采用理论分析及数值模拟方法，提出了基于能量耗散的采动损伤量化表征指标，将煤层直至地表的整个覆岩结构视为一个系统，不再考虑覆岩裂断损伤的内部运动及破坏过程，只分析能量耗散区的空间形态及破坏最终状态。首先基于能量守恒定律构建二维平面的能量耗散理论模型，建立覆岩裂断损伤的评价指标体系；其次根据有限差分理论推导了工程岩体开挖的能量耗散的有限差分方程式，采用FISH语言将其应用于FLAC3D应变软化本构模型；最后将二次开发的能量耗散数值模块应用于布尔台42107工作面，结合损伤度指标量化分析回采工作面开采参数的尺度效应，实现开采工艺参数优化对减损效果的评价。结果表明：覆岩损伤度随工作面长度、采高、埋深及推进速度的增加均呈“S”形发育。最终确定了工作面合理开采参数及推进速度，并通过实测矿压数据进行了验证。研究结果不仅可量化评估工程岩体区域稳定状态及精准判断损伤范围，同时弥补了FLAC3D软件采用塑性区定性判断地下工程围岩破坏时的不足。

国家自然科学基金项目(52225402,U1910206)；山西省自然科学基金项目(20210302123336)；山西省哲学社会科学规划课题项目(2023YY261)；

1 覆岩裂断损伤的能量耗散理论
2 FLAC3D能量耗散模型的二次开发
1) 单元应力升高区的耗散能计算
2) 单元应力降低区的耗散能计算
3 能量耗散模型的应用
3.1 模型构建
3.2 基于能量耗散的损伤度定义
3.3 塑性区与能量耗散区对比
3.4 基于覆岩损伤度的工作面尺度效应
1) 工作面长度效应
2) 工作面推进速度效应
3) 埋深效应
4) 采高效应
4 工程实例验证
4.1 不同推进速度的现场实测
4.2 不同埋深的现场实测
5 结 论

[1]杨玉亮,赵毅鑫,张村,等.基于能量耗散的高强度开采覆岩裂断损伤表征方法[J].采矿与安全工程学报,2025,42(01):203-217.