近年来,我国煤炭开采深度及强度不断增加,煤层开采条件愈加复杂,冲击地压灾害日趋严峻,严重制约着我国煤矿的安全生产。老虎台煤矿主要回采剩余分层煤层,虽然冲击地压危险性有所降低,但底板断层活化冲击、煤柱冲击等依然严峻,更加复杂,老虎台煤矿缺乏现有条件下冲击地压前兆特征及预警方法的研究。本文实验研究老虎台煤样冲击破坏动力学行为与规律,分析老虎台煤矿冲击地压的微震、声发射和电磁辐射信号前兆特征,提出冲击地压综合预警方法,并进行现场验证。本文的主要研究成果有:(1)实验测试和分析了老虎台煤样冲击破坏动力学行为与规律。煤体的力学性能与动、静载荷均紧密相关,动载荷一定的条件下,煤体的动态强度随着轴向静载的增加而增加,而峰值应变则随着轴向静载的增加而减小;轴向静载一定的条件下,煤体的动态强度和峰值应变均随动载荷的增加而增加,且煤体受到较大动载荷时更容易发生破坏。此外,动载荷以半正弦波的应力波作用于煤样,形成的反射波幅值与轴向静载、动载均呈正相关的关系。(2)分析了煤样冲击破坏的声发射规律。煤样冲击破裂的声发射信号与载荷具有很好的对应性,但随动载荷和静载荷的变化规律有所不同。动载荷一定的条件下,峰值声发射计数和峰值能量随轴向静载的增加而减小;轴向静载一定的条件下,声发射峰值计数和峰值能量随动载荷的增加而增加。(3)分析了老虎台煤矿冲击地压的发生规律及主要影响因素。通过对老虎台煤矿冲击地压事件的统计分析,结合矿井地质、采掘方法和工艺、支护方式等资料,老虎台煤矿冲击地压发生的主要因素有:断层构造、采掘活动、埋藏深度、岩层性质以及支护条件等。断层构造处煤岩体应力更加集中,更容易活化发生冲击地压;采掘活动会引起上覆岩层的活动,也会产生远场应力波,该扰动波与煤岩体所受高应力的叠加作用会使煤岩体发生更大程度的变形波动,从而引起煤岩体失稳,发生冲击地压;老虎台煤矿高强度的支护则在一定程度上降低了巷道围岩应力梯度,也抵御一定强度冲击地压的破坏力。(4)分析了老虎台煤矿冲击地压的前兆特征。老虎台煤矿冲击地压演化过程中声电信号变化趋势有良好的前兆规律,冲击地压事件发生前声电信号具有明显的波动性,整体的变化趋势有“/”型、“V”型以及“N”型,其共同特征是冲击地压演化过程中均存在能量积聚过程;微震信号的变化趋势多为“∧”型,在冲击事件发生前会出现上升-下降趋势,在微震能量下降过程中容易发生冲击,在微震能量出现此种趋势时应该引起重视。“/”型“∧”型响应规律出现较多,这是煤岩体受载破坏声电信号响应的主要规律。(5)基于实验室测试分析结果和老虎台煤矿冲击地压发生前的声电及微震数据,提出了以临界值和动态变化率为指标的冲击地压预警准则,建立了以声电信号和微震信号为基础的多指标冲击地压综合预警方法,并应用该方法在老虎台煤矿进行了现场冲击地压监测预警,结果表明该预警方法行之有效。研究成果有助于进一步提高老虎台煤矿冲击地压预测的准确性,对保障该煤矿的安全生产有着重要的意义,对完善我国矿井动力灾害防治体系具有一定的参考价值。该论文有图43幅,表10个,参考文献82篇。