当前,在存在“冲击倾向性”的煤岩中掘进维护巷道和推进回采工作面,导致煤岩在矿山压力作用下剧烈的震动性破坏,引发“冲击地压”、“煤与瓦斯突出”等重大事故灾害,严重地威胁着我国煤矿安全生产。因此,在深入的研究相关事故发生的原因以及事故实现的条件的基础上,深化事故控制理论的研究及实现从根本上排除相关事故威胁的目标,是当前我国实现煤矿安全生产的大事。论文采用案例分析、理论模型、数值模拟、工程实例验证等方法系统揭示了坚硬顶板条件下冲击地压灾害发生机理,提出了冲击地压控制方法,具体取得如下创新性研究成果。(1)论文明确了在重力场影响下,煤岩中压缩弹性能与受采动影响范围内覆岩的弯曲弹性能构成了冲击地压主要动力源。并明确指出覆岩弯曲弹性能最大值产生在最大弯矩的部位,由此不难得出回采工作面冲击地压是两部分压缩弹性能叠加作用的结果。在采场支承压力分布的高应力区(即外应力场)特别是应力高度集中的部位,开掘和维护巷道是回采巷道发生冲击地压的根源。在存在“内应力场”的条件下,实现在采场上覆岩层(即裂断拱内岩层)运动进入基本稳定状态的内应力场中开掘和维护巷道以及推进回采工作面可以可靠地避免冲击地压的发生。(2)论文深化了“冲击地压”动力源应力基础的研究,指出了成煤经构造运动推动形成的构造应力场的应力分布特征,并揭示了在原始构造应力场垂直地表方向的构造应力可以超过重力的条件,从而纠正了构造应力场中水平应力恒大于垂直应力的传统认识。论文正确指出,残余构造应力场的高应力部位储存着高强度的压缩弹性能,在该部位开掘回采巷道和推进回采工作面都有诱发该部位高强度压缩弹性能释放,导致强烈冲击地压发生的危险。(3)采用跳采方法形成的孤岛工作面处于煤壁压缩弹性能和顶板弯曲弹性能叠加作用下,其发生冲击地压的可能性取决于采动条件,当孤岛工作面相邻工作面长度足够长(大于老顶初次断裂步距),其老顶可以充分运动塌垮时,孤岛工作面没有冲击危险;相反,当孤岛工作面相邻工作面长度小于老顶初次断裂步距时,孤岛工作面有不可避免的冲击危险。基于该认识提出了跳采工作面冲击地压控制方法。(4)阐明了无煤柱开采的技术体系构成,指明了无煤柱开采发展的方向,及突破的重点,描述了切顶成巷结构力学模型,分析了无煤柱切顶成巷技术的功能。研发了用于无煤柱切成巷的柔帘密封装置及其应用方法,设计了切顶成巷实施工艺。(5)在哈拉沟煤矿对切顶成巷效果进行工程验证,并且创新性提出了冲击地压PU在线监测系统,对施工过程中巷道围岩进行了较为细致监测。结果表明:切顶成巷取消了煤柱,实现了无煤柱开采,矿压显现较小,可以有效控制冲击地压灾害的发生。