文摘

中国西部矿区是一个干旱和半干旱地区生态环境脆弱,和高强度开采活动加剧生态破坏。(即开采的合理选择参数。,mining height, panel width, and advancing speed) can not only improve the mining efficiency but also weaken the mining-induced deformation and failures of the overburden and surface. The statistical analysis of the relationship between the mining parameters and periodic weighting interval (PWI) proves that mining parameters have significant influence on overburden failure. In this study, the damage constitutive equation was derived, and the overburden damage degree was defined to quantitatively characterize mining-induced stratum damage in a three-dimensional space. FLAC3D numerical models embedded with a damage constitutive equation were built to compare the panel width effect and advancing speed effect between the overburden damage degree and the water-conducted fracture zone (WCFZ). The reasonable range for mining parameters of the panel 12401 was provided based on the fitting function of the overburden damage degree versus mining parameters. The field measurements were carried out on panel 12401 of the Shangwan coal mine, including the advancing speed, PWI, and ground crack development. The results show that, under constant engineering and geological conditions, the damage degree of overburden will be weakened by increasing the advancing speed, reducing the mining height, or shortening the panel width. The overburden damage degree is more accurate than the height of the water-conducted fractured zone. The reasonable mining parameters of the panel 12401 are 8.8 m in mining height, 300 m in panel width, and 13.47 to 20.58 m/d in advancing speed, respectively. The field measurement results of the PWI and ground cracks have verified the validity using the overburden damage degree to determine high-intensity mining parameters.

1。介绍

煤炭是中国的主要能源。2018年,总消费量为46.4亿吨标准煤,占全国能源消费总量的59% (1]。中国西部矿区是一个国家重要的能源基地,通常表现为庞大的外汇储备,浅埋煤层,地质构造简单,优秀的煤炭质量,和脆弱的生态环境2]。郭et al。3]定义的高强度开采的高产高效采煤方法厚煤层(超过3.5),大型面板宽度(超过200)、推进速度快(超过5 m / d),高输出(通常5 - 10百万t / y),一个小的煤层深度、厚度比(小于100),和严重的表土和表面失败。例如,小组22307年的开采高度Bulianta煤矿与面板宽度7.0米450米和21.6米/ d的推进速度。然而,高强度长壁开采通常会导致地下水位的下降4],植被死亡[5],沙漠化土地[6),和脆弱的生态环境进一步恶化这些干旱和半干旱地区7]。因此,它是一种高强度的研究热点为确保安全生产,减少生态破坏表面通过优化开采参数。

一般来说,根据上覆岩层运动和裂缝发展,积土可分为,从下到上,坍塌区,断裂区,和一个连续的区域(8- - - - - -11]。water-conducted断裂带(WCFZ)由坍塌区和裂隙带和可以被认为是增塑的12]。因此,其高度是重要的地表地下的安全生产和生态环境(郭et al . 2018;(13- - - - - -16])。WCFZ的高度依赖于采矿方法,挖掘高度,推进速度,面板宽度、上覆岩层强度、地层结构、地质构造(2,17- - - - - -20.]。经验公式的方法已被广泛用于预测WCFZ的高度。经验公式通常是建立在大量的实地测量,考虑岩石的机械强度和矿业高度;然而,大多数的字段数据在中国东部矿区(21]。郭et al。3)提出了一个理论研究预测的高度WCFZ基于岩石破裂准则来确定最大悬长度和最大悬臂长度在长壁开采。刘等人。22和胡锦涛et al。23)获得WCFZ高度的经验公式,并使用多元回归分析变量的权重。Majdi et al。12]提出了五个数学方法估计的高度destressed区,认为destressed带的高度范围从6.5至24倍矿业高度在短期内,从11.5到46.5倍的长期开采高度。一些学者认为,主关键层的位置和结构的决定因素是WCFZ的高度。因此,关键层理论也是一种常见的方法来预测WCFZ[的高度24- - - - - -27]。

