矿业工程的难点在哪?abaqus结构仿软件保障工程安全动工

思茂信息 2023-06-01 17:00:07

矿产资源是我国的重要资源之一,特被称为是“工业的粮食”。随着科技的发展,矿产资源已经被应用到生活中的各个领域,矿产资源是社会发展中必不可少的重要物质基础。

矿业工程

即便如此,在进行矿业工程中仍然存在着一定的安全隐患以及矿业工程本身将会面临到的一些难点。不可预测的事故、开发时的高成本、高消耗、利用率低等问题,都是无法通过实验场景进行预测的,尤其是一些涉及大型自然因素的问题,如隧道通风、矿产滑坡、地应力平衡等等。

2017年8月11日,晋能集团山西煤炭运销集团和顺吕鑫煤业有限公司在开采矿井过程中曾经发生事故。该事故认定为吕鑫煤业在边坡出现裂隙、有塌滑征兆的情况下,未及时撤出人员和设备,而是继续冒险开采作业,最终导致边坡滑坡,造成人员伤亡和经济损失。

事故新闻

仿真软件的技术分析就完美契合了矿业工程中的这一难点、痛点。利用达索系统旗下的Abaqus结构仿真、CST电磁仿真、XFLOW流体仿真、Simpack多体动力学等技术,可以对矿业工程的关键部位进行详细分析、抗震、打桩优化、通风、滑坡等多方面进行模拟仿真,提前预测事故发生的可能及资源消耗等问题,有效推动矿业工程的实施与运行。

再举个行业比较典型的例子。在煤矿开采过程中,工程开发之前几乎都需要采用放顶煤进行开采。所谓的放顶煤采煤法就是在开采厚煤层时,在煤层的底板或煤层底部布置一个采高为2~3m的采煤工作面,以机械化的方式进行回采,借以矿山压力松动爆破等方式,让顶煤破碎成散体,然后再由支架后方或上方的“放煤窗口”中放出,并由刮板运输机运出工作面。

其中,需要对在煤层巷道开挖后煤层顶板的垮落进行仿真分析与研究,这样才能确保这一放顶煤开采方式落地进行。

Abaqus结构仿真软件中的剪切损伤模型+DP塑性准则可帮助工程师完美契合地模拟煤层顶板的垮落破坏过程,但计算时可能会产生不收敛的问题。但在Abaqus结构仿真软件中的显式动力学中,是不存在收敛性问题的。所以说,剪切损伤模型+DP塑性准则+显式动力学其实就等于完美的煤层顶板仿真模拟。模拟效果如下:

abaqus软件分析

Abaqus结构仿真软件具有强大的非线性分析能力,其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题,特别擅长于接触和摩擦问题、疲劳和断裂等分析,对分析断裂力学和裂纹扩展问题非常有效。

矿产资源

矿业工程的发展应该重视矿产资源的持续勘探开发,并不断提高科技创新能力,同时利用模拟技术进行开采工艺和采矿方法等方面的技术创新,打造一个高效率、安全性好的采矿方式,完善工作人员的作业条件,这样才能让矿业工程迎来崭新的技术变革。

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