采场围岩变形与破坏监测技术研究进展及展望

我国大部分的煤炭资源是采用井工开采的生产方式。在煤层开采过程中，通常将赋存于煤层开采空间周边的岩层统称为采场围岩[1]。煤层采出后，采场周边的岩层由于其原有的应力平衡状态被打破，会发生变形、破坏、运移等一系列现象，直至再次达到新的平衡状态[2]。开采空间周边围岩状态的改变会形成隐蔽致灾问题，对矿井的安全生产造成影响，如采场空间范围内岩体的变形、破坏、运移不仅仅会引发离层、破断、垮塌，诱发片帮、底鼓、顶板冒落、冲击地压等灾害事故，还可能会导通顶底板含水层，形成导水通道，引发矿井水害事故[3-4]。特别是在利用垮落法处理采空区时，往往由于地层的沉降还会引发地表沉陷、地下水系失稳、底板突水、地表水溃入等一系列环境地质问题[5]。

开展采场围岩变形与破坏范围的探查，是进行采场稳定性评价、预防矿山灾害、保障矿井安全生产的一项重要技术措施，对于矿山防灾、减灾尤为关键。通过测试获得开采煤层工作面周边岩层变形破坏动态演化参数与特征，指导矿山压力与岩层控制；获得顶底板岩层破坏发育情况、指导矿井防治水工作，进而实现矿井资源的安全、高效、绿色开采，对高效开发煤炭资源、有效防控冲击地压危害、安全开展“三下”煤炭资源利用，实现煤炭资源绿色、可持续发展有着非常重要的指导意义。

在采场围岩变形与破坏监测技术应用中，目前主要采用的技术手段依然是实施岩层内部钻孔，通过注水或采用地球物理探测或置入其他传感装置等方式记录其变形破坏开始的时间、程度及采动过程中岩体变形的形态与分布特征[6]。钻孔设置的数量与位置是根据围岩观测的目的来进行设计的、通过上述方式可以得到开采条件下围岩变形破坏的参数情况，结合矿山压力、岩体力学等理论进一步分析、评价岩体变形所引起的压力变化、巷道位移、地质灾害先兆判别与预警等[7]。随着科学技术和相关理论研究的不断发展，测试方法进步与革新的速度较快。因此，笔者简述了目前采场围岩变形与破坏常用的且已取得较好应用效果的多种测试技术。通过梳理围岩变形破坏测试技术的发展，结合测试技术在顶底板、巷道两帮空间测试的工程应用实例，阐述了不同测试技术在现场应用中的优缺点及适用性，提出对现有测试技术的认识、思考与总结。在此基础之上，进一步讨论未来矿井安全生产中采场围岩变形与破坏测试技术的发展方向。

1 采场围岩变形与破坏的影响因素

煤炭资源开采实施的诸多地下工程，都需要施工井下空间结构(图1)。在开挖或采动影响下，岩体原有的自然平衡状态失去，需重新达到新的平衡[8]。因此，采场周边空间范围内的岩体就要发生变形、甚至破坏、移动[9]，常发生顶板事故。据不完全统计：2013—2017 年全国煤矿伤亡事故中，仅是由顶底板围岩变形破坏及矿井水害所造成的安全事故数量占比就已达到40%左右[10](图2)。岩体重新达到受力平衡的过程是从矿井建设开始至可开采储量全部采出后一个长时期的全过程。所以对采场围岩变形与破坏的测试需要考虑过程中的诸多影响因素。这些因素使得围岩变形破坏的形态、分布及特征十分复杂，难以建立统一、有效的数学模型。归纳起来，其主要的影响因素可分为地质因素和开采因素2 大类，现分别述之。

