由于井工煤矿生产的复杂性和特殊性,我国煤矿安全事故时有发生。当煤矿井下安全事故发生并造成人员被困时,采用冲击回转钻进技术钻进的地面救援孔可大幅度节约救援时间,达到快速救援目的。揭示钻进过程中软岩地层的破碎变化对快速成孔具有重大的指导意义,因此研究软岩在钻进冲击载荷作用下的破碎变化规律已刻不容缓。本论文主要以中煤科工集团西安研究院有限公司-复杂地层冲击载荷作用下快速破岩项目为依托,通过理论分析典型软岩的破碎变化规律、冲击软岩相似模型试验和冲击破碎软岩数值模拟等手段,对钻进冲击载荷作用下软岩的破碎规律展开研究。理论分析软岩受外载荷作用下的损伤累积过程以及尖断裂纹变化情况认为:典型的软岩破碎过程主要分为四个阶段,即微裂纹萌生、发展、扩展阶段和破碎,前期主要以累积损伤为主,中间会产生裂纹的变化与发展,裂纹进一步发育、贯通使岩石发生破碎。在查阅前人关于类似冲击试验所用装置的主要结构和功能的前提下,设计并研制出能够进行不同冲击功、不同规格碎岩球齿冲击破碎岩样的试验装置,装置主要包括:冲击落锤部分、球齿-砧体部分、岩样试件夹具部分和底座立架等部分。基于室内试验装置的研制和软岩相似材料的制作进行了室内试验,结果表明:在不同冲击功作用下,软岩以塑性压缩变形为主,形成的冲击坑较规则,压碎特征及冲击坑周围岩石破碎不明显,且增加冲击功不能改变软岩的力学行为特征。运用ANASYS/LS-DYNA软件进行冲击破碎软岩数值模拟,结果表明:碰撞过程中能量总体呈现逐渐衰减的变化趋势,且以动能转换为内能为主,冲击软岩前期岩样表面出现压缩变形,凹坑周围出现不明显的裂纹,连续冲击导致岩样内部裂纹逐渐发育,损伤累积加深,最终达到完全破碎,此时能量变化达到最大。研究成果可作为选择钻进工艺方法的参考依据,对提高冲击回转钻进工艺对软岩地层的适用性具有指导意义,也可以为后续孔壁失稳机理研究提供一定的参考和借鉴。