随着煤矿逐步进入深部开采,煤体受地应力和瓦斯压力共同作用的后果愈发明显,瓦斯参与条件下的煤体破坏表现出不同于无瓦斯作用下煤体破坏特性,因此对瓦斯应力综合作用下煤体损伤破坏过程的红外辐射特征及损伤演化机理研究具有较高的理论价值和实践意义。为研究含瓦斯煤损伤破坏的红外辐射特征及损伤演化机理本文自主研制了应力瓦斯耦合破坏红外实验系统,并对含瓦斯煤体进行单轴压缩红外辐射实验;分析了含瓦斯煤损伤过程中红外辐射温度随瓦斯压力的变化规律;研究了含瓦斯煤损伤破坏红外辐射温度的分形特征及多重分形特征;根据损伤力学理论建立基于红外辐射温度的含瓦斯煤损伤演化模型,研究了含瓦斯煤损伤演化特征;推导出了基于红外辐射温度计算煤体表面应力的数学方法;研究了含瓦斯煤损伤破坏红外热像与裂纹发育及表面计算应力场的相关性。具体研究成果如下:含瓦斯煤损伤破坏过程中会引起最高红外辐射温度的变化;并且最高红外辐射温度曲线具有阶段性。瓦斯的存在能够减小煤样能量的积聚速率,并降低应变能的释放速率。随着瓦斯压力的增大,煤样的应变能呈现出逐渐减小的趋势。含瓦斯煤相同时间点的最高红外辐射温度累计量与应变能够很好的符合y=a×exp(-x/b)指数函数关系。含瓦斯煤破坏产生的红外辐射温度信号具有明显的分型特征和多重分形特征。含瓦斯煤损伤破坏各时间段红外辐射温度的Hurst指数均大于0.5,表明红外辐射温度与时间呈现正相关性;含瓦斯煤损伤破坏的红外辐射温度的平均Hurst指数随着瓦斯压力增大而减小,并含瓦斯煤红外辐射温度的分形维数D介于1.0-1.5之间;红外辐射温度信号在不同时间段的多重分形谱的形态变化能够很好的反应含瓦斯煤破坏过程,其由左钩状向右钩状的转变、特别是失稳破坏时出现的明显的右钩状可作为评估含瓦斯煤体危险性的一种方法。根据损伤力学理论建立了基于红外辐射温度的含瓦斯煤损伤演化模型;基于红外辐射温度的含瓦斯煤损伤-应变曲线与应力-应变曲线在煤体失稳破坏前具有很高的相关性,损伤-应变曲线能够很好的反应煤体应力应变过程;不同瓦斯压力下的煤损伤-应变曲线在损伤破坏阶段均表现出急剧加速现象;基于红外辐射温度的含瓦斯煤损伤演化模型的计算应力和实测应力的相关性达到了0.7以上,呈显著相关,说明基于最高红外辐射温度累计量的含瓦斯煤损伤的计算应力能够很好的反应含瓦斯煤损伤破坏过程中的实测应力。基于红外辐射温度的含瓦斯煤损伤演化模型,推导了出基于红外辐射温度计算煤体表面计算应力场的数学公式;通过对含瓦斯煤表面计算应力场云图与裂纹发展图片分析,发现含瓦斯煤表面计算高应力区的发展过程与煤体损伤破坏过程具有良好的对应关系;在塑性阶段和应力峰后破坏阶段,含瓦斯煤损伤破坏的红外热像和红外差值云图出现的高温点、高温条带、高温区域与煤体裂隙的发育及表面计算应力场的高应力区分布状态有良好的对应关系。