随着煤炭开采深度和强度的增加，地质条件和荷载条件愈加复杂，井下矿压异常现象愈发显著，冲击地压、顶板大面积垮落、煤与瓦斯突出等动力灾害频发。煤矿冲击地压的发生与地质构造等因素密切相关，尤其在断层附近，冲击地压发生的强度和频度较高。断层滑移失稳诱发冲击地压属于结构失稳冲击，具有冲出煤量大、破坏性强、发生突然而猛烈等特点。统计表明，断层构造条件下，受断层切割及阻隔效应，断层附近开采危险性更大。

诸多学者围绕断层滑移失稳诱发冲击地压机理研究进行了大量的研究工作，为断层诱发冲击地压机理奠定了基础。窦林名等基于动静载叠加诱冲机理，认为断层滑移型冲击地压发生的力源是静载应力加断层活化强动载扰动，能量释放主体为顶板破断运动；蔡武等认为断层冲击矿压的发生机理是由断层与顶板结构双重作用形成的，且开采扰动引起的水平采空侧卸载和竖直方向加载是采动应力主导型断层活化的力学本质；李志华等对断层滑移失稳过程进行模拟，认为断层滑移诱发煤岩冲击可分为动态诱发冲击矿压机理和稳态诱发冲击矿压机理2种力学机制，同时断层滑移速度与工作面推进速度、工作面距断层距离、断层面力学性质、断层正压力和开采深度有关；齐庆新等基于“稳定性理论”、“三因素”机理及“煤岩破坏理论”，采用相似模拟、数值模拟和现场实测的方法，对断层冲击地压的发生机制进行了系统研究，认为覆岩裂隙与断层带贯通是引起断层系统失稳、工作面前方煤体冲击的直接原因；RICE等认为断层面的摩擦和剪切作用是冲击地压发生的主要原因；SAINOKI等讨论了应用于断层滑移失稳的莫尔库仑准则，认为最大滑移率与相对动态剪切位移的最大增量有关，并通过推导滑移减弱距离准则对断层滑移的摩擦阻力进行了标定，考虑断层倾角、断层面粗糙度等因素的影响，揭示了逆冲断层挤压型地质构造诱发冲击地压的机理。以上学者的研究从其机理出发给出了断层滑动的力学响应特征，但在相应具体的力学参量定量分析方面还鲜有报道。

另一方面，开采扰动影响下，应力场、位移场的演化特征以及能量的积聚与释放对断层滑移失稳有着决定性的影响，同时也能较为直观的展示断层的稳定性。为进一步揭示采动影响下断层失稳的诱冲机理，国内外学者通过不同手段对断层应力场、位移场以及能量场进行了大量研究。目前，在应力场方面主要通过数值模拟以及相似试验手段进行研究，理论方面的研究则较少。韩科明等结合数值模拟和相似模拟发现，当上下盘开采地质采矿条件完全一致时，下盘开采的断层带岩体剪应力与正应力的比值大于上盘开采，下盘开采断层更容易活化；李振雷、窦林名等认为在煤层开采过程中，断层稳定状态遭到破坏，而断层面正应力和剪应力的变化是断层发生滑移失稳的主要影响因素，岩层破裂总是与高应力差区域相重合，并与高应力场区域相接近；于秋鸽等通过理论推导建立了断层面滑移力学模型，并利用数值模拟方法研究了断层面应力特征，研究表明断层面正应力和剪应力与至断层露头垂直距离近似呈线性关系，并且正应力变化速率远大于剪应力的变化速率；王学滨等以断层上盘煤层上方部分岩层为研究对象，假设断层面正应力和剪应力均匀分布，通过建立平衡方程得到了断层面应力随工作面推进距离的表达式。目前，关于位移场的研究，大都围绕数值模拟和数字散斑相关方法展开研究。张科学等研究了采动影响下断层滑移活化巷道围岩位移场，总结了断层滑移活化变化规律；王宏伟等通过相似模拟试验给出了断层面上相对位移的时空演化特征，认为上覆岩层的存在对断层结构位移具有重要的影响。在能量场方面，蔡美峰等通过数值模拟分析揭示了深部开采引起的采场围岩能量积聚、分布状况及变化规律，并提出采场岩爆发生的2个必要条件，即岩石具备储备高应变能的特性和采场具备高应变能积聚的应力环境；毛德兵等认为断层活化是一个能量的逐渐积累继而释放，最终分散的过程，并探究了微震事件数目与断层延展长度的关系，得到断层活化具有周期性；姜福兴等采用微地震监测手段分析了断层构造在滑移失稳过程中的能量变化特征，提出了上层煤柱对下层煤采动影响范围与冲击危险范围的评估方法。上述研究成果对断层滑移失稳时的应力、位移、能量等参量演化具有一定的指导意义。

综上所述，研究断层滑动失稳机理离不开断层面的力学特性，如应力场、位移场和能量场等。但目前从多角度多参量进行耦合分析和断层滑动失稳前后以及失稳过程中滑动面上应力场、位移场、能量场以及温度场的动态演化特征研究还有待进一步完善。笔者以河南义马矿区地质构造及千秋矿21221工作面为工程背景展开研究，搭建了模拟开采和滑动的断层物理模型，并结合理论推导结果进行了对比分析。研究了覆岩和断层区域应力场、位移场、能量场以及温度场的分布特征，分析总结了断层覆岩耦合失稳的突变效应，对开采扰动引起上覆岩层运动和断层滑移失稳关联耦合的力学机制进行了探讨。