我国目前残煤储量约1 485.3亿t，其中断层构造下残煤储量占比77.58%，约1 152.3亿t，随着我国浅部煤炭资源日益枯竭，亟待回采大断层等复杂地质条件下的优质遗煤。煤系断层形成后的构造应力场受煤层开采影响易引起断层活化，从而诱发多种工程地质灾害，严重影响煤炭安全开采。研究煤系断层形成后的构造应力场及其在采动作用下的演变机理对近断层回采的灾害防治具有重要意义。

断层附近构造应力分为古构造应力和现代构造应力，古构造应力的主要作用在于形成断层构造，现代构造应力在古构造应力作用的基础上，为煤矿动力灾害提供主要的能量，认识断层形成全过程对于近断层安全回采具有重要意义。众多学者对断层成因开展研究，贾承造等通过理论分析发现加里东中期走滑断层的形成受控于基底结构非均一性与构造中的挤压作用力；WANG等通过力学模型解释限定条件下正、逆断层形成机理，计算出断层形成过程中模型下断面断层表面的法向应力大于模型上断面，且断层表面剪切应力随模型高度的增加先增大后减小；王嘉等利用地震数据结合断裂运动学分析了不同区域走滑断层特征与成因，发现珠江口盆地始新世—渐新世NE—NEE向、EW向和中新世NWW—NW向3组断层是在印度‒欧亚板块碰撞、太平洋板块俯冲后撤和古南海持续南移的联合影响下，于盆地西南段处在伸展拉张应力场环境之下发育形成。物理模拟和数值模拟等手段可有效再现断层构造发育过程，熊连桥等通过物理模拟试验研究准噶尔盆地西北缘中段的克−百断裂带形成机制，认为克−百断裂带后撤式逆冲断层是印支期、燕山期持续挤压和扎伊尔山隆升效应综合作用下产生；笔者通过数值模拟研究逆断层形成过程，发现逆断层形成过程中的应力聚集释放规律与岩层运动破坏特征相对应，逆断层形成后在断层附近仍留存较高的水平构造应力。

受采动和构造应力场双重作用，断层区域煤层开采易导致断层失稳，从而诱发多种煤矿动力灾害，因此，研究断层对采动灾害的影响对断层区域安全开采至关重要。断层区域的高构造应力是突水灾害的关键因素，师文豪等通过有限元模拟从力学角度分析断层带损伤区迁移过程，发现连续开挖让断层损伤区形成导水通道最终诱发突水灾害；张庆艳等通过断层破碎带突水突泥灾害模拟试验，发现断层破碎带介质迁移导致水流流态由层流变为紊流，最终诱发突水突泥灾害；王进尚、张培森等通过理论分析、数值模拟研究含隐伏断层煤层回采，发现回采导致断层损伤破坏形成突水通道从而易引发底板突水。断层是冲击地压等动力灾害的重要诱因，CAI等通过数值模拟分析得出断层冲击地压是由断层煤柱内的高静应力和断层活化产生的动应力叠加引起；WEI等建立正断层非连续体模型，计算得出回采过程中模型地震能量、断层地震能量、峰值支承应力和煤层最大应变能密度，为断层区域回采冲击倾向性评价提供依据。

上述研究成果为加深人们对煤系断层形成的认识具有重要推动作用，为煤系断层下安全回采煤炭提供了理论指导，然而现有研究仍存在两方面局限性：一是对断层形成演化过程的研究多局限于理论分析与数值模拟方面，构造物理模拟实验研究对象多为地域范围断层构造，鲜有对工程尺度煤系断层构造方面的研究；二是现有物理模拟试验台多数只能进行预制断层试验研究，相较实际较少考虑初始构造应力特性，研究断层对采动灾害影响规律时，较少考虑正、逆断层不同形成机制对采动灾害的影响。针对上述局限性，笔者依托逆断层形成模拟试验系统，对加载模块和试验台保压结构模块进行升级改造，再现逆断层形成过程，在模型赋存原生逆断层构造应力的基础上回采煤层，揭示煤系逆断层形成机制及其对采动灾害的影响规律。