随着浅部资源的逐渐减少,尤其是在我国中东部地区,煤矿开采深度和开采强度不断增加,煤矿开采的环境逐步的恶化;许多矿井随着深度的增加,矿井开始出现瓦斯涌出量增大、瓦斯压力增大、煤质变软、渗透性降低和均质性变差的现象,同时发生底板鼓起、冲击地压、冒顶事件等动力灾害的可能性明显增大。声发射可以对煤岩失稳过程中内部状态的变化进行反演,同时也能够对煤岩失稳破坏过程中裂纹形成或扩展时的信息进行检测。分析和研究煤岩失稳破坏过程中声发射信号,可以对煤岩内部的结构变化进行推断,反演其破坏机制和损伤程度。因此,研究煤岩失稳破坏过程的声发射特性,可以了解煤岩失稳破坏过程中的裂隙演化规律和煤岩损伤的动态过程。煤岩的宏观失稳破坏一般会滞后于声发射表现的前兆期,分析其前兆规律有利于预测预报冲击地压、突水、冒顶和煤与瓦斯突出等严重的矿山动力灾害。为了能够更好的将声发射技术应用到工程实践中,以三交河煤矿、屯留煤矿和龙山煤矿三种煤样为研究对象,利用RMT-150C型岩石力学伺服试验系统和AE-win E1.86型声发射监测仪,对不同强度煤样、不同加载速率下的煤样和自然状态下与浸泡处理煤样进行了声发射实验研究,并且利用RFPA2D数值模拟软件对不同强度和不同加载速率下的煤样进行了数值模拟试验,最后,再运用分形理论对3种室内试验结果进行了分析。试验结果主要有:(1)实验结果:水对煤样的力学特性、物理特征和声发射特征具有一定的影响,单轴抗压强度减小了25.71%,声发射峰值计数减小了39.49%,峰值计数率减小了46.08%,峰值能量减小了18.30%;煤样的单轴抗压强度与加载速率的大小呈正相关,峰值计数、峰值能量、峰值计数率和峰值能率都与加载速率呈现出正相关的关系;不同强度煤样破裂过程中的声发射峰值计数与煤样的超声波波速、弹性模量和密度呈现出正相关的关系。(2)数值模拟结果:不同强度下煤样破裂过程中的声发射特性具一定的规律性,随着强度的逐渐增加,煤样的破坏形态开始由塑性破坏逐渐向脆性破坏过渡;不同加载速率对煤样破裂过程中的声发射特征具有一定的规律,声发射的峰值计数、峰值能量与加载速率的大小呈正相关;声发累计计数和累计能量与加载速率的大小呈负相关。(3)分形理论分析结果:3种情况下的煤样破裂过程中都存在分形特征,3种情况下的煤样破裂过程中的分形维数值随时间的变化趋势与应力随时间以及声发射计数随时间的变化趋势具有很强的一致性,都是先波动地上升到最大值再下降,并且在峰值分维值附近会出现突降再上升的现象。