The numerical approach to translatory coal bumps analysis is used to examine the effects of joint and coal seam stiffness on the outburst velocity, deformation magnitude of the opening wall and plastic zone length in the coal seam. A series of tests are performed by varying the joint dip angles, spacing normal to joint tracks, joint block size and coal seam stiffness ratio to the surrounding rock. Results of joint and coal seam stiffness effects analysis indicate that joint dip angle, interval spacing, block size and coal seam stiffness ratio have profound influences on coal bumps. The increasing of interval spacing and joint block size can generate larger roadway deformation, lower roadway deformation velocity and longer plastic region in the coal seam. Higher stiffness ratio can also result in larger deformation, higher deformation velocity of opening wall. Coal bumps conditions deteriorate as the dip angle rotated to 90 degree or the elastic zones disappear in the whole active zone of coal seam for different spacing distributions.

发展了J. Litwiniszyn关于震动波诱发巷道动力失稳理论，分析了炮采震动诱发煤层巷道稳定性的影响，从理论上解释了放炮震动诱发冲击地压的根本原因。结合赵各庄矿实际生产情况，利用有限差分软件FLAC2D，对比分析了无支护和两种不同柔性支护条件下，巷道受放炮震动影响后的变形破坏情况。研究表明：放炮震动不仅增加了巷道围岩荷载，同时震动波的传播在围岩内产生了裂纹并在煤层和顶底板间诱发摩擦滑动，从而降低了围岩体的承载能力；柔性支护能有效吸收放炮震动的能量，降低巷道变形量；炮采影响下的防冲柔性支护，U 型钢可缩支架略优于锚网支护。

为研究冲击倾向性煤体的宏观动态断裂特性，本文采用三点弯曲冲击断裂实验装置和分布式多火花高速摄影系统对冲击倾向性煤体内裂纹扩展过程进行了观测，分析了裂纹扩展速度、动态裂纹扩展摸式和裂纹扩展的非稳定性等。研究发现：冲击倾向性煤体内裂纹扩展具有高度的非线性特征；煤体的非均质性和不连续性对动态裂纹扩展模式和裂纹扩展速度有较大影响。同时，实验结果解释了由放炮等震动诱发冲击地压灾害的滞后突发机理。

本文在Lippmann H关于冲击地压基本理论的基础上，建立了深采煤层巷道平动式冲击失稳三维准静态模型，(去掉“且”)模型可适用于顶底板为岩石的煤巷或半煤巷中发生煤层整体冲击失稳的机理分析。该模型考虑了煤层内部滑动摩擦对煤层突出的阻碍作用，分析了煤层整体突出前临界状态下的应力分布情况，得出了更合理的煤层突出范围度量指标及煤层整体突出倾向性的判定方法。结合赵各庄矿实际生产情况，分析了深部开采条件下煤层巷道动力失稳灾害的发生机理以及突出区域相关几何量之间的关系。

煤矿开采过程中的冲击地压问题是国内外采矿及岩石力学界长期研究的热点，其不但严重威胁煤矿生产安全，而且会造成大量煤炭资源被废弃。本文在国内外现有研究成果的基础上，总结了冲击地压发生特征，结合我国最新的冲击地压案例，分析了冲击地压的诱发因素。并基于非平衡态热力学和耗散结构理论，阐述了冲击地压孕育过程中“煤体－围岩”系统内能量集聚及耗散特征。同时，研究了煤体细观结构参数及有机组份分布等因素与煤体冲击倾向性的内在关系。并通过煤样断裂过程的细观实验，探讨了煤岩体在采动等外界因素影响下内部微裂纹快速成核、贯通、扩展进而诱发煤体整体失稳的机理。