WCFZ的形态也是一个主要因素来描述损伤的加重。WCFZ在马鞍形状后矿业规模(即至关重要。,length and width) which has been verified by numerous studies [21,28- - - - - -30.]。钱等。31日)发现岩层采动裂隙区采空区压实后,形气的主要存储的地方。林等。32)建立了一个数学模型来描述岩层采动裂隙椭圆抛物面的动态演化区考虑采矿的高度和距离从第一查寻煤层顶板地层。王等人。33岩层采动裂隙作为]描述的空间形状通过物理建模拱的形状。利用FLAC3D软件建模,Zhang et al。34)发现的空间形状WCFZ是一个“帽子”与厚冲积层和薄基岩条件。基于等效连续介质方法,周et al。35)开发了一种新的3 d数值模型来模拟拱形屋顶上诱导骨折。

当前研究上覆岩层破坏主要集中在高度和形态的WCFZ并为工程设计提供了重要的参考。然而,由于严重的地表沉陷和地面裂缝是不可避免的伴随着高强度开采西部矿区,的高度和形状WCFZ不能定量反映覆在三维空间的损伤状态。此外,当WCFZ超过表面在浅煤层开采和表土WCFZ是不完整的,当前的预测方程和形状模型WCFZ成为可怜的描述上覆岩层破坏。因此,研究一种新方法来描述表土损失报告基于应用FLAC3D数值模拟嵌入式损伤本构方程。合理的开采参数测定方法,实地测量验证了模型的可靠性。

2。采矿参数和预警指示器之间的关系

高强度开采通常会导致增强的变形、上覆岩层破坏,对环境的影响比一般的地质和采矿条件。采空区上方岩层可以认为是梁(或板)结构。当岩石地层的沉降变形超过阈值时,它会断裂,导致骨折的向上发展。基于方程(1);岩石地层的沉降变形与全面膨胀系数负相关(31日]。越是破碎的屋顶,全面膨胀系数越大。因此,屋顶作为基本的屈服区间减少,岩层的全面膨胀系数将会增加。然后,上部岩层的断裂将更加困难,因为其下沉空间的减少,导致表土的输水断裂带的高度降低。 在哪里的沉降变形岩层,是矿业的高度,之间的高度差吗th岩层和煤层全面的膨胀系数低于吗岩层。

周期性加权间隔(预警指示器)和相关的开采参数收集从19岁长壁面临西部矿区(表1和图1)。

预警指示器与许多因素有关,如岩石结构、采矿工作面参数、采煤方法和原位压力。然而,煤矿的地质条件有很大的不同。因此,同样的我相邻面临选择工作为例,以确保地质、煤层赋存条件尽可能的影响规律挖掘参数对岩石断裂分析准确。(1)四个相邻工作活鸡兔煤矿的面孔和Daliuta煤矿被选为样本。如图1(一),一个我一样的面板宽度和矿业山庄很近。如图1 (b),预警指示器的正线性相关的推进速度。然而,由于不同煤层的赋存条件,Daliuta煤矿的预警指示器是活鸡兔煤矿的比这长得多的时间(2)上湾煤矿的五个相邻工作面临被选为样本,近似等于面板宽度和推进速度(图1(一))。矿业的影响规律的预警指示器主要屋顶高度进行了分析。如图1 (c)负指数关系,挖掘高度和预警指示器和开采高度的增加,基本的屋顶是容易断裂(3)同样,五个相邻工作面临Yujialiang煤矿被选为样本分析预警指示器上的面板宽度的影响。如图1 (d),面板宽度从240增长到400,基本顶的预警指示器是缩短了从15米至9.9米

从上面的分析中,在不断的工程地质条件下,基本的屋顶预警指示器的增加随着推进速度的增加,开采高度降低,或面板宽度缩短。换句话说,表土损伤程度的程度将会削弱一个面板通过增加推进速度,减少开采高度,或缩短面板宽度。

