煤岩变形破坏过程是煤岩内部能量积聚和释放的力学过程,该过程伴随电荷信号的产生,能够间接反映煤岩内部状态,对煤岩变形破坏监测具有重要研究意义。煤岩电荷监测已应用于煤矿冲击地压监测预警中,取得了一定效果,但在含瓦斯煤岩破坏电荷产生机理及瓦斯动力灾害监测应用研究中还存在较多问题和难点。论文采用理论分析和试验研究相结合的方法,应用自主研制并标定的煤岩电荷监测设备,围绕含瓦斯煤岩破坏电荷感应规律及应用进行系统性研究。基于煤岩微裂纹界面势垒形成机理,提出了微裂纹滑移分离、颗粒摩擦碰撞、孔隙瓦斯运移携带颗粒运动三种含瓦斯煤岩破坏自由电荷产生机理,为煤岩破坏电荷感应规律研究提供了理论基础。针对煤矿井下恶劣环境,研制了基于感应原理的非接触式煤岩电荷传感器,在此基础上研制了基于MSP430F449芯片的便携式煤岩电荷监测仪,并开发了在线式电荷监测系统。为定量研究煤岩破坏过程释放电荷量,设计了煤岩电荷传感器标定试验系统,通过标定试验修正电荷传感器电荷-电压转换系数为80mV/pC,应用该转换系数,得到不同频率响应下传感器的灵敏度系数k接近1,表明标定效果良好。通过设计含瓦斯煤岩三轴压缩电荷监测试验装置、煤岩瓦斯运移过程电荷监测试验装置,开展了加载方式、瓦斯、冲击倾向性影响下煤岩破坏电荷感应规律试验,研究发现煤岩电荷信号是瞬时脉冲簇信号,应力、瓦斯和冲击倾向性对其具有显著影响:围压对煤岩电荷信号具有放大、强化作用,而瓦斯一方面通过削弱煤岩强度、冲击倾向性使煤岩电荷信号缩小、弱化,另一方面煤岩极限强度附近内部裂隙贯通,瓦斯通过自身快速流动特性形成冲流电流使煤岩电荷信号增强,不同应力形式造成煤岩微裂纹扩展进而导致损伤局部化是自由电荷产生的重要原因。基于冲击地压和突出的统一失稳理论,揭示了冲击地压、煤与瓦斯突出复合动力灾害发生机理,据此推导了含瓦斯煤层圆形巷道发生复合动力灾害的临界公式,确定了岩体应力、瓦斯压力、煤岩冲击倾向性为影响复合动力灾害发生的主控因素,基于煤岩电荷信号对应力、瓦斯、冲击倾向性指标敏感,提出了将电荷感应法应用于煤矿复合动力灾害监测预警的新思路。为此选择平顶山八矿和双鸭山集贤煤矿对煤岩电荷监测设备进行了现场应用,现场监测结果表明:在赋存稳定、无地质构造的工作面开采时,动力灾害孕育过程中煤岩电荷最值、均值、变异系数等可反映动力灾害类型和危险程度,煤岩电荷与应力、瓦斯变化具有相关性。煤岩电荷监测设备现场应用结果表明,设备抗干扰能力较强,初步实现了煤矿动力灾害电荷信号自动化监测和网络化管理。