冲击地压是煤矿重大灾害之一。目前我国冲击地压防治工作仍然面临严峻的形势,冲击地压事故并没有得到有效遏制。最近几年,大多数学者已经开始注意冲击地压的时间效应问题,但相关研究理论并不完备。冲击地压的时间效应问题,实际上是冲击地压孕育过程问题。煤柱失稳而诱发的煤柱冲击地压在冲击地压事故中占有一定的比例,合理留设煤柱是一项十分有效的冲击地压区域防治措施。冲击地压矿井在进行工作面采掘部署时,应优先选择无煤柱或小煤柱护巷布置巷道。由于小煤柱更易于发生流变变形,仍然存在发生煤柱冲击的可能性。因此,研究小煤柱流变失稳对于防治冲击地压具有重要的理论意义和实用价值。本文采用理论研究与工程实际相结合的研究方法对小煤柱流变失稳进行研究。基于八种典型组合元件流变模型的深入分析,对六元件组合流变模型在不同应力条件下恒应力蠕变和等速流变的应力、应变、应变率和能量变化规律进行了深入研究。结果表明,无论是恒定应力下的蠕变还是等速流变,前期阶段主要是弹性元件发生变形,后期阶段主要是非弹性元件发生变形,非弹性应力、非弹性应变、非弹性能量增量增加得较明显。恒定应力蠕变和等速流变的不同,在于能量增量的变化率不一样,恒定应力蠕变时,能量增量的变化率逐渐减小,而等速流变的情况下,能量增量变化率逐渐增大。采用六元件组合流变模型分析小煤柱冲击地压的孕育过程。小煤柱冲击地压发生前的孕育过程中,弹性元件应变能构成总能量的累积,粘性元件耗散能消耗于煤体损伤过程中。冲击孕育的前期以能量累积为主,后期以能量耗散为主。揭示了小煤柱流变失稳机理,建立了判别准则。在低载荷条件下,小煤柱内的应力小于抗压强度,流变速率较小,需要较长时间流变变形,强度逐渐降低,煤柱-顶板变形系统才能达到非稳定平衡状态,遇外部扰动而发生冲击地压;在高载荷条件下,小煤柱内的应力大于抗压强度,流变速率较大,只需要较短时间的流变变形,煤柱-顶板变形系统始终处于非稳定平衡状态,遇外部扰动而发生冲击地压。得到了小煤柱冲击地压滞后时间的解析解。小煤柱冲地压滞后时间是与顶板弹性模量、流变速率和初始应力有关,在高载荷力和低载荷条件下,冲击地压滞后时间随顶板弹性模量和流变速率的增大而减小,但是存在一个极限值,超过此极限值,煤柱冲击地压不存在滞后时间,直接发生冲击地压。在顶板弹性模量相同的情况下,冲击地压滞后时间随应力增大而减小。在流变速率相同的情况下,冲击地压滞后时间随应力增大而减小。顶板越坚硬,冲击地压滞后时间越短。该论文有图46幅,表2个,参考文献86篇。