3所示。研究网站

Bulianta煤矿和上湾煤矿位于鄂尔多斯市西南部,内蒙古自治区,如图2(一个)。1 - 2煤是最主要的两个煤矿的煤层厚度为7.56 - -10.79米和1 - 5°倾角。上覆地层的厚度是199 - 271,和厚度的风成层0-34 m研究网站。作为显示在图2 (b)面板12511 5是第二个工作面^thBulianta煤矿区,面板12401是第一个工作面4^th上湾煤矿区。小组12511年利用平均开采高度7.4米,面板宽度为319.1 m,节间长度为3139.3米。BLT-1井中位于前75米和164米远离headgate设置条目,以及BLT-2钻孔位于909米的前面设置进入和离开headgate 47米。煤炭资源回收率的最大化,面板12401设计面板的长度3139.3米,整层开采高度8.8米,是中国最大的矿业高度。因为以前没有类似的工程地质条件,采矿参数,特别是面板宽度和推进速度,需要优化,以确保煤矿生产的安全性和效率,减少煤炭开采造成的生态破坏。

4所示。损伤本构模型

4.1。基本假设

岩体工程实践和相关实验表明,岩体的变形和强度特征属于脆性破坏的类别(36,37]。因此,以下假设是:(a)岩体是由两部分组成:矩阵(noncrack部分)和受损的身体(微裂纹部分);(b)的矩阵是各向同性弹性介质,和弹性变形不引起岩体损伤;(c)受损的身体是理想刚塑性体没有屈服强度;(d)静水压力不引起岩体损伤;和(e)矩阵和损坏的身体符合变形兼容性,即应变是相等的。损伤变量的岩体单元体定义如下: 在哪里损伤变量,单元体的体积,矩阵的体积,破坏身体的体积,如图3。

4.2。本构方程的推导

受损的身体岩体的应力释放区,和它的偏应力为零。静水压力条件下,岩体中的裂纹倾向于关闭没有任何损害。因此,可以认为,岩体的破坏主要是由偏应力引起的,和岩体应力和矩阵的压力在同一平面上的偏压力。因此,

其中, 在哪里和第二不变量的偏应力张量的岩体及其矩阵,分别岩体的偏应力张量,是静水压力,克罗内克符号。

同样的,

用方程(4)(7)方程(3),

基于假设的静水压力不会对岩体造成破坏,也就是说, ,方程(8)可以写成

基于矩阵的假设是各向同性的弹性介质, 在哪里弹性常数矩阵的张量和吗应变张量的矩阵。

基于矩阵的假设和受损的身体符合变形兼容性, 在哪里是身体受损的应变张量。

用方程(10)和(11)方程(9),

方程(12)是岩体的损伤本构方程。然而,岩体破坏身体的体积是虚拟的,不能测量,导致方程(12)不可用实际应用。基于方程(3)和(11), 在哪里岩体的剪切模量和不同程度的损伤,变量,然后呢的剪切模量矩阵,常数。

的弹塑性力学的等效应力和等效应变之间的关系如下:

基于方程(14),剪切模量的变化曲线可以获得岩体的力学测试。用方程(13)方程(12),

方程(15)是终极岩体的损伤本构方程,这是更方便实际应用方程(12)。

4.3。模型验证

12511年面板在采矿过程中,观察WCFZ使用洗手液泄漏的组合方法和钻孔彩色电视。24.80 - -130.71米,钻孔深度的洗手液泄漏的趋势(图是相对温和的4)。超出的钻探深度130.71米,洗手液的泄漏显著增加。在134.74米,洗手液循环中断,表明所有的液体丢失。钻孔彩色电视钻井完成后,用于钻孔成像的墙上。获得的图像表明,地层的完整性很好上面的钻探深度130.2米,很少有原始的骨折。的斜裂缝开始出现2到3厘米孔径钻孔深度在130.2米以下,被认为是WCFZ的顶部。不规则的交叉裂缝开始出现在钻孔的深度201.1米,钻孔造成严重损害,这被认为是塌陷的区域。

