在煤矿地下开采过程中,矿井火灾是严重影响矿井安全生产的重要因素之一,由此产生的高温严重威胁着矿井巷道服务期间的安全稳定运行。为此,本文紧紧围绕高温热损伤后煤系砂岩的力学行为、破坏过程的声学响应、围岩体灾变特性及失稳预警等关键性科学问题,以西南地区煤系地层砂岩为研究对象,综合运用热分析动力学、热弹性力学、岩石力学、统计学、分形几何学以及数学弹性理论等多学科交叉的研究方法,基于室内实验、理论推导和数值计算相结合的研究手段,对不同温度影响后的煤系砂岩开展系统研究,主要研究工作如下:（1）砂岩在高温作用下会发生剧烈的物理/化学变化,且热应力的产生将促使岩石出现明显的热破裂。利用核磁共振、压汞测试和扫描电镜等三种优势互补的技术手段测试并分析了不同温度热处理后煤系砂岩多尺度孔隙裂隙演化特征,明确了温度影响下岩石材料的物理/化学变化;基于热分析动力学理论探寻了适用于砂岩固相热分解的三维扩散机理方程,获取了岩石热分解动力学参数,分析了岩石矿物的热稳定性特征,揭示了岩石矿物的热分解反应动力学现象;最后从岩石细观结构出发,考虑组成岩石的细观颗粒随机非均质性,基于热弹性力学和Weibull分布理论构建了随机介质热弹性力学模型,揭示了温度作用下岩石试样的热破裂机制。（2）温度对岩石强度、脆性及破坏特征具有显著影响,表现出25～400℃高温强化和超过400℃后高温损伤的两种力学性能影响机制。开展了不同温度热损伤后岩石试样的单轴压缩试验,分析了热损伤砂岩渐进破坏过程及岩石强度参数与温度之间的关系;提出了基于岩石轴向应力-体积应变关系曲线的岩石脆性指数评价方法,并以此定量表征了热损伤砂岩的脆性特征;基于CT扫描、三维重构及数字图像处理技术分析了热损伤砂岩破裂裂纹空间分布特征及关联维数;最后结合单轴压缩试验和细观形貌观测结果,揭示了25～1000℃范围内不同温度对岩石强度存在的强化和损伤两种不同的影响机制。（3）不同温度影响后煤系砂岩循环荷载变形特征及其渗透特性存在显著差异。基于温度热损伤煤系砂岩的循环加卸载试验,分析了热损伤砂岩的力学性能及变形特征,阐明了应力历史对高温热损伤岩石渗透性的影响;构建了考虑渗透压力的能量计算方程,分析了循环加卸载过程热损伤砂岩的能量演化机制;基于孔隙坍塌和塑性剪切两种不同的塑性变形机理和破坏过程的渗透率演化特征,讨论了砂岩塑性变形机理的触发机制,揭示了不同温度对砂岩承载变形及渗透性的影响差异性特征。（4）热损伤煤系砂岩破坏过程声学信号统计学参数能够揭示岩石的变形破坏特征,获取的非线性系统表征参数可作为岩石失稳的预警信息。分析了热损伤砂岩破坏过程声发射（AE）能量的统计规律,考察了AE能量数据结构自组织性,揭示了最大似然估计法（MLE）获取幂指数具有可信度高、计算结果稳定性强的显著优势;通过AE参数的两种不同的指数（AF值和RA值）有效识别了岩石张拉与剪切两种不同的裂纹扩展模式;并基于核密度估计法（KED）可视化分析了AF/RA值在AF-RA坐标系中的高密度集中区域,揭示了岩石承载过程破裂模式的动态演化规律;采用相空间重构理论和G-P算法得到了岩石非线性系统表征参数,探明了热损伤砂岩的破坏过程非线性系统的演化过程,并获取了岩石失稳的早期预警信息。（5）推导出了室内试验尺度下模拟巷道围岩应力解析解,揭示了应力作用下热损伤巷道围岩体灾变机制,提出了热损伤巷道围岩失稳预警信息的综合判定方法,实现了围岩灾变失稳的高精度预警。基于室内双轴压缩试验模拟了火灾高温影响后巷道围岩的灾变过程,分析了不同温度影响后巷道围岩的变形破坏特征;并基于复变函数理论、保角变换和粒子群优化算法（PSO）确定了巷道截面形状映射函数,推导出了直墙拱形巷道围岩应力解析解,由此计算得到围岩体承载过程的应力分布特征,同时结合SEM、CT扫描和KDE可视化分析方法揭示了荷载作用下热损伤围岩体灾变机制;基于围岩断裂的雪崩效应计算并分析了失稳过程的AE信号的关联维数、b值及最大似然估值（MLE）曲线非固定临界点的临界值,有效获取了巷道围岩体失稳前兆信息,在此基础上初步探讨并验证了多指标围岩失稳监测预警体系的可行性,实现了围岩失稳的高精度预警。本研究深化了对高温影响下岩石力学行为、围岩灾变特征及其失稳预警的认识,为我国矿井火灾高温影响后巷道围岩稳定性分析及失稳预警提供支撑。论文研究期间,共发表学术论文12篇,其中以第一作者身份发表SCI论文8篇;授权国家发明专利14项。