煤層加載剛度及峰后承載剛度是影響沖擊地壓發生的重要因素,為了系統研究基于局部礦井剛度理論的沖擊地壓發生機理及煤柱沖擊破壞規律,開發了沖擊地壓實驗室試驗裝置。試驗裝置主要由靜力加載系統、儲能系統、變剛度加載系統、開挖系統和多源信息監測系統五部分組成。該試驗系統的主要創新性如下:(1)加載系統中增加開挖裝置,可在保壓狀態下通過開挖誘發試樣產生應力集中及局部礦井剛度的降低,當試樣受力達到其承載強度、局部系統剛度低于試樣峰后剛度時將發生沖擊破壞。(2)加載系統中設置了氣囊式蓄能器-油缸的復合液壓彈簧儲能裝置,可在靜力加載過程中完成能量的儲存;(3)設置了一種變剛度加載裝置,系統可通過蓄能器初始氣囊壓力的調整實現不同加載剛度的設置。(4)試驗裝置可對試樣從加載-穩壓-開挖-沖擊全過程進行實驗室再現,使得沖擊地壓發生全過程煤柱應變監測以及沖擊過程觀測成為可能。通過對高強度混凝土試塊和強沖擊傾向性煤樣進行了初步實驗室試驗,驗證了該模擬設備的準確性和可靠性,初步試驗結果表明:低剛度加載條件下通過開挖底部試樣可有效誘發煤柱發生沖擊破壞,煤柱破壞由低剛度側向高剛度側擴展貫通,破壞后的殘留煤柱呈現出“兩側寬中心窄”的啞鈴狀態。沖擊破壞后的煤柱中心被一條橫向鋸齒裂紋貫穿,致使煤柱承載能力大幅度降低。該試驗系統從加載儲能及剛度角度出發,可實驗室再現煤體在加載-穩壓-開挖-沖擊破壞的沖擊地壓發生全過程,可為煤礦沖擊地壓發生機理研究提供試驗平臺。