随开采深度增加,深部岩体更趋于破碎成为块系介质,在高地应力和开采扰动条件下,极易发生块系岩体超低摩擦效应,进而诱发冲击地压灾害。考虑砂岩顶板间、顶板-煤-底板间、深部趋于破碎的岩体与岩体间、巷道中以及覆水岩层间等实际工况。以块系岩体为研究对象,采用自主研制超低摩擦试验装置分别进行应力波扰动条件下不同岩性、非均质、不同高度以及含水块体超低摩擦效应试验研究。对块系岩体施加轴压、水平冲击以及垂直方向应力波扰动作用,来模拟岩石所处应力环境。通过改变应力波扰动频率、幅值,以工作块体残余位移、水平加速度表征块体超低摩擦效应强度,分析完整砂岩块体、煤岩组合块体、两块平行节理砂岩块体、四块平行节理砂岩块体、含孔洞砂岩块体以及不同高度砂岩块体、含水砂岩块体超低摩擦效应强度及块体能量特征规律。其结论为块系岩体超低摩擦效应研究深入认识提供了重要科学参考。研究结果表明:(1)分析了应力波扰动对块系岩体超低摩擦效应强度影响规律。应力波扰动频率对块体超低摩擦效应影响存在强弱区间,当应力波扰动频率位于1~3Hz低频区间内,块体残余位移增大,超低摩擦效应强度增强;块体超低摩擦效应强度随应力波扰动幅值增大而增大,四块平行节理块体残余位移及加速度最大值随应力波扰动幅值增加呈指数增长趋势。(2)分析了应力波扰动下块体岩性及非均质性对块体超低摩擦效应强度影响规律。同一水平冲击载荷作用下,块体超低摩擦效应由强到弱依次为四块平行节理砂岩块体、含孔洞砂岩块体、煤岩块体、两块平行节理砂岩块体、完整砂岩块体。(3)分析了应力波扰动下工作块体高度及含水率对块体超低摩擦效应强度影响规律。工作块体高度越小、含水率越大,则块体超低摩擦效应强度越大。(4)分析了应力波扰动下工作块体动能及功率谱密度特征规律。块体动能具有集聚效应和短时峰值特性。功率谱密度曲线在低频区积聚,高频区衰减。当块体受到2.5MPa水平冲击作用时,功率谱密度极值频率在10Hz以内。