基于BLT-1的测量结果,顶部的WCFZ钻孔深度为130.2米。的地面高程BLT-1钻孔+ 1287米,地面高程的煤炭1 - 2 + 1044.9米,矿业的高度是7.1米。方程计算的高度WCFZ [38)如下: 在哪里是WCFZ的最大高度,开采深度,钻孔深度的顶部是WCFZ,然后呢的压缩值是岩层的裂隙带钻孔观测期间,一般设置为 。从计算、测量WCFZ高度是106.22米。

岩体的损伤本构方程是嵌入FLAC3D软件模型来模拟表土失败。应用FlAC3D允许运营商使用c++语言二次开发自定义本构模型。自定义本构模型应该编译成动态链接库(DLL)和存储在“exe64 \ plugins \对“FLAC3D软件安装目录下的文件夹。配置后”模式配置插件”命令,可以称为自定义本构模型。应用FLAC3D的循环主要是分为五个步骤:(1)根据牛顿第二定律解决平衡方程得到网格节点的加速度,(2)采用时间集成计算节点速度和位移,(3)元素的应变率解决空间导数,(4)更新元素压力和基于本构模型的状态变量,和(5)计算内力集成网格节点的元素。步骤(4)的本构模型在上面的步骤是通过二次开发实现本文运用FLAC3D软件自动计算和其他步骤。

的仿真模型把面板Bulianta煤矿为维度的原型 。一个固定的边界,滚子边界,底部和自由边界,,分别和顶部的模型。数值模拟模型,挖掘地区50米从模型边界消除边界效应。在开挖模拟,采用莫尔-库仑准则和双屈服本构模型应用在采空区元素(39- - - - - -41]。根据实验室测试和文献研究,列出了具体的参数表2和3。

应用FLAC3D有限差分法软件,无法模拟的输水断裂带的高度。然而,高度的塑性区已经被用于间接描述输水断裂带的高度很长一段时间(42,43]。开挖后的模型中,这个概要文件的塑性区是由中间的模型,如图5。WCFZ马鞍形状相似的形状,和WCFZ的高度是108.6米。仅仅是有区别的2.38米106.22米,测量值的相对误差是2.24%。仿真结果接近测量值,表明该模型嵌入的损伤本构方程是非常可靠的。

5。基于表土损伤程度的开采参数的优化

5.1。上覆岩层破坏程度的定义

的目的是克服现有方法的缺点描述上覆岩层破坏,提出了上覆岩层破坏程度的概念。如方程所示(17),上覆岩层破坏程度定义为总体积的比值的塑性区观测空间体积煤层的垂直上方开挖范围。表土破坏程度越大,地层损害越严重。上覆岩层破坏程度已不再局限于空间形式和表土的three-zone分布,定量描述了表土失败。数值模拟的计算上覆岩层的破坏程度相对方便实用。 在哪里上覆岩层破坏程度,的体积塑性区,是观察到的空间体积。

5.2。数值模拟

在实践中,为了最大化煤炭资源的回收率,工作面设计通常是整层挖掘技术。因此,不同的面板宽度和推进速度的影响上覆岩层破坏生产更为重要。应用FLAC3D数值模型建立了不同的面板宽度和推进速度通过面板12401上湾煤矿的原型。如图6,模型高度 米,长度是多少 m前进方向,模型宽度是由不同的面板宽度。的设置模型的边界条件和煤柱宽度是一样的4.3。在开挖模拟,采用莫尔-库仑准则和双屈服本构模型应用于凝块元素。自12401年面板与面板12511和具有相同的地层结构、物理力学参数的选择是一样的在表2和3。

