在我国,随着浅部资源的逐渐消失,地下开采的比例越来越大。而随着开采深度的不断增加,地应力水平不断增高,开采的安全性越来越差。尤其是随着重点矿区进入深部特殊构造区域开采,以冲击地压、矿震等为代表的动力灾害,无论是发生的频率,还是发生的规模以及危害程度都明显加剧。目前,在深部开采过程中,冲击地压等动力灾害的孕育机制和诱发机理亟需进一步探明,尤其在地质构造影响区,动力灾害的致灾过程和致灾条件更加复杂和多变。初步研究表明,向斜轴区域煤层开采过程中,受高构造应力的影响,强矿震、冲击地压等动力灾害发生得更加频繁且破坏性更强。甘肃省砚北煤矿区域地质构造复杂,冲击地压现象显著,2502采区的02工作面位于砚北煤矿向斜轴区域,回采过程中诱发多起强矿震和冲击地压事件。以此为工程背景,针对砚北煤矿向斜轴区域高构造应力环境,围绕矿震孕育载体“围岩特征区”,通过地应力测量、地应力场反演、相似材料模拟试验、理论分析及岩石力学实验等技术手段,初步研究了向斜轴区域采场围岩破裂特征及其与微震活动的相关性,得到以下主要结论:(1)获得了砚北煤矿向斜轴区域的应力场特征及其采动应力演化规律。砚北煤矿250202工作面所处向斜轴区域属于高应力集中区域,最大主应力方向为水平方向,且具有较高应力水平,是该区域强矿震孕育和频发的根本原因。受向斜轴区域高水平构造应力影响,回采面前方围岩和沿倾向两侧围岩内最大主应力呈现越靠近向斜轴部应力增加梯度越大的变化趋势;相比之下,对竖向应力的影响较小,其主要受岩层埋深所影响。(2)获得了向斜轴区域采场特征区围岩在采动过程中的动态破裂规律及其微震事件分布特征。根据向斜轴区域采场围岩在采动过程中的变形破裂特征,将采场围岩划分为不同特征区域。统计分析了采动过程中不同采场围岩特征区内微震发生频次和释放能量的变化特征,研究发现,一次强矿震或冲击地压事件在不同围岩特征区内具有不同的表现形式。(3)发现了向斜轴区域高水平构造应力环境下煤层开采,覆岩运动规律及采场围岩特征区应力分布具有变异性。通过对砚北煤矿向斜轴区域工作面开采的相似模拟试验及现场回采面支架工作阻力监测结果的综合分析,并分别对向斜轴区域采场围岩特征区的应力分布特征及其在采动过程中演化规律进行理论计算和参数敏感性分析。研究发现,受向斜轴区域高水平构造应力影响,覆岩运动规律及采场围岩特征区应力分布规律均具有变异性。(4)揭示了向斜轴区域采场围岩特征区内微震活动特征及其与应力状态的相关性。将微震事件按不同围岩特征区内岩体破裂机理进行分类,分析了不同围岩特征区内微震事件的能量和震源处岩体的应力特征,获得了采场围岩特征区内微震活动特征与其应力状态的相关性。在此基础上,依据G-R关系中微震参数b值及其物理意义,将微震事件按采场围岩特征区分区统计计算,获得了不同采场围岩特征区内微震活动特征,从而揭示了向斜轴区域不同采场围岩特征区内岩体应力状态在采动过程中的变化规律。同时,以此规律对向斜轴区域工作面进行强矿震危险区划分,经与现场监测结果对比验证,表明此方法准确率较高。