1.1 地质因素

地质因素主要包括煤层的埋深、煤层倾角、煤层厚度、煤岩体的强度、地质构造、地下水赋存环境以及地应力等在内的成煤环境[11]。煤层埋藏深度越大，矿山压力越大、越复杂，围岩变形破坏的程度也会随之增加；煤层的倾角主要影响围岩应力空间分布与破坏特征；可采煤层的开采厚度越大，释放出来的地下空间越大，岩体运移的程度也相对越明显；煤岩体强度是围岩变形的内在物性条件，强度越高、裂隙发育越少节理发育越少，其抗破断能力越好；地质构造情况复杂、断层发育情况下，围岩体的稳定性越差；地下水丰富的矿区，岩体遇水会改变其物性特征，稳定性也会由此而发生改变；地应力在矿井未开采时通常称为原岩应力，地应力是引起采场围岩变形破坏的原始动力，也是确定巷道和采场最佳断面形状、断面尺寸等参数的重要参考依据，往往是采场和巷道稳定性主要影响因素。

1.2 开采因素

地下岩体的稳定性受到开采扰动影响主要是由巷道掘进和煤层回采所致，即为开采因素。开采因素具体包括采场规模、煤层开采速度、巷道断面、空间支护形式等[11]。采场规模越大，采场周边空间围岩的稳定性受到影响越明显；巷道断面主要影响巷道周围岩体的受力情况；煤层工作面的开采速度越快，会使岩体破断跨距增大，对围岩的稳定性影响也就越大，更容易衍生开采动力地质灾害；采动空间支护形式的合理选用对于围岩稳定性保持有着明显的促进作用。开采因素导致的安全事故往往不具备规律性，是一个动态的变化过程，也是未来智慧工作面三维透明化亟待解决的技术难题。

总的来讲，由于我国煤炭资源在成煤环境、地质构造、煤岩体赋存状态与性质、煤层开采工艺等方面存在很大的差异性，也造就了不同矿区甚至是同一矿区不同采煤工作面采场岩层变形、破坏特征存在差异。因此，关于采场围岩的变形破坏的形态、采场应力分布、围岩破断条件及岩层运移特征等也是复杂多样的。特别是随着我国煤炭资源开采的深部化发展与战略性西移，既有的一些测试理论与技术逐步表现出不适应性，难以满足新条件下煤炭资源开发与利用[12]。以中国矿业大学、重庆大学、太原理工大学、安徽理工大学、山东科技大学、西安科技大学、中国煤炭科工集团有限公司等为主的一些科研院所，围绕采场围岩变形破坏的测试技术开展了大量的研究工作，为煤炭资源安全开采提供了很好的科研理论基础和技术支撑。

2 采场围岩变形与破坏测试技术

采场围岩变形与破坏研究的目的是指导矿井的安全生产，为矿产开发利用以及矿区生态环境治理提供科学的参考依据。目前，围绕采场围岩变形破坏所开展的研究方法主要包括理论研究、原位探测技术、数值模拟、相似模型试验[13]。科研工作者通过对采场围岩的破坏形态、特征及规律进行测试与模拟，取得了丰富的技术成果，这些研究成果为指导我国矿井安全生产做出了巨大的贡献。其中数值模拟和相似模型试验的优点是操作便利、测试结果获得较快，适用于影响因素少、地质条件简单的煤层。但是，二者在模拟地质条件相对复杂情况下的围岩变形破坏特征，所取得的结果往往不全面，如果参数获取上出现错误，将会出现较大的偏差结果。现场原位测试技术的发展起步最早，其所获得的测试结果真实可靠，得到大家的普遍认可，是目前采场围岩变形与破坏测试广泛采用的研究方法[14-16]。

经过数十年的发展，采场围岩测试技术已经成为采场矿压、采场围岩控制、顶(底)板破坏深(高)度等参数获得的重要手段之一。原位测试技术经历了从钻孔测试发展到地球物理探测技术相结合，以及多场、多参数测试技术综合测试的发展历程，测试技术水平及精度得以显著提高。伴随着各类测试技术、传感装置的发展，采场围岩测试技术也表现出向快速评估、动态评估、综合评估、预警预报发展的趋势。

