地应力是进行矿井采区优化,实现巷道围岩有效控制的主要地质依据,对地应力的研究,不论在理论上还是实践上都具有十分重要的意义。在实际工程实践中,地质条件往往十分复杂,通常含有断层、褶皱、陷落柱等构造。所以对一些地质构造较多,应力分布规律复杂的矿井来说,了解矿井地应力对矿井的建设、支护方式方法的选择具有重要的意义。在过往对地应力的测量研究中往往由于测点量少、没有考虑含构造情况,故造成测量结果的准确性及适用性还待商榷。因此,本文对含构造的大规模应力场三维分布规律研究的开展以余吾煤业为工程背景,主要研究内容如下:(1)研究了基于声发射Kaiser(凯瑟)效应来测试矿井地应力。运用声发射Kaiser效应的方法测试煤矿地应力具有简便、易行、快速、经济、测点数量多和现场生产影响小等优点,具有良好的发展和应用前景。通过分析研究声发射的Kaiser效应,明确取样点多个方向的地应力值大小,给出取样点的最大、最小水平主应力和垂直应力的大小和方向。(2)研究了单一断层时不同断距(3m、5m、7m、9m)对断层不同岩性层位的剪切应力、垂直应力、水平应力分布规律的影响;研究了断层相交角度、断距、关键层强度、破碎带强度、埋深5个参数对正交X型断层交汇带处垂直和水平方向应力场分布的影响。(3)根据矿井已知的地质构造赋存情况,应用专业的数值模拟软件和大型并行机,建立工程尺度的三维数值模型,应用反分析方法反演含构造的大规模地应力分布规律,研究含断层构造情况的大规模地应力场分布规律。本研究明确了断层等构造对地应力量化的影响,实现了在煤矿中运用声发射Kaiser(凯瑟)效应测试地应力,实现了含构造特征的工程尺度、大规模并行计算的地应力场三维反演分析,实现了地应力测试由点及面和体的测试,研究结果可以提取任意一个水平的地应力分布规律及构造对地应力分布的影响,实现了地应力分布多水平的可视化,直观、整体的认识了含构造地质条件下地应力分布。