来压情况进行观测并分析,为现场工作提供一定的实验依据。本项目通过实验模拟的方法,对路天煤矿1604工作面进行研究,系统地分析了工作面推进过程中,煤层的初次垮落步距、直接顶初次来压步距及其周期来压步距、基本顶初次来压步距及其周期来压步距。通过对本项目的研究,为现场提供了理论依据及技术途径。在实验过程中,首先针对该项目的情况,对原有的实验室进行了改造,并设计制作模型支架。根据相似定律,选择模型在抗压强度、抗拉强度、抗剪强度上与原型的相似性,在实验室对原型的煤层及煤层顶底板进行了抗压强度和抗拉强度的测定。采用正交实验法进行模型材料的配比,之后建立模型,观察,确定综放工作面煤层及顶底板的来压步距,并对其来压规律进行分析。实践证明,对该煤矿进行的相似材料模拟实验研究,对更好的了解煤层的构造,了解放顶的过程都是有帮助的。这个实验的成功,不仅提高了煤炭回收率,而且减少了井下事故发生的几率,取得了巨大的技术、经济效益和社会效益。路天煤矿1604超长综放工作面的试验成功,为类似煤层条件下矿井煤炭高产高效开采奠定了基础,积累了经验,形成了海勃湾矿区特厚煤层工作面煤炭高产高效开采的新模式。同时,也为我国类似煤层条件下的矿井高产高效开采提供了一定的依据。