基于SURPAC二次开发的FLAC3D模型构建

FLAG3D软件在矿山岩石力学数值计算上具有独特的优势,但在构建矿山三维模型上存在不足;SURPAC软件在矿山三维建模应用广泛,但无法进行稳定性分析.为了将SURPAC在三维建模方面和FLAG3D在数值计算方面的优势相结合,采用TCL脚本语言对SURPAC进行二次开发,提出一种FLAG3D模型构建的数据转换方法,能够有效避免产生重复节点,从而实现FLAC3D模型的快速构建.以某钼矿为例,利用该方法将SURPAC块体模型转换为FLAC3D模型.结果表明该方法的有效性和可行性.     

基于SQL语言地质模型与数值计算模型的快速转化

三维地质模型能精确反映矿山开采过程和地质储量,也是矿山设计的基础,以SURPAC和FLAC3D为例,提出了基于SQL语言实现三维地质模型与数值计算模型转化的原理和方法。在建立包含地质信息的块体模型基础上,将模型数据库中数据输出,然后应用SQL语言进行模型的转化,形成三维数值模拟软件可接受的文件,实现三维地质模型与数值模拟模型的转化。     

地下开采对山体边坡稳定性影响的数模分析新方法

针对岩土工程软件FLAC3D在复杂模型构建及单元网格加密中存在的不足,提出了一种基于AutoCAD和DIMINE软件建立复杂三维地质模型的直观、快速的模型生成技术,可有效降低FLAC3D中复杂网格模型建立的难度。DIMINE软件具有强大的三维可视性,在图形与网格划分功能中优点突出,可实现复杂模型的快速构建,并经相应程序转化为满足要求的FLAC3D文件,再将模型导入到FLAC3D中进行模拟计算,最后结合工程实例,模拟分析矿山地下开采对山体边坡稳定性的影响。结果表明:该建模方法能精确建立复杂三维地质模型,并实现模型中任意剖面的提取,可为数值模拟计算提供依据,为复杂地质三维模型的构建提供了一种全新的建模方法。     

基于有限元分析的复杂采空区群危险度分级

针对某矿山大型复杂采空区群的实际情况,应用空区三维激光探测技术获得了复杂空区的真实形态及相对位置关系,结合SURPAC软件构建了包含复杂空区群在内的矿山三维地学模型,将地学模型分别转换导入FLAC3D和Phase2有限元软件形成数值计算模型,经计算获得围岩变形和应力分布状况.通过对数值计算结果分析并参考空区形态、体积及周边环境等因素,确定了采空区的危险度等级.运用空区实测模型进行数值模拟提高了计算结果的可靠度,同时运用不同计算软件,降低了计算误差,所得结果更为可靠,更有利于指导生产实际.     

基于三维建模技术的矿山移动范围圈定

结合罗山矿区工程实例, 提出了一种将传统的工程类比法或数值模拟方法与矿山三维建模技术相结合来确定金属矿山移动范围的方法。介绍了以MAPGIS、AutoCAD及SURPAC软件为主要工具的矿山三维建模的基本原理和步骤。在移动范围确定过程中, 借助先进的3D建模技术获得三维矿山模型。该模型可以实现各类地质体的可视化, 直观地展示其形态与产状, 清晰地反映各构成因素间的相互关系。在3D模型中截取的特征剖面与工程类比法或数值模拟方法相结合, 能轻松获得各特征剖面上的岩移参数值。通过给定的岩移参数值进而确定各特征剖面上的地表移动边界点, 将各移动边界点连接即可实现矿山移动范围的圈定。     

基于GOCAD的边坡三维地质体模型的构建与应用

构建三维的地质模型能够将地形信息以及勘察信息以更加形象的方式展现出来,这样可以总结归纳出该区域此信息的分布规律,从而为利用ANSYS等数值分析软件进行分析构造出相应的三维模型。首先阐述了三维地质建模的概念与GOCAD三维地质建模软件特点,然后以某露天矿山排土场边坡为例,进行了基于GOCAD的边坡三维地质体建模构建。继而提出利用GOCAD软件对某区域的地表、地层的地质信息进行相应的的转化,得到的模型数据文件可以被数值模拟软件如ANSYA、FLAC3D直接读取,从而进行边坡稳定性方面的数值分析。     

