作为我国主要的动力煤生产基地,大同煤田在煤系地层中存在着大量的煌斑岩侵入现象。煌斑岩侵入煤层后,会破坏可采煤层的完整性,减小煤层的可采厚度,降低煤层的可采储量,造成资源的浪费;受到煌斑岩侵入的影响,该区域的煤质会发生明显的改变,影响煤的价值;与此同时,煌斑岩侵入煤层还会影响矿井的安全生产,在煌斑岩侵入区域,煤的变质程度会增加,吸附的瓦斯量加大,工作面上隅角或者回风流中会瓦斯浓度超限现象;煌斑岩的强度较大,远超过煤层的强度,在煌斑岩侵入区域,工作面的回采与巷道的掘进会降低速度,影响煤矿整体的采掘比例。针对煌斑岩侵入区域,目前最常用的方法可以分为四类:直接硬过、搬家跳采、爆破和注水软化。但是这些方法都有其局限性,并不适用于所有的情况,如直接硬过会造成掘进机与采煤机截齿磨损程度加大,且截割速度降低;搬家跳采会造成延长工期、增大工作量、降低回采率等较为严重的问题;在煤矿实际生产过程中,由于工作面施工空间有限,在工作面只能进行小范围的爆破,煌斑岩侵蚀区打眼施工困难,且在爆破过程工作区布满岩尘,对工作面的风流要求较高,存在着重大安全隐患;注水软化法受到地质构造影响较大。随着微波技术的发展,有人提出将微波应用于岩石破碎方面。针对煌斑岩侵入增大煤矿开采及掘进困难这一现实问题,本文以采自大同同煤集团马道头煤矿的煌斑岩为研究对象,采用COMSOL模拟软件对微波照射煌斑岩内部电场分布与温度分布进行模拟,采用不同功率的微波对煌斑岩试样处理不同的时间,然后通过一系列力学实验及室内试验分析不同功率、不同处理时间下的微波处理煌斑岩的力学特性变化、微观结构及表面元素分布的变化、矿物种类及成分含量的变化。得到以下结论:(1)通过COMSOL模拟软件,对煌斑岩在微波照射下内部电场分布与温度分布进行了模拟,发现岩石尺寸的大小、微波输入功率、微波作用时间会对微波照射煌斑岩的结果产生影响,岩石试样尺寸的大小会对微波加热装置内部的电场分布与最高温度位置、最高温度值产生影响,微波照射下煌斑岩温度变化与岩石尺寸大小成反比,当煌斑岩尺寸相同时,微波照射对煌斑岩的影响效果与微波照射的输入功率,微波的作用时间成正比;(2)微波照射会降低煌斑岩试件的质量,破坏煌斑岩试件的表面结构特征甚至会破坏煌斑岩试件的完整性,在微波照射后,煌斑岩试件的质量会降低,在宏观表面结构方面,当在相同的输入功率与作用时间下,煌斑岩的结构变化会随着尺寸的增大,变化程度减小,呈现反比的关系;(3)微波照射会对煌斑岩的物理力学性质产生劣化,能够有效的降低煌斑岩试件的强度。煌斑岩岩石强度的衰减与微波的作用时间及输入功率成正比关系,与煌斑岩岩石试件大小成反比;(4)微波照射会明显增加煌斑岩岩石试件表面的孔隙发育程度,加大试样表面粗糙度,破坏煌斑岩试件的表面完整性。运用扫描电子显微镜(SEM)观察不同参数微波照射前后煌斑岩的微观结构变化,煌斑岩微观结构的变化受到微波作用时间的影响,且随着作用时间的延长,输入功率的加大,微波的作用效果越好,通过对微波照射后煌斑岩选定区域的能谱分析发现,在煌斑岩试件的表面元素种类并没有发生变化;(5)微波照射并不会引起煌斑岩试件矿物成分的变化,但会影响矿物成分的含量。通过XRD对煌斑岩试样进行衍射分析,对比在不同参数微波照射前后煌斑岩的矿物种类,煌斑岩的矿物种类并没有发生十分明显的变化,在经过微波照射前后的矿物种类含量进行定量分析可知,在经过微波照射后,金云母的含量随着微波作用时间的延长、微波输入功率的加大出现了降低的趋势。