近直立煤层群由于特殊的煤岩赋存和开采方式,覆岩破断运动及其导致的围岩静载应力分布和动载扰动特征与缓倾斜煤层有较大差异,冲击地压灾害严重,给矿山安全生产带来了挑战。为指导近直立煤层冲击地压防治,系统研究冲击地压机理和预警问题具有理论和实用价值。为此,论文采用实验室试验、现场监测、数值模拟、理论分析及工程实践等方法,对近直立煤层群综放充填开采冲击地压机理及监测预警展开研究。研究分析了乌东煤矿87°近直立煤层群综放充填开采冲击显现特征及诱冲因素。冲击地压全部发生在先开采的B3+6工作面;冲击显现以回采巷道为主,位于综放面前方0～209m,单次冲击破坏范围为75～418 m;顶底板巷破坏呈非对称性和方向性,其中顶板巷以顶板侧巷道肩角下沉、帮鼓及顶板下沉为主,底板巷以岩柱侧南帮底角底鼓和帮鼓为主;破坏较同采方法的东部典型水平和缓倾斜煤层严重。微震事件、冲击震源及高波速区位于工作面附近煤体受压撬作用区域的悬顶和岩柱;综采诱发充填体下沉,地表煤层顶板和岩柱有向采空区拉裂现象;煤体所受的压撬应力是诱发冲击的基础静载力源,构造应力、充填体下沉及悬顶和层间岩柱破裂产生的动载扰动对冲击显现有重要诱发作用。研究了近直立煤层群开采静载应力分布规律。煤层群围岩应力场呈现非对称分布特征,B3+6煤层走向水平应力峰值位于超前工作面20.7 m,倾向距综放面顶部39.3 m,都大于B1+2煤层;综采诱发顶板和岩柱向采空区运移,对煤体施加较大的压撬作用,顶板水平和垂向位移分别是岩柱的10倍和3.5倍,顶板侧煤体下沉现象较岩柱侧明显;除B3+6煤层应力集中程度与充填材料密度呈负相关关系外,煤层群应力集中程度与采深、充填材料密度、侧压力系数及煤层倾角呈正相关;近直立煤层群相对其它倾角煤层悬空顶板和岩柱结构相对完整未破断。建立了震动位移场方程,推导了同步压缩变换函数,研究了近直立煤层群诱冲动载作用规律。介质类型影响震动波传播,同一地层呈现各向同性衰减,巷道围岩受震动波作用发生应力升高并最终卸压发生破坏,S波造成的破坏显著大于P波,受震源位置影响破坏呈明显的由北向南的方向性,巷道破坏呈非对称;岩体破裂产生的动载扰动对诱发近直立煤层冲击地压具有重要作用。构建了悬空结构走向和倾向物理力学模型,推导得到了模型的弹性变形能分布函数,研究揭示了近直立煤层群充填开采条件下冲击地压机理。充填长度和充填体反力影响基本顶和层间岩柱走向岩梁组合支撑结构稳定性和工作面区域应力场;围岩能量分布受煤层倾角、侧压力系数、支护力系数及结构悬空长度影响,压撬区弹性能最大,压撬区域顶板和岩柱有发生破裂并产生动载荷的能力,悬空顶板和岩柱结构是静载源和动载源的主要来源;得到了冲击地压致灾过程模型,冲击地压机理为:悬空顶板挤压破裂诱冲机理、悬空岩柱撬转破裂诱冲机理及压撬效应耦合诱冲机理。研究构建了适用于近直立煤层群的冲击危险预警指标体系,建立了多指标集成预警模型。应用结果表明:各指标对冲击危险具有明显的响应特征,近直立煤层群时空预警指标前兆特征演化规律与水平/缓倾斜煤层存在差异,多指标集成预警方法能够及时预警冲击危险,解决了各系统各自为政,预警结果独立的问题,提高了预警准确性。研究成果为类似赋存条件煤层群安全开采提供了理论和技术支撑。该论文有图125幅,表15个,参考文献282篇。