深部煤炭资源开采过程中,冲击地压灾害多发,严重制约煤矿安全高效生产。冲击地压是煤岩体应力与结构的突变,其孕育和发展过程通常涉及煤岩体裂纹扩展而诱发大尺度破断。因此,开展煤岩裂纹动态扩展过程的精准反演与刻画研究,对于揭示冲击地压致灾机理及实现可靠预警具有重要意义。在现场地质和开采条件耦合作用下,采掘空间煤岩体变形破裂过程复杂,存在着张拉、剪切或张剪复合多种断裂类型。目前,定量地震学的震源参数解较好地描述了剪切滑移断裂过程,如何解释张拉断裂及复合断裂震源机制是科学难题。本文采用理论建模、实验室实验、数值模拟和现场验证等方法,主要研究不同类型裂纹震源模型及反演方法、煤岩断裂全过程裂纹震源参数演化、煤岩裂纹扩展动态特征及断裂准则等,并进行现场验证与应用。主要工作及相关结论如下:针对数据处理过程及输出结果黑箱、原始波形难再次挖掘利用等问题,自主建立了声发射测试系统,开发了全套波形分析算法程序,为煤岩断裂全时空监测提供了高质量声学数据。基于Agilent采集仪建立的声发射系统,实现了多通道同步触发、原始波形全面采集与无损获取;改进了赤迟信息准则到时拾取算法,增添了波形滤波及到时质量评价功能,大大提高了实验室和现场低信噪比波形数据到时可靠拾取的概率;结合方差-协方差矩阵误差椭球理论,确定了声发射源坐标三维置信区间及误差量化指标,有效剔除了劣质定位结果。构建了不同破裂类型裂纹震源模型,提出了裂纹震源参数绝对定量反演方法。利用幅值标量敏感参数将采集的电信号复原成扰动位移量,量化了传感器耦合质量,为裂纹震源参数绝对反演奠定了基础;建立了仅涉及位移不连续（DD）行为的裂纹震源模型,推导了DD张量与裂纹震源参数间的定量关系,发现了在裂纹震源模型中必须满足DD张量中间特征值为零的约束条件;提出采用拉格朗日乘子结合Levenberg-Marquardt法对约束条件下的DD张量进行求解,继而获取裂纹震源的张剪属性、破裂尺度、空间取向及运动方向等;通过石英玻璃断裂实验验证了裂纹震源模型的适用性及反演方法的正确性。基于建立的裂纹震源模型,反演获得了煤岩断裂全过程裂纹震源参数,揭示了裂纹时空演化规律、能量耗散特征及扩展机制。结果表明:裂纹事件主要分布在断裂过程区（FPZ）内,FPZ存在是煤岩断裂灾变前兆出现的内在原因,且FPZ尺寸越小,断裂峰前先兆特征越不明显,峰后动力破坏越剧烈;结合断裂力学,推导了裂纹事件绝对能量计算公式,建立了能量释放与裂纹尺度间的定量关系,从源头上解决了由声波衰减而导致的震源能量难以量化问题;裂纹事件绝对震级服从Gutenberg-Richter关系,其中大震级事件取向与宏观裂纹路径方向平行,其运动方向主要沿最大主应力方向,故可通过裂纹事件的取向及运动特征来预判断裂延伸方向及应力场分布,继而为受载煤岩灾变预报提供重要信息。通过离散元二次开发对上述实验结论进行了模拟验证,结果吻合较好。考虑FPZ影响,系统研究了煤岩裂纹动态扩展非线性特征及断裂准则。建立了卸载柔度与无应力约束裂纹长度间的定量关系,提出了利用位移梯度阈值法来量化等效裂纹长度,实现了裂纹扩展过程中FPZ尺寸的动态精准测量;基于FPZ等效裂纹模型推导了煤岩断裂跨尺度效应Ba（?）ant公式,并延伸得到了现场尺度煤岩体断裂力学基本参数;结合尺寸效应及数学包络线理论,获得了煤岩断裂非线性R曲线准则,从理论上解释了煤岩断裂动力致灾脆塑性转换的跨尺度行为及影响因素,为煤岩体裂纹非稳定扩展及灾变判定提供了理论依据。以某冲击地压矿井矿震频发工作面为背景,开展了煤矿微震监测数据的应用验证。对典型顶板断裂大矿震事件灾源进行了定位,基于裂纹震源模型反演获得了断裂类型、断裂面方位、断裂运动方向及断裂尺度等灾源直接参数,结果与现场实际情况基本符合;利用推导的裂纹事件能量公式,从源头计算了顶板断裂释放的能量,结果与SOS系统记录的微震能量值相接近;结合采场空间结构,从时序特征、空间分布、震源机制等角度全方位分析了大矿震前兆响应规律及动态演化孕灾过程,为类似矿山动力灾害监测预警提供了借鉴。本文构建了裂纹震源模型及定量反演方法,揭示了受载煤岩裂纹时空能演化规律、产生机制及动态断裂行为,对于深入冲击地压致灾机理及监测预警方法研究具有重要的理论意义和实践价值。该论文有图107幅,表17个,参考文献203篇。