近年来随着煤矿资源的大量开采,引起的地面塌陷已影响了油气管道的安全运营,管道的失稳破坏已经引起技术人员和科研学者的普遍关注,但目前跨采空区的油气管道的安全性研究尚不成熟,对长壁开采过程中的不同开采阶段引起的管道变形破坏特征研究较少。本文以西气东输管道在山西蒿裕煤矿段为研究对象,选取适合大变形模拟的FLAC3D有限差分软件,选取适合模拟管-土作用的结构单元,借助MIDAS GTS NX进行起伏地形三维模型的建立,对不同开采阶段管道的变形破坏情况进行分析,并将模拟所得数据与实际监测数据进行对比,保证所建立的模型与所用的岩土参数的可靠性。研究结果为沉陷区埋地管道的监测和防护提供了理论依据。本文主要得到以下结论:(1)Liner结构单元即具备管道薄壳的特性,又可以模拟管-土间的相互作用关系,故而在FLAC3D中更适合管道的模拟。(2)整个开采过程中最大下沉点均位于各开采阶段采空区中心偏下山方向,第6步开采后管道附近地表出现隆起现象,第7步开采后,地表沉陷盆地下沉量发生突变。(3)管道变形后成漏斗状,下沉值随开采进行逐渐增大,最大下沉点位于各开采阶段采空区中心偏下山方向。(4)第6步开采结束后,管-土离层对于管道的安全性产生了威胁,管道有较大范围的悬空段,第7步的开采使得悬空范围内的管道出现了应力集中现象。(5)第7步开采结束后,管道部分拉应力区应力大于管道许用应力,最大拉应力为4.42e8,采空区内侧(x=240m)的安全系数为0.92,处于危险状态,停采线外侧(x=410m)的安全系数为1.11,接近于危险状态。所有开采阶段的压应力均未超过管道的许用应力;