随着矿井开采深度和强度逐年增加,深部煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害更为严重,迫切需要行之有效的预测预报方法。相关研究显示岩体破裂前后氡浓度会发生变化,这为氡预测煤岩动力灾害提供了新的思路和方法,但对此缺乏系统深入的研究。论文通过对典型煤岩块试样的放射性核素进行测量,分析了煤岩放射性核素的影响因素;对煤矿井下氡水平进行了初步研究,并分析了工作面采动对氡析出的影响;利用自主设计的受载煤岩破裂过程氡析出测量试验系统,对煤岩试样受载过程氡析出的阶段性特征进行了研究,取得了如下研究成果:(1)自行设计了受载煤岩破裂过程氡析出测量试验系统,包括煤岩三轴压缩试验系统、煤岩声发射试验系统、氡浓度测定试验系统等几部分,测试结果表明:自主设计的试验系统具有灵敏度高,测量快速,监测手段多样,操作简便等优点,且试验测量结果可靠,为开展受载煤岩破裂过程氡析出试验打下了基础。(2)利用自行设计的受载煤岩破裂过程氡析出测量试验系统,对煤岩受载破裂过程的氡析出规律进行研究。研究结果表明:煤岩试样单轴压缩破裂过程的氡析出阶段性变化明显,在加载初期,煤岩试样处于孔隙/裂隙压密阶段,氡析出较原始状态大幅增加;煤岩试样处于弹性变形阶段时,氡析出较加载初期会出现回落现象,但较原始状态大都还是有所增加;加载后期,煤岩试样处于塑性变形阶段,氡析出较原始状态进一步增加;煤岩试样破坏后,氡析出较原始状态增加的更为明显。(3)开展了煤岩放射性活度测量和煤质工业值分析,并分析了两者之间的相互关系。结果显示:随着煤岩变质程度的升高煤岩中放射性核素镭(Ra)的含量有降低的趋势;煤岩中放射性核素镭(Ra)的含量与煤岩组分中的灰分含量的相关性较好,灰分对煤岩放射性核素的影响不容忽视。(4)研究了生产矿山氡的析出,分析了煤矿井下氡的来源以及分布特点,并以河南九里山煤矿为案,测量了九里山煤矿井下氡水平,探究了煤矿井下氡气来源及其分布特征,重点研究了井下受采动影响地点氡析出浓度的变化,作为煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害氡监测可行性的依据。研究成果表明氡可以作为煤岩破裂的前兆特征信息,这为研究氡预测预报煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害提供了有效的测试手段和理论支撑。