随着我国煤炭开采逐渐向深部发展,煤矿发生冲击地压的频率激增,如何有效改变煤岩体物理力学性质是防治冲击地压领域亟待解决的难题,而微波致裂弱化法是解决这一难题的新途径。为探究微波致裂弱化法降低硬煤冲击倾向性的可行性与实效性,采用自主研制的微波辐射试验装置与C46.106型MTS电液伺服试验机,开展了煤体微波致裂弱化试验,研究了微波辐射对煤体的动态破坏时间、冲击能量指数、弹性能指数、单轴抗压强度和纵波波速等参数的影响规律,获得了降低煤体冲击倾向性的最优微波参量范围;在此基础上,研究了微波辐射下冲击倾向煤体的损伤致裂效应,分析了微波对煤体内各矿物的选择性热效应、煤体损伤因子与微波参量之间的变化关系,揭示了微波致裂弱化法降低巷道围岩冲击危险性的作用机理。结果表明:(1)微波致裂弱化法能够有效地降低或消除煤体冲击倾向性。煤体微波致裂后,煤样峰值载荷大幅下降,应力-应变曲线峰后段的应力降增多,使峰前积聚的总能量降低且得到分级释放,煤体由脆性向塑性转变;同时煤样的载荷-时间曲线峰后阶段表现出多台阶、分级跌落的特征,煤体内部积蓄的弹性能减少,从而使得煤体的4项冲击倾向指标均有不同程度降低。(2)微波致裂弱化法对煤体的减冲效果表现为显著的能量阈值现象;在微波能量恒定条件下,高功率、短时间的能量组合更有利于煤体减冲。(3)微波对煤体内各矿物的选择性热效应导致煤体温度分布不均,且煤样表面温度差与微波能量呈指数函数关系。煤体温度差的存在势必引起煤体热破裂,表现为煤样内部的结构破裂与颗粒条带张拉破坏,使煤样表面出现多条纵向裂缝以及与之垂直的分支裂隙。(4)煤样冲击倾向性与煤样纵波速度存在显著相关性。微波能量越大,煤体纵波波速降幅越大,则煤体的冲击倾向性越小。(5)煤巷微波致裂弱化防冲机理在于增大冲击地压发生的临界塑性软化区半径,引起巷道围岩的高应力区域向深部转移,进而提高巷道围岩塑性软化区对弹性区释放能量的耗散能力;同时,煤体峰后软化模量显著降低,导致冲击地压发生的临界载荷增大,从而降低巷道发生冲击地压的可能性。该论文有图49幅,表18个,参考文献55篇。