(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210845331.X (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 中煤地质集团有限公司 地址 100043 北京市石景山区玉泉路59号3 号楼 申请人 中国地质大 学 （北京） (72)发明人 林中湘　徐能雄　郝燕奎　高泽鑫　 姚文涛　寇天昊　穆文平　贾穗子　 (74)专利代理 机构 北京中知星原知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11868 专利代理师 艾变开 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于FLAC3D 的采动覆岩离层模拟方法和装 置 (57)摘要 本公开涉及基于FLAC3D 的采动覆岩离层模 拟方法和装置。 该方法包括获得研究区的岩层底 板高程数据； 建立三维工程地质模型； 在FLAC3D 中确定针对工程地质模型的本构模型、 屈服准 则、 边界条件及计算参数； 在工程地质模 型中， 确 定彼此相邻的第一网格组和第二网格组， 第一网 格组对应于上岩层， 第二网格组对应于下岩层， 并且上岩层的刚度大于下岩层的刚度； 分离第一 网格组和第二网格组之间共用的一个或多个节 点并且填充界面单元； 以及在工程地质模型中采 用分步开采的方法进行采动覆岩 离层模拟。 以此 方式， 能够在采场上覆岩层中的软硬岩层分界面 处实现非连续变形， 从而模拟 离层空间的产生和 发育过程， 同时在其他岩层之间保持连续协调变 形。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115392067 A 2022.11.25 CN 115392067 A 1.一种基于FLAC 3D的采动覆岩离层模拟方法， 其特 征在于， 包括： S1： 收集研究区的钻孔资料并且基于收集到的所述钻孔资料， 获得所述研究区的岩层 底板高程数据； S2： 基于所获得的所述高程数据在所述FLAC3D中建立三维工程地质模型， 其中所述工 程地质模 型在所述FLAC3D中被网格剖分以形成多个网格组， 多个所述网格组中的每个网格 组与所述岩层中的相应岩层相关联并且相邻所述网格组之间共用一个或多个节点； S3： 在所述FLAC3D中确定针对所述工程地质模型的本构模型、 屈服准则、 边界条件及计 算参数； S4： 在所述工程地质模型中， 确定彼此相邻的第 一网格组和第 二网格组， 其中所述第一 网格组对应于上岩层， 所述第二网格组对应于下岩层， 并且所述上岩层的刚度大于所述下 岩层的刚度； S5： 分离所述第一网格组和所述第二网格组之间共用的所述一个或多个节点， 并且填 充界面单 元； 以及 S6： 在所述工程 地质模型中采用分步 开采的方法进行 所述采动覆岩离层模拟。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述第 一网格组和第 二网格组之间节点分 离并填充界面单 元， 用于模拟不连续变形引起的离层空间。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 获得所述研究区的岩层底板高程数据采用 克里金法并且 包括： 基于地质年代对所述岩层进行概 化； 以及 基于岩性的不同， 在所述 地质年代内部对所述岩层进行 再分层。 4.根据权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 所述工程地质模型在所述FLAC3D中被网格 剖分以形成多个网格组包括： 根据实际采煤 工作面位置确定所述岩层中的相邻岩层之间的工作面； 以所述工作面 为中心， 将所述工程 地质模型向四周扩展； 以及 在所述工作面范围外进行第 一尺寸网格剖分， 并且在所述工作面范围内进行第 二尺寸 网格剖分， 其中所述第二尺寸小于所述第一尺寸。 5.根据权利 要求1所述的方法， 其特征在于， 在所述FLAC3D中确定针对所述工程地质模 型的本构模型、 屈服 准则、 边界条件及计算 参数包括： 在所述FLAC 3D中选择 所述本构模型、 所述屈服 准则和所述 边界条件； 以及 基于现场钻孔岩心， 确定所述工程 地质模型初始的所述计算 参数。 6.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 在所述工程地质模型中采用分步开采的方 法进行所述采动覆岩离层模拟包括： 选取开采步距， 采用分步 开采的方法进行 所述工作面 开采模拟计算。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述 开采步距小于或等于所述第二尺寸。 8.根据权利要求 4至7中任一项所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 基于所述工作面开采模拟计算结果， 确定关键层位置、 离层发育位置、 覆岩移动 规律以 及离层动态发育规 律， 进行地表沉陷预测。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特 征在于， 所述关键层包括以下中的至少一 者： 主关键层； 以及权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115392067 A 2一个或多个亚关键层。 10.一种基于FLAC 3D的采动覆岩离层模拟装置， 包括： 一个或多个处 理器； 以及 存储装置， 用于存储所述FLAC3D， 当所述FLAC3D被所述一个或多个处理器执行 时， 使得 所述一个或多个处 理器实现根据权利要求1至9中任一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115392067 A 3