5.3。面板宽度对上覆岩层破坏的影响

在矿区工作的数量将减少通过增加板宽度;然后,煤柱的数量会相应减少,这有利于提高煤炭经济复苏。然而,面板宽度的增加导致更密集的上覆岩层的运动,这是不利于地下蓄水层和地表生态环境的保护。九个数值模型与不同的面板宽度(表4)构造调查面板宽度对上覆岩层破坏的影响程度。基于高强度开采的现状,设计面板宽度从100到500米的梯度50米。为了提高计算效率,模型宽度增加与面板宽度不影响计算结果的前提。headgate和后挡板与维度挖掘 高时,初始应力平衡。道路被发掘后,面板12401与8.8矿业开采高度。前进的速度被选为10 m / d,考虑上湾煤矿的开采经验2。

如图7,交叉配置文件通过模型的中心,和塑性区分布特征的不同的面板宽度。的塑性区表土是拱形,塑性区主要是剪切破坏的边界。作为面板宽度增加,塑性区宽度的增加同步和塑性区增加的高度从51.72米到表面。当面板宽度为250米,风积沙似乎发生剪切破坏,也就是说,当表面出现裂缝。当面板宽度为300米,WCFZ的高度和深度进一步增加表面的失败,但它们没有连接。如图7 (e)WCFZ达到162.9米的高度,但面板的埋藏深度12401从124米到244米不等。因此,12401年的煤炭开发小组等潜在危害空气泄漏,水,沙子侵入。

的上覆岩层破坏程度不同的面板宽度是写鱼获得的语言。如图8的高度,随着面板宽度的增加,WCFZ同步和上覆岩层破坏程度增加,验证的可靠性上覆岩层破坏程度描述表土失败。上覆岩层破坏程度与不同的面板宽度是安装如下:

拟合曲线是单调递增,拐点是(319.84,55.85)。具体来说,当面板宽度319.84米,上覆岩层破坏程度增加最快。如图6上覆岩层的面板12401主要是厚和硬砂岩地层。厚而硬地层不仅承担上覆地层的重量,而且阻碍骨折(以下的向上发展27,44]。随着面板宽度的增加从300米到350米,上覆岩层破坏程度和WCFZ有相对较大的高度增加。结果表明,厚而硬地层破碎,这阻碍骨折的向上发展。结合数据6,7 (d)和7 (e),我们认为上述厚而硬地层中砂岩,和拟合曲线的拐点的临界点是地层破裂。因此,工程地质条件下面板上湾煤矿的12401,最大的面板宽度由上覆岩层破坏程度应小于319.84米,促进安全、高效开采。与此同时,面板宽度受到可用的煤炭开采技术和机械设备。易(45调查,合理的面板的宽度上湾煤矿液压支架的工作阻力决定不应超过300米。

5.4。推进速度对上覆岩层的破坏

积土的抗拉强度将被加快改善小组推进(46]。九个数值模型与不同推进速度构造调查推进速度的影响规律上覆岩层破坏程度。基于高强度开采的现状,设计了推进速度范围是5 - 21 m / d的梯度2 m / d。模型的尺寸 。headgate和后挡板与维度挖掘 当初始应力平衡。道路被发掘后,面板12401与8.8矿业开采高度和宽度300面板。通过逐步开挖模拟不同推进速度。挖掘步骤等于推进速度值,计算时间是500步。

如图9交叉配置文件,通过模型的中心,和塑性区分布特征的不同推进速度。的塑性区表土不是与表面,这表明开采高度和面板宽度是合理的选择。随着推进速度的增加从5到19 m / d, WCFZ减少从132.7到114.35米的高度和表面塑性区尺寸减少工作面推进方向的。上述结果表明,采动破坏表土和表面受到削弱,随着推进速度的增加。

如图10,过重的损伤程度和高度WCFZ显示下降趋势的推进速度增加。当推进速度是5至13 m / d, WCFZ仍然保持在132.7米的高度,但不同推进速度对应于不同的上覆岩层破坏程度值,从而表明了上覆岩层破坏程度比WCFZ的高度更能精确地描述上覆岩层破坏。表土损伤程度的变化范围受到推进速度和面板宽度是41%到49.37%和19.98%到88.02%,分别。因此,损伤程度对面板宽度的变化更敏感。损伤程度与不同推进速度安装如下:

拟合曲线是单调递减,拐点是(13.47,45.08)。具体地说,推进速度是13.47米/ d时,上覆岩层破坏程度下降最快。上覆岩层破坏程度和WCFZ稍有变化后的高度拐点;因此,合理推进小组12401年的速度不应小于13.47 m / d。

由于有限的速度希勒,工作面推进速度的同时满足以下方程: 在哪里工作面推进速度的,希勒的切割时间,希勒的切割速度,是切削深度,是面板宽度。

12401年基于规定的操作面板,希勒削减煤炭一天17小时运行7米/分钟的速度,切削深度为0.865米。的最大理想的条件下工作面推进速度是20.58米/ d通过方程(20.)。因此,合理的工作面推进速度是13.47到20.58 m / d。

6。野外实习

基于上面的分析在这项研究中,小组12401年的开采参数上湾煤矿在开采设计为8.8米的高度,在面板宽度300米,13.47到20.58 m / d在推进速度。没有空气泄漏、水侵入、地表河流中断,或其他危害整个挖掘过程中,表明开采参数由上覆岩层破坏程度都是有效的。

6.1。推进速度对周期的影响权重

在实际生产过程中,推进速度比开采高度和容易控制面板宽度不影响煤炭资源回收率。新设备调试期间从3月25日,2018年5月27日,2018 (I期),采矿设备经常失败,和煤层开挖的连续性较差。如图11面板的推进距离12401年246.35年的阶段,我和推进速度的分布是离散的。平均发展速度是3.91米/ d,这是远低于临界推进速度13.47米/ d。正常开采期间从2018年5月28日,6月5日,2018(第二阶段),推进距离达到369.6 m,前进的速度保持在平均发展速度的临界值13.69 m / d。

平均值和标准偏差之和循环阻力的支持是作为标准来判断第一个屋顶权重(周期性屋顶权重)。表达式如下: 在哪里的平均值是循环阻力的支持,监测周期的数量,的循环阻力是支持,的标准偏差是循环阻力的支持,然后呢是第一个屋顶权重(周期性屋顶权重)标准。统计数据支持的循环阻力推进距离,360米内,结果表明= 310.73酒吧,= 56.11酒吧,和= 366.84酒吧。

支持的工作阻力的分布特征如图12401所示的面板12。在舞台上,我第一个权重区间是38米,周期性的权重发生14倍周期性加权平均间隔为15.12 m。在第二阶段中,周期性的权重发生6次周期性加权平均间隔为18.33 m。作为推进速度、加速度的周期性加权时间间隔的增加,这与部分的统计结果是相一致的2。舞台与II期相比,我有一个不均匀分布的工作阻力和更持久的权重,这是导致频繁破碎事故。

由于上覆岩层破坏的累积效应,加速推进速度缩短了积累时间上覆岩层破坏,基本顶的周期性加权间隔相应增加。同时,加快推进速度缩短周期的持续时间权重,快速促进形成稳定结构,基本的屋顶,并相应地表土损失减少。因此,数值模拟结果的可靠性验证表土损伤程度分布特征的支持工作阻力两个阶段。

6.2。推进速度对地裂缝的影响

地面裂缝的外部表现的高强度开采引起的上覆岩层破坏浅煤层。面板表面的12401是一个0到27 m风成砂与弱剪切和拉伸阻力,这是容易形成地面裂缝(16]。如图13,两个阶段的动态地面裂缝中间的面板12401被选作比较。在舞台上我,由于低推进速度、上覆地层在长期紧张或剪切,导致形成了类型地面裂缝。在第二阶段中,一个合理的范围内的推进速度,上覆地层的张力和剪切时间缩短。因此,表面失败是相对较弱,只有小开口裂缝出现的紧张关系。现场工程实践表明,加速度的推进速度削弱了表土和表面的损伤程度。这个结论与数值模拟结果是一致的,验证数值模拟的可靠性和表土损伤程度的有效性在描述表土失败。