露天矿最终边坡角的BP神经网络预测及数值模拟验证

利用专家调查表的方式分析露天矿山边坡稳定性的主要影响因素,确定网络模型的输入层神经元。研究BP神经网络的结构和输出方式,对神经网络模型进行优化,并收集大量矿山稳定边坡的相关参数作为样本库,建立神经网络预测模型,将该模型用于某大型深凹露天矿山最终边坡角的预测。根据预测边坡角参数,采用SURPAC—MIDAS—FLAC3D多软件组合的方式,创建逼真的矿山边坡稳定性三维数值计算模型并进行模拟分析,结果表明,模型预测的边坡角满足设计要求。     

FLAC3D复杂网格模型的构建及其工程应用

借助通用有限元软件ANSYS在复杂网格模型建立方面的优势,通过开发的数据接口软件,实现了复杂地质体网格模型在ANSYS中建立并导入FLAC3D中的目的,有效降低了FLAC3D复杂网格模型建立的难度.采用该方法建模时,先通过地质建模软件GOCAD获取等高线的三维坐标数据,然后将这些数据输入图形处理软件SURFER整理后输出为等间距的点坐标,接着采用这些点在ANSYS中生成等间距样条曲线并最终建立实体模型并网格剖分,尔后通过接口程序将ANSYS中的网格模型导入FLAC3D以实现复杂岩土工程的计算分析.最后以西南某一水电站厂房边坡网格模型的建立为例,说明了该方法既实用又高效.     

采空区和露天边坡之间的相互影响分析

由于FLAC3D软件在复杂的三维地质建模与单元网格划分等方面存在很多不足,且所建模型易出错、难检查。利用3DMine软件建立柿竹园多金属矿的三维地质体块体模型,并用八叉树法实现了单元块的合并与细分。将模型以数据文件的形式输出,形成FLAC3D命令流,再将命令流调入FLAC3D软件中执行,从而准确、快速的建立了FLAC3D模型。利用该建模方法对采空区和露天边坡之间的相互影响进行了模拟分析,验证了两种软件耦合的可行性和有效性。     

基于FLAC3D数值模拟的前后处理优化研究

FLAC3D在求解岩土工程问题方面具有许多优越性,但其在前处理(建模与网格划分)和后处理(图形结果输出)方面却存在着明显不足。对此,提出了首先利用具有强大图形与网格划分功能的ANSYS软件来实现复杂模型构建,然后通过相应程序将模型导入到FLAC3D中进行模拟计算,最后将计算结果导入到tecplot软件中进行后处理分析,用等值线来替代FLAC3D中的区域颜色,以实现结果的直观化操作流程。通过对某矿采场的建模和模拟计算,验证了该方法的优越性和可行性。     

易门铜厂铜矿露天开采最终边坡角分析

采用三维地质建模软件DIMINE的耦合集成技术——四面体网格化功能将易门铜厂铜矿露天矿边坡的地质实体模型转换为力学计算模型,实现了力学模型单元网格的自动划分,解决了复杂介质条件力学分析前处理模型构建问题。应用FLAC3D对铜厂露天开采边坡的稳定性进行数值模拟,确定了最优的边坡角为45°~47°。研究结果对矿山岩体工程设计和生产具有指导意义。     

复杂地质体FLAC3D模型快速生成

直接利用FLAC3D软件建立复杂三维地质模型比较困难,而使用AutoCAD软件可以建立复杂三维模型,且方便、快捷和精确.将AutocAD软件建立的复杂三维模型导入到ANSYS软件中,使用ANSYS软件对模型进行网格划分,使用ANSYS软件与FLAC3D软件的接口程序,将ANSYS软件已经划分过网格的三维模型的单元数据转换为FLAC3D单元的数据,在FLAC3D软件中导入三维模型,从而实现在FLAC3D软件中快速建立复杂三维地质模型.这为利用FLAC3D软件对复杂三维地质模型进行分析提供了一种便利的手段.该方法借助于AutoCAD软件的优点,使得在FLAC3D中精确快速建立复杂地质体三维模型更快捷.用此法建立贵州瓮福磷矿的某一复杂三维边坡FLAC3D模型,对该模型进行了稳定性分析.经分析该边坡的安全系数为3.03,边坡处于稳定状态.借助于该法可使利用FLAC3D进行复杂三维模型的分析更快捷.     

