深部煤炭资源开采过程中,受高地应力、高瓦斯压力和强采动影响,冲击地压危险增大,严重制约煤矿安全生产。准确监测预警是冲击地压灾害防治和智慧矿山建设的基础。受地质、采矿和防治措施等多因素影响,冲击地压演化过程复杂,监测预警难度大。单系统或单指标监测反映信息不全面,预警准确率低。对于冲击地压多参量时序融合预警研究,目前多基于对预警指标赋权重方式,但权重确定过程包含一定主观性,预警结果对指标权重依赖性大。目前在其他领域研究较多的深度学习方法,也可以实现多参量时序融合,但学习过程需要大量案例样本。对于冲击地压空间预警,缺乏基于多参量的区域融合。针对以上问题及不足,本文围绕冲击地压多参量前兆响应特征和时空融合预警这一关键科学问题,采用实验研究、理论分析、算法研究和现场应用相结合,研究煤岩变形破坏演化过程多参量时空响应特征,揭示煤岩变形破坏能量演化规律及多参量响应机制,建立冲击地压时空预警指标体系,提出冲击地压多参量时空融合预警方法,并进行现场应用验证。主要研究工作和结论如下:建立了煤岩变形破坏多参量同步监测实验系统,开展了单轴压缩（不同速度）、循环加载、分级加载条件下煤岩变形破坏多参量监测实验,提取了煤岩变形破坏过程时空监测参量,研究了煤岩变形破坏多参量时空响应特征。结果表明:煤岩失稳破坏前,声电信号能量、计数主要表现为“上升型”和“上升-下降型”两种前兆特征;单位时间（秒）声发射累计事件数和累计能量表现为连续上升-波动型前兆特征;声发射b值呈连续下降趋势,并在煤岩失稳破坏前处于极低值附近;声发射事件能量云图和试样表面应变云图可以反映裂纹动态扩展及试样破坏过程,声发射事件高能量区是初始裂纹形成的主要区域,而高低能量梯度区是裂纹扩展的主要方向。试样表面应变云图中高应变区与裂纹扩展对应。分析了煤岩变形破坏过程能量演化规律,揭示了煤岩变形破坏声电响应机制及其差异性,研究了煤岩破坏过程耗散能定量表征方法。结果表明:输入能大幅转化为耗散能且耗散能/弹性能比值增加是煤岩失稳破坏的重要体现;当煤岩体处于失稳破坏临界点时,耗散能/弹性能比值、能量耗散率/能量释放率比值均出现异常突变的前兆响应;因声电信号产生机制与传播途径不同,电磁辐射对于煤岩变形破坏响应的连续性更强,而声发射突变特征显著;提出了基于电磁辐射能、声发射能定量表征煤岩耗散能的计算方法,实现了煤岩耗散能的定量表征。基于冲击地压监测系统原理和现场监测环境,确定了微震和声电监测系统主要干扰信号来源分别为放炮和打钻作业。研究得到了微震、声电系统监测煤岩破裂有效信号和干扰信号时域、频域、分形特征,采用Relief算法定量评价特征重要程度并建立了有效信号和干扰信号差异特征集。对比分析了线性判别法、支持向量机和集成学习法3种机器学习方法对有效信号和干扰信号的识别精度,结果表明:基于支持向量机的信号分类识别方法具有更高识别准确率,对微震、声发射、电磁辐射监测有效信号和干扰信号的识别准确率分别达到91.2%、91%和86.25%,可以满足现场监测需求。基于有效信号和干扰信号分类智能识别模型,提取得到了微震、声电监测有效信号,提高了预警指标计算准度。研究了微震、声发射、电磁辐射、应力、支架阻力、钻屑量时空指标计算方法及对冲击地压的前兆响应特征,建立了冲击地压多参量时空预警指标体系,可以全面反映冲击地压孕育发生过程震动场、应力场时空演化。研究提出了基于粗糙集理论的冲击地压预警指标体系优化方法,现场应用表明该方法可以显著简化预警指标体系,有效减少指标冗余,消除指标冲突。以上方法及模型综合实现了冲击地压预警指标体系“准→全→优”的建立过程。基于蚁群聚类仿生智能算法,提出了冲击地压多参量时序融合预警方法,实现了冲击地压多参量自动融合、分级预警。现场应用表明蚁群聚类时序融合预警方法在冲击地压发生前5天有危险预警。采用R值评分法分析对比了该方法与单指标预警效能,结果表明该方法预警效能要明显高于单指标预警效能。该方法不需要训练样本,并摆脱了预警结果对指标权重的依赖性,对于冲击地压演化及监测多参量动态变化适应性更强。基于微震、应力和钻屑监测空间信息,建立了基于加权法的冲击地压空间融合模型,实现了冲击地压演化过程“震动场一张图”和“应力场一张图”空间监测。现场应用并定量比较了融合云图和单一云图对于冲击危险反映的准确性,结果表明:震动场融合云图高值区域是主要危险区,要比微震能量或频次单一指标反映的空间危险区域更准确;应力场融合云图有效综合了钻孔应力和钻屑反映的空间信息,对于应力集中和冲击危险区域的反映要更为精细、准确。研发了冲击地压多参量时空融合软件,实现了监测数据导入、信号分类识别、预警指标计算、预警指标优化、时序融合预测、空间融合预测、预警效能评价等功能,为本文建立的冲击地压多参量时空融合预警模型现场推广应用奠定了基础。本文研究揭示了煤岩变形破坏及冲击地压演化过程多参量前兆响应特征,建立了冲击地压多参量时空预警指标体系,提出了冲击地压多参量时空融合预警方法,为冲击地压多参量融合预警提供了新的思路,对于提高冲击地压预警准确率、进行针对性防治具有重要应用意义。该论文有图95幅,表12个,参考文献197篇。