基于岩层运动并行计算系统StrataKing的岩层运动模拟

王学滨, 余保健, 李小帅, 张钦杰, 郑一方

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2025003

矿业科学学报 ›› 2025, Vol. 10 ›› Issue (02) : 214 -225. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2025003

基于岩层运动并行计算系统StrataKing的岩层运动模拟

王学滨, 余保健, 李小帅, 张钦杰, 郑一方

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摘要

目前，我国煤炭行业岩层运动模拟主要靠国外通用商业软件，存在计算效率低、计算规模小、矿业特色不明显等问题。基于自主开发的岩层运动并行计算系统StrataKing,通过GPU并行提升计算效率和计算规模，单元数为国外通用商业软件的10倍。StrataKing的新突破包括垮落岩石的膨胀、煤层和巷道开挖后的逐渐卸荷及支护作用下的随采随充等，分别用于探究110工法、长壁开采和充填开采的岩层运动规律。结果表明，对于110工法，得以保留的左巷的最大下沉量为0.103 m,与现场结果基本相符；对于长壁开采，工作面两侧一定范围内的煤体开裂，应力向远处转移，在此掘巷有利于巷道维护，弯曲下沉带下边界与煤层下表面的距离和相似模拟结果基本相符；对于充填开采，模型上表面最大下沉量比未充填模型减少56.52%,占采高的比例降低55.55%,若干岩层裂而未断。