岩体的断裂活动，创造了丰富的有益矿物和优美的环境景观，同时与其伴生的地震、火山喷发、山体滑坡等自然现象，也导致了一系列重大地质灾害。在矿山，冲击地压、地温地热、瓦斯和水突出等，各种与断裂活动相关的岩体动力灾害，严重地威胁着一些矿区的开发、开采活动。
1地质动力现象发生系统的能量来源1.1板块断裂活动地壳岩体无时无刻不处于运动和变化过程中。
一些大型活动断裂年平均移动速率在20MM以上。在漫长的地质历史过程中，板块移动在地壳岩体内积累了大量的变形能。由于板块体形状不规则，边界又多为一些断续的折线或曲率半径变化的曲线。
作为准刚性体的板块体，在其运动和相互间发生作用时，边界的接触程度、块体间作用方式存在差异。
相互作用的板块间，以及相互作用的不同边界部位，应力性质、分布不一。有的板块、边界部位处于较高的挤压应力状态，而有的板块、边界部位则可能处于张拉应力状态。
某一地质历史时期，地壳岩体应变能在这些高应力状态板块、边界部位区域聚集、释放时，经常伴随着地震、冲击地压等相应规模的岩体动力现象的显现。北票断裂（沈阳煤炭科学研究所，北票矿区地质动力区划研究报告，1993）是郯庐断裂活动影响下，正在发育着的一个活断裂，见。北票矿区恰好位于该断裂活动高应力聚集的“岩桥”处，矿震、煤与瓦斯突出等岩体动力现象，始终伴随着矿山的开采活动。矿区次级断块作用系统中，“212”、“210”两断块处于较高的挤压应力状态中，区内小断裂、裂隙活性强，动力现象显现倾向严重；而*286*等断块则处于相对较低的应力状态水平，区内小断裂裂隙活性差，动力现象显现轻微。
1.2矿山开米活动宏观上看，一个矿区的开发开采活动，无论其空间规模（长度、宽度、深度），还是重力荷载（采出矿体重量、体积），都足以和相当规模的活动断裂处于同样的量级。也就是说，一个矿区的开发开采过程，就是一个“人工断裂”的形成、活动的过程。期间，必然改变原区域地应力辽宁工程技术大学学报环境状态、各地质断块间相互作用关系及其作用规律，促进或抑制某些断裂的活动。微观上，有益矿物的采出，原岩应力向开采空区转移并在其边界岩体内聚集，形成采动高应力集中，为岩体动力现象显现提供能量来源。
抚顺矿区处于浑河断裂活动影响区内，煤田东西长25km、南北宽3km、开采深度从煤层地表露头到地下1 300m.近一个世纪的煤炭开采过程中，始终未能彻底摆脱冲击地压、瓦斯突出等岩体动力灾害的威胁。老虎台矿位于煤田中央，作为矿区岩体“人工断裂”形成过程中的“岩桥”，在采动集中高应力作用下，区域岩体内积聚了大量变形能，加剧了该矿井岩体动力灾害的显现。矿井开采过程中，采区、阶段、工作面的煤柱区，深部两翼己开采的向斜煤层轴部区，工作面煤壁前方及掘进头等处，岩体动力灾害显现严重。
2岩体动力现象发生系统的形成条件2.1岩体中应力、能量的集中介质性质和结构形态的差异和不均衡，是物体受力时出现应力集中的原因。地壳岩体是由含各种不同矿物成分的岩石组成的，同时又是被孔隙、节理、裂隙，甚至断裂、侵入体等规模大小不一的结构面切割，并由不同物态矿物质充填的结构体。由于不同矿物成分岩石物理力学性质的差异，在同样的应力环境条件下，高弹模、高强度介质中将储存有更多的弹性变形能，大多表现为应力相对集中。区域内介质性质差异愈大，应力集中与相对卸载程度愈悬殊，如煤岩接触面、断裂带、火成岩侵入体边界及各种地质界面等区域。曲率半径愈小，应力集中程度愈高，如断裂尖灭点、褶曲轴部、煤岩层倾角或厚度急剧变化处等。台吉矿9次超千吨突出中有8次发生在石门揭露煤层处，12.6%的突出发生在煤岩层倾角和厚度有较大变化处。
2.2介质变形破坏性质区域岩体介质具有较高的强度和弹性模量，变形破坏呈现明显的脆性、突变性，乃是岩体地质动力现象显现区域介质变形破坏的明显特征。
目前，矿山常用的鉴定、衡量煤岩冲击倾向性的指标：弹性能指数、变形能指数、冲击能指数、动态破坏时间指数等，就是介质这种变形破坏性质的一种归纳和量化。
