本文以煤矿深井为工程地质背景,综合采用初始地应力原位测量、三维地质体可视化建模、数值模拟及理论分析等方法,针对煤矿深井地应力场的反演及应用进行了深入研究,主要开展了以下研究工作：基于多元线性回归原理,建立了煤矿深井多元线性回归地应力场反演数学模型。运用GOCAD三维地质建模软件构建了煤矿深井复杂地质体真三维可视化模型,编制了GOCAD与FLAC3D数值模型交互程序,实现了可视化三维地质模型的可算化。依据现场地应力原位测量结果,得出了局部测点地应力场特征,提出将弹模作为实测地应力当量化处理的关键指标,并给出了不同刚度岩层中实测应力的定量化评估新方法。定义了相对构造因子和绝对构造因子的概念,实现了构造应力场在地应力场中权重的定量描述。通过对潘一东深部井田大尺度地应力反演,得出地应力场分布特点：最大及最小主应力倾角接近水平方向,中间主应力接近垂直方向,最大主应力方位上基本呈东西向,最大及最小主应力在方位上基本垂直；井田原岩应力场量值上σH>σv>σh,即水平应力在地应力场中起着主导和控制作用；水平主应力量值与岩层刚度呈密切正相关,垂直应力与岩层刚度无关,其量值基本等于上覆岩层重量；断裂构造对应力场产生重要影响,断层尖端附近岩层应力集中,但断层面附近存在一定范围的应力降低区,断层附近最大水平主应力方向发生不同程度的偏转。研究成果为煤矿深井科学开拓布局及巷道支护设计提供新途径。