煤炭开采进入深部阶段,采深不断加大,地应力、瓦斯压力和瓦斯含量不断增高,采场结构也越来越复杂,应力与瓦斯耦合动力灾害日趋严重及复杂,冲击地压或强矿震引起煤层或采空区瓦斯异常涌出和动载荷诱导煤与瓦斯突出等复合型动力灾害时有发生。目前研究主要集中在煤岩冲击破坏方面,而动载荷下含瓦斯煤动力学行为及瓦斯放散特征缺乏研究。本文采用实验室实验、理论分析和数值建模等手段,研究动载荷(震动载荷:未破坏;冲击载荷:破坏)作用下含瓦斯煤动力学行为及瓦斯放散特征,建立含瓦斯煤冲击动力学本构方程和动载荷下瓦斯运移方程,提出含瓦斯煤冲击破坏多场耦合模型,揭示含瓦斯煤冲击破坏过程中应力场、损伤场和瓦斯场耦合演化机制。主要结论如下:建立了含瓦斯煤霍普金森压杆(SHPB)试验系统,在SHPB上实现了含瓦斯煤冲击破坏动力学实验,测试分析了含瓦斯煤动力学行为与轴向静载、围压、瓦斯压力和震动载荷/冲击载荷的关系。结果表明:围压和动载荷均有助于提高含瓦斯煤体的动态抗压强度和抵抗变形的能力;瓦斯的吸附膨胀作用、扩容效应及蚀损效应将劣化煤体,削弱煤体抵抗外载荷的能力;震动载荷作用下,轴向静载表现为提高含瓦斯煤体的抗压强度和抵抗变形的能力,而冲击载荷作用下,轴向静载表现为削弱煤体强度和劣化煤体的变形能力。研究了含瓦斯煤在轴向静载、围压、瓦斯压力和震动载荷/冲击载荷组合加载下的应变率效应,分析了含瓦斯煤动态强度、峰值应变/破坏应变随应变率的变化规律,证明了煤岩受载应变率效应的普适性。结果表明:低于临界应变率,含瓦斯煤的动态强度和峰值应变/破坏应变基本随应变率增大而增大;超过临界应变率,含瓦斯动态强度和峰值应变/破坏应变将基本稳定。实验研究了含瓦斯煤在震动载荷和冲击载荷作用下的瓦斯放散特征,分析了不同轴向静载、围压、瓦斯压力和动载荷组合加载下瓦斯放散随时间的演化规律,确定了最大瓦斯放散速度和瞬时放散率与四种因素的关系,揭示了动载诱导的含瓦斯煤破坏过程中瓦斯异常放散机制。基于岩石力学强度理论、Terzaghi有效应力原理与统计损伤理论,考虑轴向静载、围压、瓦斯压力和动载荷组合作用,建立了含瓦斯煤动力学本构方程;结合瓦斯吸附平衡方程、扩散方程和瓦斯渗流方程,建立了动载作用下含瓦斯煤瓦斯运移方程组;通过孔隙率和渗透率演化架起了含瓦斯煤动力学本构方程和动载荷下瓦斯运移方程组之间的桥梁,建立了含瓦斯煤冲击破坏多场耦合模型,揭示了含瓦斯煤冲击破坏多场耦合机制,并通过数值模拟进行了实验尺度验证。以某矿+100东一采区4112运输巷掘进工作面赋存地质条件为背景,应用含瓦斯煤冲击破坏多场耦合数学模型,研究了动载荷产生前后的应力和位移演化,解释了煤与瓦斯突出灾害发生过程的应力和瓦斯耦合过程,分析了重大煤与瓦斯突出事故的特征和原因。结果表明:复杂的地质结构和应力环境是导致此次事故发生的先决条件,采掘活动导致断层活动滑移而产生能量较大的动载荷是事故发生的直接诱因,动载荷作用煤体破裂瓦斯大量解吸是瓦斯异常涌出的主要原因。本文的研究成果对于进一步完善含瓦斯煤冲击动力学、揭示含瓦斯煤复合动力灾害机理、促进含瓦斯煤动力灾害防治具有重要的理论意义和实践价值。