基于FLAC3D的水平分層放頂煤開采覆巖移動規律研究

董良志 等

摘 要：放頂煤開采是一個破壞原巖平衡狀態的行為，這一行為將引起周圍巖體的移動，煤層開采過程中的覆巖移動規律是煤礦開采地壓控制的基礎，準確判定煤層開采后上覆巖層的變形移動規律對于頂煤松動預裂技術優化和礦壓防治工作意義重大，本文將巖土工程界運用廣泛的數值模擬軟件FLAC3D用于模擬煤層開采引起上覆巖體的移動，通過計算機模擬得到了在采場中隨工作面推進的上覆巖體移動規律。

關鍵詞：FLAC3D；覆巖；規律

1 概述

放頂煤開采是一個破壞原巖平衡狀態的行為，這一行為將引起周圍巖體的移動，放頂煤的開采將導致圍巖移動變形、巖層卸壓使得上部巖層地應力降低、裂隙發育，一方面使煤層透氣性大幅度提高，為被保護層的卸壓瓦斯抽采提供了可能，另一方面削弱了煤與瓦斯突出的潛能，在對煤層開采工程以及巖石工程等開挖工程問題進行研究時，人們普遍采用現場試驗、數值模擬以及相似材料模型相結合的研究方法，其中采用計算機數值模擬研究方法能較全面的分析煤層開挖過程中上覆巖層的移動變形、應力隨煤層開采的時空變化規律。放頂煤開采過程中會導致煤巖層頂底板和上覆巖層的移動變形，在頂底板一定范圍內造成地應力降低，研究煤層開采上覆巖層的移動變形規律有助于進一步研究煤層壓力、滲透性變化及頂煤松動預裂技術優化提供基礎。

2 FLAC3D簡介

FLAC起源于流體動力學，是快速拉格朗日差分分析的簡稱，該分析方法最早由用于固體力學領域，FLAC3D程序是快速拉格朗日差分分析方法的三維應用，是FLAC模擬軟件向三維空間的擴展?！?br>