煤岩动力灾害是矿井主要灾害之一,给社会造成了大量的财产损失和人员伤亡。因此人们对煤岩动力的产生机理做出了大量研究,由此产生了诸多监测预测煤岩动力灾害的方法,诸如声发射(AE)法、微震法、电磁辐射法等。红外辐射法作为一种监测煤岩动力灾害的非接触式地球物理方法,具有可视化和准确度高等优良特点,其红外辐射温度(IRT)和红外辐射热像云图在时间和空间上与煤岩破坏过程的应力分布和煤体损伤等特性具有良好的对应性。因此本文采用实验室实验和现场实验相结合的方法,利用建立的煤样失稳破坏声热响应信息采集系统,研究分析了基于临界慢化理论煤样失稳破坏红外辐射前兆信息特征。采用红外辐射法和声发射法相结合的方法,对不同角度I型(单裂隙)预制裂隙煤样和相同角度不同加载速率I型和II型(雁形裂隙)预制裂隙煤样进行了单轴压缩实验,分析研究其在受载破坏过程中声热综合响应特征。现场测试了掘进工作面和回采工作面煤体红外辐射温度和红外辐射热像云图,研究了采动煤体红外辐射特征规律。具体研究成果如下:(1)煤样在受载前期和中期最高红外辐射温度(MIRT)和平均红外温度(AIRT)变化趋势基本保持一致,受载后期最高红外温度在煤样损伤点处呈上升趋势,主破裂发生时,最高红外辐射温度急剧上升,而平均红外温度在主破裂时并未表现出明显变化;方差和自相关系数均受窗口长度和滞后步长的影响,但方差曲线受窗口长度影响较大;对比红外降温前兆点和红外升温突增点,方差对煤样失稳破坏的预测更加的精准。(2)不同预制裂隙角度对煤样的力学性质具有显著影响,煤样应力与应变随角度增大而增加且呈二次函数关系,弹性模量与角度呈线性递增关系;预制裂隙角度α≤45°时,煤样的破坏形态主要是翼型裂隙,且出现煤体局部脱落现象;当预制裂隙90°>α>45°时,预制裂隙煤样的裂隙扩展方式为翼型裂隙和反翼型裂隙共同发展,并伴有煤块崩落;90°预制裂隙煤样的破裂类型为劈裂破坏;含预制裂隙煤样的红外辐射与声发射特征具有阶段性,声发射定位与红外辐射差值等温线热像云图能够清晰反映裂隙扩展情况,随着预制裂隙角度的增加,平均红外辐射温度变化量与声发射计数峰值具有相同的规律性,呈现出先降低后增大的趋势,最高红外辐射温度变化量和声发射累计计数峰值具有随机性。(3)不同加载速率下I型与II型预制裂隙煤样破坏过程红外辐射温度变化波动程度随加载速率的增加较小;对于不同加载速率条件下预制裂隙煤样红外辐射温度曲线变化和声发射事件数呈正相关性;声发射事件密集度与加载速率大小和煤体裂隙发育和破坏程度密切相关。(4)掘进工作面煤体平均红外辐射温度随瓦斯涌出初速度q增大,呈现出四个变化阶段,即缓慢增长阶段、线性增长阶段、加速增长阶段以及当瓦斯涌出初速度超过某一定值时,其红外辐射温度将不再增加而是保持一定温度变化不变,即稳定运行阶段,煤体温度的变化不再受到瓦斯涌出初速度q的影响,其受环境条件因素的影响要远大于受瓦斯涌出初速度q的影响。(5)回采工作面进回风侧煤壁煤体红外辐射温度沿煤层走向的分布与工作面前方煤体内应力场的分布基本上一致,并且回采面两侧巷道煤体红色高温态区域主要集中在巷道煤体中部区域,可知两巷煤壁中间区域较上部和下部区域应力更为集中。该论文有图42幅,表6个,参考文献101篇。