基于空区探测的采场超欠挖量计算及顶板安全分析

采用空区三维激光精密探测系统（3D Cavity Monitoring System，CMS）对金属矿开采形成的采空区进行精密探测，以探测数据为基础运用大型矿床建模软件SURPAC建立与矿山实际坐标完全一致的空区三维模型。将建立的空区探测模型与采场设计单元模型复合，并通过模型间的布尔运算，计算出采场的超挖量与欠挖量。用SURPAC对实际探测获得的空区模型进行剖切，并将剖切所获得的剖面与采场施工设计剖面进行对比，分析顶板巷道工程的安全状况，从而为矿山进一步改进采场回采设计和进行安全控制提供第一手资料。     

某磷矿露天边坡稳定性分析

边坡的稳定性显著影响着矿山的生产安全。以贵州某 磷矿采场边坡为背景,采用 MidasGTS数值分析软件创建 三维数值模型;通过3DMine构建三角网模型(DXF文件), 并与 MidasGTS数值分析软件结合,分析其空间几何拓扑; 再将模型导入 FLAC3D计算分析,并对比现场位移的在线监 测结果,对边坡稳定性进行评价,反向验证了选取的岩体物 理力学参数的合理性及分析结果的精准性。     

基于SURPAC软件矿山数字化的应用

基于SURPAC软件建立的三维矿山数字化模型,对该模型在三维可视化、采矿设计、地质统计、矿产储量动态化管理、安全预警系统的建立、与数值模拟的耦合、矿山生产管理与经营决策优化等方面的应用分别进行了具体分析,体现了矿山数字化对于安全高效采矿的价值。     

采矿顶板最小安全厚度及地面沉陷变形研究

主要研究计算某矿山采场顶板保护层最小安全厚度和矿山开挖的地面沉陷变形量。具体的方法是按抗弯和抗剪2种结构力学模型分别推导出顶板最小厚度理论计算公式,进而计算出顶板最小安全厚度;利用Auto CAD建立矿山开采区精细的工程地质三维模型,利用ANSYS有限元软件建立数值计算模型,再导入数值模拟软件FLAC3D中进行计算,以此来模拟矿山开挖的全过程。最后,模拟得到的地面沉陷变形量满足规范要求。     

基于三维点云建模的矿山边坡稳定性分析

基于无人机摄影测量技术建立矿山边坡精细模型和C++编程实现岩体质量指标空间点云分布,预测边坡岩体稳定性。首先借助三维点云处理软件对模型裁切、去噪、平滑等处理,其次利用Rhinoceros曲面实体建模功能将地质体曲面模型实体化,然后结合Rhinoceros插件Griddle对三维地质体模型网格体划分,最后以FLAC3D软件可识别的*.f3grid文件导出。以绍兴越城区某矿山边坡为例,将模型导入FLAC3D软件计算。结果显示:该矿山岩体受节理影响最大位移位于两矿之间形似"鱼鳍"形状附近,最大位移3.15cm;"鱼鳍"形状附近岩体变形模量为1GPa,质量分数BQ为172.2～263.6,为Ⅴ～Ⅳ级的岩体质量,该区域岩体最大破环概率达到了43%,稳定性系数低于1.0,该计算结果与现场调查结论相吻合,预测了边坡潜在威胁区域,为相关调查研究提供参考依据。     

应用SURPAC实现矿床三维可视化地质模型动态更新

在介绍三维可视化矿山工程软件SURPAC的主要特点和功能的基础上讨论了如何应用SURPAC实现矿床地质模型动态更新的主要步骤,论证了SURPAC在矿山设计和建模方面的应用前景。     

基于SURPAC软件矿山数字化的应用

基于SURPAC软件建立的三维矿山数字化模型,对该模型在三维可视化、采矿设计、地质统计、矿产储量动态化管理、安全预警系统的建立、与数值模拟的耦合、矿山生产管理与经营决策优化等方面的应用分别进行了具体分析,体现了矿山数字化对于安全高效采矿的价值。     

基于C-ALS实测的采空区稳定性数值分析

采用C-ALS对地下采空区进行探测,准确获取采空区三维形状及空间位置,应用建模软件Surpac构建空区地质模型.在此基础上,利用数据耦合在FLAC3D生成高仿真力学模型,有效提高了采空区稳定性分析的准确性和可靠性.通过井水寨萤石矿采空区稳定性数值模拟分析实践,对井水寨萤石矿+120m水平西区空区进行静力计算,分析空区稳定性,为矿山安全生产提供科学的建议措施.