由于受开采方式、地质条件、测试环境和自身数据采集、处理、解释等影响，不同测试技术存在各自的优劣势[17]。特别是在不同矿区煤炭资源开采中，会采用多种测试技术相结合的研究方法，来对采场围岩的变形破坏进行评价。通过在“中国知网”等数据库的检索，梳理不同采场围岩变形与破坏测试技术的发展历程，结合采场围岩变形破坏测试技术在顶底板、巷道两帮空间测试的工程应用实例，现有测试技术大体可以分为钻孔测试技术、地球物理探测技术、光纤测试技术和其他测试技术4 大类。表1 按照测试技术实施的方式对不同测试方法及其原理、适用条件、应用等进行了分类。

2.1 钻孔测试技术

钻孔测试技术是采场围岩破坏变形观测、评价中采用较早的方法之一，也是测试技术发展过程中应用最为广泛的方法[18]。钻孔观测方法主要采用钻孔冲洗液实测、注水观测法、钻孔电视观测法3 种。

2.1.1 钻孔冲洗液测试技术

1)测试原理。钻孔冲洗液测试方法一般在地面设置观测钻孔，观测钻孔施工深度通常达到煤层顶板，在煤层开采过后一定时间内施工并测定钻孔冲洗液的消耗量，用以判定顶板岩层导水裂隙发育高度[19]。方法实施示意如图3 所示。冲洗液消耗量测试一般以一个固定时间间隔T1为判据，进行一次观测，当冲洗液消耗量有明显增加时，加大观测记录频率，时间为T2(T1＞T2)，直到冲洗液全部耗尽为止[20]。由于钻孔冲洗液测试方法为采后采场围岩观测，因此在打钻中还需要记录卡钻、掉钻的情况[21]。对于采场围岩变形破坏的测试依据是：当记录冲洗液使用量有明显增加时，确定导水裂缝带发育高度；当冲洗液全部漏失，并出现卡钻、掉钻现象时，确定为垮落带高度。最终可以通过绘制冲洗液消耗量曲线图，得出该钻孔测定的垮落带、导水裂缝带的发育高度，形成采场围岩变形、破坏的评价结果。

2)技术发展。据相关文献记载，20 世纪 80 年代初杨保林等[22]、洪加明等[23]开展了一系列“钻孔简易水文地质方法”的测试研究，随后这种方法在其他矿区陆续地得到推广。钻孔冲洗液观测法推广应用很长一段时间内，在测试方法上和评价效果上未发生大的变化，都是通过记录测试过程中冲洗液的漏失量作为分析依据。姬炳忠等[24]改进钻孔冲洗液观测方法，采用固定进尺观测记录法来判断冲洗液漏失情况，取得较好的效果。钻孔冲洗液在实测过程中，钻孔布置于采空区边界和采场中部，得到采场围岩变形破坏形态多为“马鞍型”的结论。吕文宏[25]结合数值模拟、经验公式计算与现场钻孔冲洗液实测方法结果进行比对，获得较为一致的测试结果，如图4 所示。随着其他测试技术如物探测试手段的发展，钻孔冲洗液测试技术也逐步朝着一孔多用的方向发展，不断形成以钻孔为基础、结合多技术实现采场围岩变形破坏的综合评价、采前采后测试资料的动态对比。特别是与钻孔注水法及物探监测技术联合应用的多方法综合取得明显的地质效果。

3)技术的优缺点及适用性。钻孔冲洗液测试方法是学者一直公认的、有效的、可靠的实测方法，可以实现对工作面采后采场围岩形态的直接观测[26]。但是，由于钻孔冲洗液测试方法为地面测试，钻进过程中更容易受到地质条件、钻进技术、操作人员经验的影响，如遇到断层、溶洞、含水地层或者岩体裂隙发育的地质条件下，测试结果会出现不准确的情况。再者，由于顶板岩体在煤层开采后垮落、压实、稳定，因此需要钻孔施工时间与开采时间相匹配，才能获得准确的结果，否则会出现偏小的测试结果，无法获得准确的最大垮落带、导水裂缝带的发育高度。而且，实施地面钻孔时，常又会因为钻孔深度大、地面施工干扰多，再加上考虑成本、钻进工艺等影响，经常会出现废孔或者最终测试结果出现较大差异。随着煤炭资源开采不断向深部延伸，一些矿区井深超过千米，地面钻孔施工深度与难度也随之增加。这样情况，钻孔冲洗液方法不利于实现对采场围岩破坏规律的整体把握。

