基于礦井三維模型的開采沉陷數(shù)值模擬軟件耦合方法及應用.pdf

1、礦產(chǎn)資源對社會的發(fā)展有不可估量的作用，但礦山開采沉陷引起的自然、社會問題也日益顯著。礦區(qū)開采沉陷已導致嚴重的環(huán)境問題，如建筑物的塌陷、公路的沉陷、鐵路鋼軌的懸浮、水體流失及礦井淹沒等，不僅危害人民安全及公共設施建設，還大大減少了可用的土地資源，威脅生態(tài)環(huán)境。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬方法依托于計算機技術(shù)在開采沉陷預計中得到廣泛應用。本文在深入研究開采沉陷學理論及開采沉陷數(shù)值模擬應用現(xiàn)狀的基礎上，針對課題組開發(fā)的礦山三維地學建模軟件(

2、GeoMS3D)、ANSYS與FLAC3D軟件在三維建模與數(shù)值模擬功能上，某一方面功能強而另一方面功能弱等問題，為充分發(fā)揮各軟件的優(yōu)勢，開展三維建模軟件與數(shù)值模擬軟件的耦合方法及應用的研究，主要包括:
　　(1)研究GeoMS3D與ANSYS軟件的數(shù)據(jù)特點，設計兩個軟件的耦合方案;利用Visual C++編程語言開發(fā)軟件的數(shù)據(jù)接口模塊;將GeoMS3D軟件內(nèi)建立的礦井三維模型導入到ANSYS軟件中，并在其中進行有限元網(wǎng)格劃分，達到

3、GeoMS3D與ANSYS兩個軟件耦合的目的。
　　(2)通過對ANSYS軟件與FLAC3D軟件模型數(shù)據(jù)特點的研究，開發(fā)兩個軟件的數(shù)據(jù)接口模塊，將上述在ANSYS軟件內(nèi)劃分網(wǎng)格生成的礦井模型有限元數(shù)據(jù)導入到FLAC3D軟件內(nèi)，再根據(jù)礦區(qū)鉆孑L數(shù)據(jù)設定地層巖石力學參數(shù)，進行煤礦工作面開采的數(shù)值模擬，設定模擬過程中的監(jiān)控變量及工程要分析的數(shù)據(jù)，對數(shù)值模擬的結(jié)果進行工程分析。
　　應用實踐表明，礦井三維建模軟件與現(xiàn)有的大型數(shù)值模擬