abaqus显式动力学在煤层顶板垮落中的应用

煤层顶板（coal seam roof），是指正常层序的含煤地层剖面中覆盖在煤层上面的岩层。

目前在大多数煤矿的开采过程中，都采用放顶煤开采。

放顶煤采煤法是在开采厚煤层时，沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采高为2～3m的采煤工作面，用综合机械化方式进行回采，利用矿山压力的作用或辅以松动爆破等方法，使顶煤破碎成散体后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板运输机运出工作面。

因此，需要对煤层顶板的垮落进行仿真分析研究。

abaqus中的剪切损伤模型+DP塑性准则可以很好的模拟煤层顶板的垮落破坏，但计算时容易产生不收敛问题。

abaqus中的显式动力学不存在不存在收敛性问题。

所以，剪切损伤模型+DP塑性准则+显式动力学=完美的煤层顶板仿真模拟。

模拟效果如下：

视频连接：

仿真任务说明书：

1. 计算任务描述：模拟在煤层巷道开挖后，煤层顶板的垮落情况。

2. 仿真计算所采用的设备基本情况：华硕四核笔记本电脑，酷睿i5处理器，2G内存。

3. 计算模型的处理技术：将实际的三维地质情况，假定为平面应变弹性力学问题；对煤层顶板的力学行为假定为弹性-DP塑性-剪切损伤。

4. 计算机的耗时情况：5min。

5. 仿真结果：在煤层巷道开挖后，煤层顶板可以完全垮落，放顶采煤效果100