7所示。讨论

采矿参数之间的关系的统计分析和周期性的权重区间在西部矿区,这表明,采矿对表土故障参数有显著的影响。上覆岩层破坏程度指数定义为损伤程度的定量描述mining-disturbed表土在三维空间。合理的开采参数面板12401年开采高度是8.8米,300年面板宽度,13.47到20.58 m / d在推进速度,这是由应用FLAC3D模拟表土的损伤程度。预警指示器的测量结果和地面裂缝的两个阶段验证的有效性通过表土高强度开采参数的确定损伤程度的方法。

先前的研究在表土失败主要集中在高度和形态WCFZ考虑这个概要文件的表土([10- - - - - -12,22,47]),而上覆岩层破坏程度,在这项研究中,定义一个变量在一个三维空间描述体积比的上覆岩层的破坏。根据上覆岩层损伤程度之间的关系和开采参数,可以获得合理的开采参数。此外,矿业参数密切相关预警指示器和裂缝发展。因此,上覆岩层破坏程度促进地面压力控制和表面裂纹的管理。

表土损伤程度的概念提出了在本研究中被有效地应用于生产实践上湾煤矿在中国西部矿区。表土损伤程度的有效性方法与不同的小组将进一步验证条件。表土损伤程度的提取可以很容易地实现数值模型。然而,提取方法上覆岩层破坏程度从物理模拟和现场工程实践需要进一步研究。

8。结论

以高强度开采工作面临西部矿区为背景,挖掘的影响参数对预警指示器,WCFZ的高度,损伤程度,和地面裂缝进行了在本研究中利用统计分析方法相结合,应用FLAC3D数值模拟和现场测量。面板的开采参数的合理范围12401提供了基于拟合函数的上覆岩层破坏程度和开采参数。主要结论如下:(1)基本的屋顶预警指示器的增加随着推进速度的增加,开采高度降低,或面板宽度缩短在恒工程地质条件。换句话说,表土损伤程度的程度将会削弱一个面板通过增加推进速度,减少开采高度,或缩短面板宽度(2)上覆岩层破坏程度定量描述了表土失败在一个三维的空间中,但是WCFZ的高度和形态只是考虑表土的概要文件。数值模拟结果表明,上覆岩层破坏程度比WCFZ的高度更能精确地描述表土失败(3)表土损伤程度的变化范围受到推进速度和面板宽度是41%到49.37%和19.98%到88.02%,分别,这意味着表土损伤程度对面板宽度的变化更敏感(4)合理的开采参数面板12401年开采高度是8.8米,300年面板宽度,13.47到20.58 m / d在推进速度,分别。预警指示器和地面裂缝的现场测量结果验证了有效性使用表土损失程度来确定高强度开采参数

缩写

:	损伤变量
:	单元体的体积
:	矩阵的体积
:	受损的身体的体积
:	岩体应力
:	矩阵的压力
:	第二不变量的偏应力张量的岩体
:	第二不变量的偏应力张量矩阵
:	岩体的偏应力张量
:	静水压力
:	静水压力的矩阵
:	克罗内克符号
:	弹性常数矩阵的张量
:	应变张量的矩阵
:	应变张量的身体受损
:	岩体的剪切模量
:	剪切模量的矩阵
:	等效应力
:	等效应变
:	钻孔深度WCFZ的顶部
:	压缩岩层的价值
:	开采高度
:	上覆岩层破坏程度
:	塑性区体积
:	观察到的空间体积
:	平均值的循环阻力的支持
:	监控的循环次数
:	循环阻力的支持
:	标准偏差的循环阻力的支持
:	屋顶阈值的权重。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称,他们没有利益冲突。

确认

提供的金融支持这项工作是由中国国家自然科学基金(号。51874281,51704274,51404272),国家重点实验室培育基地天然气地质和气体控制(河南理工大学)(WS2019A05),曰气杰出学者项目,中国矿业大学&技术、北京(2017 jcb02),中央大学的基础研究基金(2020 yqny04)。