FLAC3D中有限元强度折减法在底板突水风险评估的应用

"有限元强度折减法在底板突水风险评价中的应用" 本文主要探讨了有限元强度折减法在煤炭开采中用于底板突水风险评估的应用。有限元强度折减法是一种数值模拟技术，常在FLAC3D软件中实施，用于分析地质结构的稳定性。在煤层底板突水问题中，该方法通过对底板岩体的强度进行逐步折减，直至岩体达到破坏状态，以此来确定底板的安全性。 底板安全系数Fs1是衡量底板稳定性的关键指标，它是底板实际岩体强度与折减至破坏时岩体强度的比值。这个系数直观地反映了底板抵抗承压水体引发的破坏贯通的能力。较高的Fs1值表示底板更稳定，而较低的值则预示着更高的突水风险。 通过一个实例计算，文章验证了有限元强度折减法在底板突水风险评价中的有效性。计算结果显示，工作面底板的破坏深度大约为15米，这与实际观测数据相吻合，底板安全系数Fs1为1.38。此外，该方法揭示了可能的突水路径，有助于提前识别风险点。 进一步的研究发现，底板安全系数Fs1会受到多个因素的影响，包括工作面推进距离、工作面斜长以及地应力的大小。随着这些因素的增加，Fs1值通常会降低，意味着底板稳定性下降，突水风险增大。 相比传统的突水系数，底板安全系数Fs1具有更高的综合性和可信度，因为它考虑了更多的变量，如地应力分布、工作面动态变化等。因此，该方法对于矿井安全管理和预防底板突水事故具有重要意义，能够提供更为准确的风险评估，为煤矿的安全生产决策提供科学依据。 关键词: 底板；突水；风险评价；有限元强度折减法；底板安全系数 中图分类号: TD745 文献标志码:A 收稿日期:2012－01－05 责任编辑:韩晋平 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41172291)；江苏高校优势学科建设工程资助项目；江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CX10B_146Z) 作者简介: 胡巍(1986—)，男，湖北宜昌人，博士研究生。E－mail: huwei_cumt@163.com