随着煤矿开采进入深部开采阶段,开采过程中将会面临更为严峻的“三高一扰动”的复杂开采环境,冲击地压等煤岩动力灾害的威胁愈发严峻及复杂,严重威胁煤矿安全生产。前人研究表明,煤体受载破裂往往会伴随有电位信号的异常波动,电位响应与煤体损伤演化密切相关。因此,研究动静载荷下煤体损伤电位响应时空演化规律,对于深入揭示煤体动力破坏孕育发展过程、监测预警冲击地压灾害危险以及精准判别危险区域具有重要的意义。基于此,本文建立了分离式霍普金森压杆电位测试实验系统,对煤样进行了冲击动力学试验,研究了试样损伤过程中的动力学特性、电位时空响应规律及其力学机制与本构模型。主要成果如下:（1）研究揭示了煤样冲击破坏过程的电位时序响应特征。电位信号与应力载荷具有显著的时序对应关系,能够揭示反映煤体的真实应力状态。不同动静载荷条件对煤体损伤电位响应特征影响显著。伴随着应变率和轴向静载的逐渐增大,煤体破碎程度逐渐增大,电位信号逐渐增强且增长速率加快。随着裂纹倾角的逐渐增大,电位强度呈先增大后减小的变化趋势。（2）研究了煤体损伤过程电位异常响应机制。电荷分离是产生电位异常的物质基础,其主要来源于裂纹扩展、应力集中致使电子逃逸以及摩擦效应等。基于电磁学理论与断裂力学理论研究揭示了电位能与表面能之间的耦合关系,结果表明电荷密度与煤体所受应力以及新生裂纹长度呈现出正相关关系。（3）建立了动静载荷耦合条件下基于电位表征的煤体损伤演化本构模型。利用电位监测结果定量计算煤体理论应力值,并进行了实验验证。结果表明,基于电位信号计算得到的应力值与实测结果在变化趋势上一致性较强,电位表征结果能够反映煤体的真实应力状态。（4）研究了煤体损伤过程电位空间异常分布的演化规律。煤体变形破坏过程中,电位空间分布与裂纹扩展及应变场的分布结果具有显著的一致性。特征为试样裂纹尖端率先发生起裂行为,并不断向远端萌生和扩展,最终形成局部裂隙带。并且在预制裂隙及裂纹扩展路径上产生显著的应变局部化特征,形成等值线密集的局部异常区域。随着应变率和裂纹倾角的逐渐增大,预制裂纹附近的应变局部化现象更加显著,等值线愈发密集。（5）通过理论分析揭示了煤体损伤过程电位空间异常分布的机制。煤体变形破裂所产生的自由电荷发生迁移,是电位空间异常分布的主导机制,与煤体应变局部化属同源异象。自由电荷的迁移主要包括电容器效应、裂纹尖端电位效应以及扩散电位效应等。利用电位多点测试结果,通过插值运算求解了电位空间分布云图。结果表明,试样损伤过程裂纹扩展、应变场以及电位场结果高度吻合。试样损伤过程裂纹扩展区域表现出显著的应变局部化特征,并且在裂纹附近形成电位高值中心以及等值线密集区域。（6）利用自主研发的矿用电位监测仪,在煤矿回采工作面进行现场测试,研究回采期间电位响应空间演化规律。结果表明电位响应对工作面推进过程具有显著响应,整体呈现出“台阶状”周期性上升趋势。回采期间,电位值逐渐上升,而在检修期间,电位值处于稳定波动状态。随回采工作面推进,煤体受开采扰动不断增大,形成局部应力集中区域,产生局部损伤,电位异常响应剧烈。利用电位测试技术可以为煤体动力破坏危险区域的精细化判别提供重要的理论支撑。本论文有图52幅,表11个,参考文献140篇