钻孔应力法作为预测冲击地压最典型的方法之一,该方法是通过测试钻孔时煤体应力大小的变化规律来预判冲击地压危险程度,而煤体应力可通过测量钻头载荷的方法间接获取,但影响钻头载荷变化因素非常复杂,除煤体应力外,还有很多因素都会影响钻头载荷变化,因此研究影响钻头破煤载荷的因素能为准确获取煤体应力奠定基础。为分析复杂工况下影响钻头载荷变化的因素,本文利用理论推导、试验探索及现场验证相结合的方法对煤体应力、煤岩力学性质及钻进参数等因素与钻头载荷之间的关系展开研究。通过理论分析与试验测试可以得出本文研究的一些成果如下:首先,通过对钻头进行受力分析,建立了钻头扭矩和推力与煤体应力、煤岩硬度、煤体强度、煤岩脆性、内聚力和内摩擦角等之间的力学模型,并且基于钻头和钻杆与煤岩间的接触关系,建立了钻头钻孔过程动力学模型。其次,利用相似理论研制钻孔试验台,对不同煤体应力、煤岩硬度及推进速度等因素进行试验测试,研究钻孔过程中这3种因素与钻头扭矩和推力的变化关系,研究结果表明,钻头扭矩和推力均随着煤体应力的增加而不断增大,故钻头载荷与煤体应力呈正相关关系;钻头扭矩和推力与煤岩硬度均呈正相关关系,在一定硬度范围内钻头载荷与煤岩硬度近似呈线性递增关系;钻头载荷随着推进速度的增加而逐渐增大,在一定推进速度范围内钻头扭矩和推力均与推进速度近似呈线性递增关系。最后,在3个不同埋深的工作面上展开现场试验,验证和探索了煤体应力、推进速度、采动应力、煤岩脆性等因素与钻头扭矩和推力之间关系,并初步判定所选工作面的应力松弛区、应力集中区和原始应力区。该论文有图69幅,表10个,参考文献68篇。