FLAC3D模拟研究：采动岩体渗流规律与顶板突水预测

"FLAC3D模拟采动岩体渗流规律 (2006年) 湖南科技大学学报{自然科学版} 第21卷第3期" 本文主要探讨了煤炭开采过程中岩体渗流规律及其对顶板突水问题的影响。作者首次利用FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in Three Dimensions）数值软件的应力-渗流耦合系统，对采动岩体的渗流特性进行了深入研究。FLAC3D是一款广泛应用的地质力学和岩土工程模拟工具，能够精确模拟地层中的应力变化和流体流动。 在研究中，研究人员分析了采动岩体的渗流矢量、渗流速度、孔隙压力以及导水边界线的动态发展规律和分布特征。他们通过对顶板突水危险区域的识别，揭示了顶板突水事故与煤层开采活动的密切关系，特别是在主关键层破断时，采场的顶板突水风险显著增加。这些发现对于预防和控制矿井顶板突水事故具有重要的理论指导意义。 通过数字模拟，研究发现采动岩体的渗流通道明显受到开采活动的影响。随着煤层开采的进行，上覆岩层的移动会引发导水裂隙的产生和发展。这些裂隙的形态、数量和分布是动态变化的，并且在不同时间阶段和区域有所不同。作者进一步阐述了在采场顶板破断和破碎岩块再压实过程中，渗流裂隙的扩展、闭合的普遍演化过程。在一定的条件下，如果水源有限且能及时排除，采动岩体最终可以重新压实闭合，失去导水性能，地下水位会逐渐恢复，这为实施保护第四系及地表水的保水采煤技术提供了可能。 此外，文章强调了FLAC3D软件在预测和评估采动岩体裂隙产生、发展、闭合以及相关危害方面的可靠性，将其视为一个有效的方法，可以应用于顶板突水防治和保水采煤技术的研究中。这一研究不仅丰富了矿井水害防治的理论基础，也为实际工程提供了科学的决策支持。 关键词涉及：采动岩体、渗流、突水通道、预测预报、保水采煤。根据中国图书馆分类法，该文被归类于TD74（采矿工程）和TD325+.1（矿山水害防治）领域。 这项研究通过FLAC3D数值模拟技术，深入探究了采动岩体渗流规律与顶板突水之间的关系，为煤矿的安全开采和水资源保护提供了新的理论依据和方法论。