煤层开采后形成采空区,采空区下伏煤层应力环境以及力学性质会受到一定程度的扰动,进而影响煤层水力压裂裂缝起裂与扩展规律。瓦斯抽采可以有效预防煤与瓦斯突出事故,提高瓦斯利用率并减少温室气体的排放,水力压裂作为煤层瓦斯抽采的重要手段,研究水力裂缝起裂与扩展规律十分重要。本文采用理论分析、物理试验以及现场实测相结合的方法,研究了采空区下伏应力扰动煤层水力裂缝起裂与扩展规律并基于研究结果提出了表征扰动煤体损伤程度的损伤因子。主要研究成果如下:使用自主研发的真三轴应力加卸载及水力压裂试验系统进行了真三轴水力压裂试验,研究应力扰动作用下试块水力裂缝的起裂与扩展规律。具体有以下三种情况:（1）扰动应力过大使试块产生较大的应变,试块内部产生大量损伤,但卸载过程损伤的展开非常微小,表明试块一直保持在应力压实状态,水力压裂破裂压力更高、破裂时间更长,不利于水力压裂裂缝起裂与扩展;（2）扰动应力过小试块发生弹性形变,即加载过程产生的应变在卸载完成后会基本还原,虽然存在应力扰动及产生一定量应变,但在微弱的应力扰动下试块的力学性质基本不会发生改变,基本保持原始状态;（3）若扰动应力在适当的水平,既不会过大使试块永久压实,也不会过小对试块造成忽略不计的损伤,这种状态下水力压裂初次破裂压力更低、时间更短,且裂缝更快扩展至试块表面,内部损伤展开更充分。考虑试块加卸载两个过程应变对整体损伤的影响,提出了表征单轴应力扰动下煤体损伤程度大小的损伤因子,分析了损伤因子在两种极限条件下所表示的意义,并进一步提出了损伤因子在双轴应力扰动下的表现形式,解释了损伤因子并非表示试块的绝对损伤情况,而是对比初始状态下的相对参数,初始参考应力状态改变,损伤因子大小也会发生改变,并具体说明了损伤因子T很小时存在两种极限情况:（1）ΔR-ΔR+≈0,此条件下试块扰动应力过大,卸载阶段应变ΔR-极小、试块高度压实,或卸载的程度过低损伤还未充分释放,损伤因子T大小近乎为0,试块水力裂缝破裂压力甚至比初始状态更高;（2）（ΔR-ΔP-）（ΔR+ΔP+）≈1,此条件下加载和卸载阶段位移随应力变化速度相同,试块在发生弹性形变且内部损伤微小,即损伤因子T≈0。共收集了寺河井田煤炭未采动区30个煤层段和采动区30个煤层段的直井压裂数据,以及煤层的埋深、最小主应力、垂直应力等参数,分析表明9号煤层和15号煤层受到3号煤层采动影响后,垂直应力出现降低的现象,水力压裂破裂压力较采动扰动前降低,有利于水力压裂裂缝起裂与扩展,提升煤层压裂效率;采动条件下9号煤层比15号煤层水力压裂破裂压力低,因为9号煤层埋深较浅且受到3号煤层采动影响较大,更有利于水力裂缝起裂与扩展。研究结果为采空区下伏煤层水力压裂工艺提供参考,提高瓦斯抽采效率。