1) 可以在绘制三维模型的过程中,更加深刻地了解矿井的三维空间结构,可能对所研究

的问题有创新的想法。

 

　　

 2) 能够使初涉采矿的工程技术人员,建立起三维矿山系统的概念。 

　　

 3) 当一个采矿项目结题后,要向领导汇报,当汇报人员将平面图转换为三维矿井立体模

型

,结合这些模型汇报,会达到高效的效果。 

　　

3 数值模拟的可视化研究分析方法 

　　

3. 1 采矿专业研究中存在的问题 

　　

 1) 课程可视化的意义。矿山压力与岩层控制问题涉及的一般为动态三维空间问题,工程

技术人员很难建立动态三维空间的概念

,对达到高效分析和研究目的相差较远。即使工程技

术人员到矿井现场实习

,看到的仅仅是静态的局部现象, 如巷道的支护物破坏或失效、巷道的

明显变形、采场顶板的冒顶、煤壁的片帮等

,而对产生矿压显现现象的矿山压力及变形破坏过

程没有直观的认识。采场或巷道周围的应力是看不见的

,只能从理论推导的公式和教材上的

图线去想像

,对理解矿压理论及培养解决实际问题的能力形成了障碍。通过观测得到矿山开

采过程中围岩内任何一点的力

,实际是非常困难的。针对上述问题,数值计算方法拥有得天独

厚的优势。因而数值计算方法的发展引起采矿界的重视

,并逐步引入作为计算矿山压力的方

法

,在矿山压力及其控制中发挥越来越重要的作用。 

　　

3. 2 数值模拟程序简介 

　　

 采场上覆岩层运动是一个非常复杂的动态发展过程,要明确上覆岩层运动范围就必须从

顶板变形破坏过程着手。

RFPA2D 是一个能模拟岩石裂纹萌生,扩展直至断裂全过程的数值

分析软件

,基于连续介质力学和损伤介质力学原理,具有应力分析和破坏分析两方面的功能 。

RFPA2D 系统能对采动影响下岩体破裂与岩层移动过程进行较为系统的数值试验研究。 
　　

3. 3 可视化研究实例 

　　

 1) 煤层开采过程顶板岩层受力变形过程模拟。模型对工作面的开挖过程进行模拟计算,

模型上部为自由边界

,按照深度施加自重应力;模型左、右边界为简支边,约束水平位移; 模型

下边界为固支

 

　　。计算工作面不同推进距离时煤层顶板的垂直应力变化情况

,以及老顶初次来压和周期

来压时煤壁前后方支承压力变化范围。

 

　　

 2) 模拟结果的可视化处理。通过对计算结果的分析处理,可得出顶板岩层随煤层开采出

现的离层、垮落过程及其对应的应力分布状况。结果可直观的用于分析研究的讲解实例

,达到

可视化研究的目的

,能够对矿山压力和岩层控制上的理论进行有益的补充。 

　　

4 结束语 

　　

 随着科学技术迅速发展的前提下,如何提高采矿工程工程技术人员对井下巷道空间的理

解

,如何提高工程技术人员对计算机可视化和采矿问题研究的认识、理解的广度和深度,都是

采矿工程技术人员研究和改革的热点。计算机可视化技术与采矿专业问题的有机结合

,在提

高采矿问题研究质量的同时

,可有效地促进采矿工程问题研究结果高速完成,达到高效、正确。