3地质动力现象发生系统显现特征3.1动力现象显现的时空转化特征在特定地质历史时期，也就是一个相对较为稳定的宏观应力环境下，随着高应力区岩体弹性变形能以动力显现形式的释放，断块间原有的边界条件和相互作用关系便发生了改变，岩体动力现象显现在时间、空间上发生转换。原来处于活跃期的区域，经过能量的逐渐释放，可能进入平静期；而原来处于平静期的区域，随着能量的逐渐积累，反倒渐渐进入活跃期。
断块的移动变形能在高应力区聚集的过程中，高应力区范围也在逐渐地扩大，分担储存着源源不断的断块移动变形能。但是，随着高应力区范围的扩大，变形能扩散储存速度逐渐衰减。当高应力区内那些应力较为集中部位，如裂隙尖端、拐点等处，积累的变形能达到足以使其破坏或运动的极限状态时，该部位的突然破坏或运动必然导致整个高能量系统的失稳，发生动力现象。如用数学函数来简单描述这一复杂物理过程，那么，函数时间变量的改变预示着岩体地质动力现象显现在时间上具有一定的周期性，而空间变量的改变预示了岩体地质动力现象显现在空间展布和规模上的跳跃性。地震的时空分布是现今区域断裂构造活动，在一个相对独立、稳定的应力环境下，在一定的时间尺度、空间范围和震级强度下的直观显示。松田时彦（1976）Lg=0.6M-LgS-4.0的统计结果显示了地震重复周期A与断层活动速率又震级M间的关系。冲击地压、煤与瓦斯突出等矿山动力现象显现频度与开采空区面积（或采出煤岩体体积）间的关系，见，则从另一个侧面说明了矿山岩体动力现象显现时能量的积累与释放的时空效应。
3.2动力现象显现分形展布特性就像树木的枝干（以及江、河等地表水系）发育、生长，是特定树种在一定的阳光、水分、气候等环境条件下的分维结果一样，地壳岩体断裂是一定地质历史时期，相对稳定的应力环境下，特定的岩体介质变形破坏规律的反映，同样具有分维（形）特征。共轭平移断层的次序模式J.D.Mood）、库尔唐内和夏尔尼地区水系网络棋盘格式构造（多布列）似乎是断裂构造发育模式理一系列性质、成因、产状相似且相互间联系的，冯国才等：断裂活动与矿山岩体地质动力灾害研究断续的次级断裂组合而成，而不是一条单一连续的断裂线。它其中的任何一个局部区域，都有与其整体存在着自相似的分维特征。郯庐断裂小东营县左山带、二公活断层断错冲沟错距表面上无规律可言，但却都遵循着特定的可公度值，同样具有自相似的分维特性。
采空区面积/%冲击地压频度与采空区面积关系每一隐含或次级断裂、裂隙的形成与贯通，都是新的大规模或高级断裂裂隙的孕育、发展，并伴生地质动力现象的过程。也就是说，岩体介质中，断裂、裂隙孕育、形成、扩展的部位，就是地质动力现象将要显现的区域。较大规模冲击地压、瓦斯突出等岩体地质动力现象，同地震一样呈现出明显的沿断裂构造追踪迹象。而那些小能量级别的冲击、岩爆、突出等矿山地质动力现象，由于所追踪的断裂裂隙构造规模相应较小，甚至可能是目前还没有任何表象的正处于断裂构造孕育期的隐含裂隙带，所以我们常常强调其它因素错误地予以解释。
4地质动力灾害的区域防治隙的生成、发展的影响，以及其所遭受到的损害是十分复杂的。它既与新形成或活动的断裂裂隙形态、规模等有关，又与采矿活动规模及其相对于薄弱部位的空间位置有关。现实生产中，那些危害较大，尤其是重大地质灾害伤亡事故，多发生在正在进行着采掘作业的地点。但也经常遇到或监测记录到，一些地质动力现象发生在非采掘作业的井巷工程、煤岩柱区及其它远离作业区的深部、远处煤岩体内，因为在采矿活动过程进行时，断裂裂隙正在那里孕育和发展着。
断裂裂隙生成、活动的时空转换和空间展布特征，奠定了矿山地质动力灾害区域防治的理论基础。但这一工作是一个涉及多学科知识的复杂系统工程。从区域应力环境评价到局部应力状态的了解、从原岩地应力分布到采动应力集中、从高级断块活动到次级断块间相互作用、大到大型地质断层等地质界面、小到节理裂隙及煤岩层厚度和倾角的局部变化，等等。只有掌握并充分运用好所有这些地形、地貌、地震、地质、采矿等方面信息，合理安排、控制煤田（层）的开发开采地点、顺序、规模，采取必要的安全工程措施，减少采动应力集中，平稳无灾害释放岩体动力危险区的高变形能，才能有效地进行矿山地质动力灾害的区域防治工作。
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