社会现实场景

深部煤层开采除受高地应力及顶板爆破致裂等强扰动的影响外，高地温及高瓦斯压力也逐渐成为制约煤矿安全高效开采的障碍。深部煤岩体复杂的赋存与应力环境使得其力学响应与断裂破坏特征明显有别于浅部煤岩，极易诱发冲击地压、煤与瓦斯突出及冲击-突出复合动力灾害等，严重威胁作业人员人身安全。

真实问题

深部煤矿采动应力和赋存条件的复杂性决定了解决此类问题必须设法重现深部赋存与应力环境下煤岩体的动态破坏过程。传统三轴霍普金森压杆采用液压形式施加侧向等向围压，无法模拟现场复杂的应力状态，难以揭示深部煤岩体真实赋存与应力环境下的动力灾害破坏机理。

技术创新

研发了真三轴动态加载下的实时高低温控制模块，该模块由热电偶、加热管、低温控制阀和含六个方孔的箱体组成；研发了真三轴动载作用下的气压加载模块，该模块由密封压力室、六向围压压头、气体进出口以及气压加载装置组成；结合高速相机DIC技术，实现单向或双向围压作用下煤岩动态破坏过程的实时捕捉。

图1 电机控制的动三轴测试系统