针对煤矿采空区失稳带来的灾害,一直难以有效控制这一关键科学问题,引入灾变链式理论,研究了煤矿采空区失稳灾害的链式效应,分析了其链式响应特征,对于研究煤矿采空区失稳灾害具有重要的理论和实践价值。本文采用现场调研、资料收集分析、理论分析、数值模拟等手段,运用采矿学、灾害学、开采动力学、岩石力学、突变理论、耦合理论等方法,在灾害链定义、分类、链式效应理论模型及链式发展阶段研究的基础上,研究了煤矿采空区失稳灾害的影响因素,获得了多因素耦合作用下的煤矿采空区失稳链式响应特征。主要结论为:(1)煤矿采空区失稳灾害链式载体的表征形式为物质、能量、信息,其性态演化规律主要表现为潜存性、阶段性、间歇性、周期性、延续性。煤矿采空区会经历一个“失稳-稳定-再失稳-再稳定~”周期性和阶段性的典型链式过程。(2)煤矿采空区失稳主要影响因素包括区域地质及构造分布、采空区/煤柱尺寸与形态、采空区覆岩及围岩岩性、地表水系分布、采空区上下及周围煤层开采情况、采空区类型及遗留时间、采空区地表建筑物及植被分布等7种,最典型的影响因素为采空区积水、煤柱和构造。(3)基于尖点突变理论对煤柱稳定性进行了计算,当煤柱的弹性核区的面积A(27)1.089w~2时,煤柱发生突变失稳。煤柱的稳定性计算都是以煤柱荷载和煤柱强度为基础的,煤柱的时间效应对煤柱的稳定性也有很明显的作用,通过数值模拟进行了煤柱应力场和蠕变特征的演化,煤柱的弹性核区不断缩小,导致最后失稳。(4)将采空区灾害耦合系统分为孕灾环境、致灾因素、承灾体,并且对各个子系统进行了进行了因素归类划分,共分为三级指标。分析了失稳灾害的耦合类型,子系统内部因素的耦合以及子系统之间的耦合,列出了耦合关系图。分析了多因素的耦合效应,包括正正耦合和正负耦合。分析了采空区在链式发展阶段的耦合过程。构建了采空区稳定性灾害的耦合度模型,对失稳灾害进行定性定量分析,将耦合理论和层次分析法相结合,对指标进行定量描述,确定权重。最后最系统的列出了耦合度计算公式,对各因素及子系统之间进行耦合度进行计算,得出耦合的的状态,确定了危险程度。最后分析了多因素耦合作用下采空区失稳机理。