大众矿围岩运移的UDEC数值模拟

为块 体 质 心 的 速 度 ；
ｇ 为 重 力加 速 度（ 力 ） 体 。 将 上 式 进 行 积 分 ， 得块 体 新 的状 态 ： 可
（＋ ｔ２ ｔ Ａ／ ）
（） ２ 节理 和 角 点 圆弧 化 。 岩石 的 节 理 可 以 认 为 是 块 体 之 间 的 接
触面 。 由于 粗 糙 度 的 关 系 ， 触 面 系 由个 别 接
值 模 拟 的 发 展 ， 用 这 种 方 法 来 取 代 一 部 采
分的相似模拟 ， 某些方面 ， 在 能得 到相 似 模
拟 所 达 不 到 的 效 果 。 了 更 全 面 地 从 各 个 为 方 面 研 究 大 众 煤 业 １ ０８ 开 采 工 作 面 的 岩 ｌ ２
∑ 为块体上的转动惯量和；
当考 虑体 力时 ， 于 二维 块 体 ， 据 牛 移 约 束 ， 边 界 采 用 固 定 ｘ方 向位 移 约 束 ， 对 根 右
并 方 面 的规 律 ， 于这 些 观 测 研 究 ， 能 对 顶 顿 第 二 定 律 ， 由中心 差 分 式 得 速 度 方 程 ： 基 不
“ ： 啦ｆ一 △ ｆ —＋１ ＋ ｍ ｇｆ ｌ Ｉ
层移 动 及 应 力分 布 规律 ， 用ＵＤ Ｃ 采 场 采 Ｅ 对
围岩进行模 拟。
的 接 触 点 所 构 成 ， 般 可 用 两 个 端 点 的 接 一 触 来 代 表 ， 运 动 时 端 点 有 相 对 的 法 向 位 在
移 和切向位移 。
（ ＝ ’ 『 ） ＋ｕ ＋
‘ ） ＝ （ ＋０ ｆ ’
＝ｚ ｆ 十二 一
ｍ
６ 。 文 计 算 所 选 用 计 算 机 的 内 存 为 ｍ 本
１２ Ｍ Ｂ 。 ８
Ａｔ
模 型 底 部 采 用固 定 Ｙ方 向 和 左 边 界 位 上边界采用荷载 边界条件 。
而 且 测 试 数 据 只 能 反 映 某 一 些 方 面 或 某几
板 活 动 有 一 个 全 面 的 了解 。 用 相 似 模 拟 采 的 研 究 方 法 ， 然 在 某 些 方 面 能 取 得 很 好 虽
Ａ ｔ
Ａｔ
（ Ａ／ ） ｔ ｔ２ ＋
１ ＵＥ Ｄ Ｃ的基 本原理
ＵＤ Ｃ 针 对 非 连 续 介 质 模 型 的 二 维 Ｅ 是 离散元数值 计算程序 ， ＵＤＥ Ｕｎ ｖ ｒ ａ Ｃ（ ｉ ｅ ｓ ｌ
Ｄｉｔｎ ｔ ｌｍｅ ｔ ｏ ｅ有 近三十 年 的发展 ｓｉ ｃ Ｅｅ ｎ ｃ ｄ ）
块 体 的 接 触 除 了 面 接 触 外 还 有 点 接
触， 由于 在 点 和 点 或 面 接 触 时 ， 数 学 上 讲 从
式 中： ０为 块 体 质心 的 转 动 角 ・
Ｘ为 块 体 的 质心 坐 标 。
有 奇 异 性 ， 计 算 中 点 接 触 处 会 引 起 应 力 在
被 折 断 而 钝 化 ， 以 在 计 算 中 角 点 要 加 以 所
“ ： Ｕｉ
３ 力学参数 的选取
（） 岩 体 力 学 参 数 的 选 取 。 １煤 关 于 岩 体 参 数 的 参 考 值 ， 材 料 特 性 其
满 足 库 仑 一 摩 尔 准 则 。 定 模 型 材 料 参 数 确
如表 ｌ 示 。 所
的 效 果 ， 是 ， 拟 的 成 本 高 ， 别是 三 维 但 模 特
圆弧化处理 。
另外 需 要说 明Ｓ Ｓ Ｓ 的是 在 离 散 元 计 算 中 集 中 ， 实 际 情 况 是 在 力 的 作 用 下 ， 角 将 而 尖 Ｕ Ｃ数 值 计 算 模 型 的 建 立 基 于 现 场 ＤＥ
历 史 ， １ ９ 年 推 出 了最 新 的 ＵＤ ３ ０ 在 ９６ ＥＣ ．版 仍 然 满 足 动 量 守 衡 定 律 。 本 。 应 用 于 计 算 机 计 算 主 要 包 括 两 方 面 它
采 用 四边 形单 元 划 分 ， 煤 单 元 ｌ ， 顶 ｍ 第
一
根 据 牛 顿 第 二 定 律 ， 由 中 心 差 分 格 并
（ Ａ／） ｔ ｔ ＋ ２ Ｏ ￣ ２ Ｆ （ 一ｔ） ／ ｆ ）
直 接 顶 单 元 长 ｌ ， 接 顶 以 上 单 元 长 ｍ 直
定 支 柱 工 作 阻 力 、 煤 在 工 作 面 的 位 移 表 式 得 速 度 方 程 顶
模拟 ， 每一 个 模 型的 实 验 周 期 经 较 长 ， 且 并
一
（）（２ “ ｆ ｔ） Ｍ尸 ＋ －ｆ ｔ ｉ ￣ ｘ ｔ ｔ ／ ／ ２ １
式中 ： ０为块 体 质 心 角 速 度 ；
Ｉ 为块 体 的转 动 惯 量 ；
次只能模拟一种状态。 近些 年 来 ， 着 数 随
工 程 技 术
大众矿 围岩运 移 的 ＵＤＥＣ 数值 模拟 ①
王志斌 王进京 苏轩 （ 安阳大 众煤 业有 限责任 公司 河南安 阳 ４ ５ １ ５１ ） ４
摘 要 ： 些年来 ， 着数 值模拟 的发展 ， 用这种 方法来取 代一部分 的相似模拟 ， 某些方 面， 近 随 采 在 能得 到相似模拟 所达不 到的效果 。 了更 为 全 面地 从各个 方 面研 究大众煤 业１ ０ １ ２ ８ 开采 工作 面的 岩层 移动及应 力分布规 律 ， 用Ｕ Ｅ 对采场 围岩进行 模拟 。 采 ＤＣ 关键词 ： 矿压 Ｕ Ｅ 数值 围岩 ＤＣ 中图分 类号 ： Ｄ Ｔ ３５ ２ 文 献标 识码 ： Ａ ’ 文章 编号 ： ６ ２ ３ ９ （ Ｏ １０ （） ０ １ － ２ １ ７ － ７ １ ２ １ ） ８ ａ一 ０ ８ ０ 安 阳 大 众 煤 业 有 限 责 任 公 司 工 作 面 的 动 方 程 和 动 力 方 程 如 下 。 现 场 矿 压 研 究 ， 般 采 用 的 研 究 方 法 是 测 一 现 、 煤及 顶 板 的深 基 点 位 移 ， 顶 由于 受 到各 方 面 因 素 的 限制 ， 比如 说 测 试 手 段 的 限 制 ，