基于FLAC^3D的煤矿采空区变形数值模拟分析

本文选取拟建国道丹阿线新华至英安段煤矿采空区作为工程背景，在有限差分软件FLAC^3D基础上，建立采空区模型。研究了在自重应力作用下，采空区上覆岩层及地表变形规律，并且得出了开采过程中的应力-应变规律。分析结果表明：由于地下煤层的开采，原有的地质状态发生了变化；最大主应力发生在采空区的边界以及顶板位置，出现了明显的应力集中现象，在顶板的上部，其最大主应力呈现出从上至下逐渐增大的变化趋势，主应力主要表现为压应力；在采空区的顶板位置最容易发生沉降变形破坏，越靠近采空区的顶部位置，产生的垂向位移则越大，岩层随着远离采空区，产生的垂向位移则逐渐减少；塌陷盆地不对称，地表沉降位移的最大值发生在塌陷盆地中部、偏于下山方向；多层采空区开采结束后，沉降位移达到最大值，最大位移达到了791 mm。通过概率积分法的理论计算，得到研究区域最大沉降值为830 mm，得出概率积分法和FLAC^3D数值模拟方法两者的结果相互吻合