钻孔冲洗液方法在顶板变形破坏测试中应用最多，具备很好的适用性。其在应用过程中受开采条件限制较少，不同的倾角煤层、不同矿井开采方式下都可以采用这种方法来获得较为准确的测试结果。钻孔冲洗液方案评价中，当遇到采场围岩岩体较软时，其探测成果也不能完全反映真实情况，需要利用钻孔的岩性特征分析、辅以地球物理探测技术进一步提高测试的精度。

2.1.2 注水观测法

1)测试原理。注水观测法是继钻孔冲洗液技术之后发展的一项新技术[27]。该技术方法在井下采空区附近或者工作面外侧通过巷道或者硐室，向工作面内的斜上方施工小口径倾斜钻孔，钻孔设计长度需要超过理论计算的垮落带、导水裂缝带的一定高度或者于工作面上方施工向下垂向钻孔进行测试。注水观测法通常采用注水、通气方式，在钻孔双端堵水器辅助下逐段封堵气囊注水或者充气，之后在封堵段内注入带压水，测定一定时间T，之后对封堵水/气囊进行泄压，向钻孔的下一段移动封堵装置，测试下一段注入水的漏失量，依次完成钻孔测试范围内水的漏失量。其测定依据同钻孔冲洗液测试方法相近，当钻孔封堵段的注水量显著增加时，确定垮落带、导水裂缝带发育高度，最后通过对钻孔深度不同位置注水量、水压曲线等参数统计、汇总，进而评价采场围岩变形破坏形态[28-30]。

2)技术发展。在20 世纪80 年代，该方法由山东科技大学(原山东矿业学院)提出，并在井陉一矿进行了现场底板钻孔注水研究取得较好的结果，由此在不同矿区得以推广[31-32]。之后该团队不断尝试改进钻孔注水测试技术，随着研究的不断完善，该技术对环境测试耐受性、操作便捷性、结果的准确性等方面得以提高。如朱德明等[31]在双沟煤矿利用井下仰孔注水装置获得导水裂缝带发育高度；成枢等[32]对该方法装置进行改进，由起初封堵端胶囊送入方式，改进为胶囊膨胀方式，并在工作面上方设计垂向钻孔进行注水试验，获得导水裂缝带的发育高度，并取得较好的观测效果。但是这2 种方法都是采用单管道方式，即首先通过注水方法完成胶囊膨胀，之后再对封堵段进行注水。在此过程中可能会存在水压控制效果差问题，进而影响封堵端的封堵效果，张红日等[27]基于原有钻孔注水法基础实现了底板岩体开采过程中连续探测；高保彬等[29]对注水法进行优化，将单管道分离出一个进水管一个出水管，有效控制水压，可以实现封堵胶囊的独立控制，大大提高了技术的可操作性。陈绍杰等[33]又对测试装置和方法进行优化，实现测量钻杆的自动送杆，确保了送杆中钻杆不出现滑移，完成一次送杆循环后，夹杆装置可进行自动夹杆，保证测量过程中钻杆的安全行进，提高了测量效率，使得注水测量法在操作技术上进一步简便化、自动化；李超峰等[34]对上述注水实测的方法、装置进行了对比分析，总结了几种不同注水装置情况如图5 所示。

3)技术的优缺点及适用性。注水测试技术具有易操作、工程量小的优点，是一种成本低、观测数据可靠的测试方法。并且钻孔注水观测法能够充分利用现有巷道，测试资料准确、工期短、钻进工艺要求低，具有很好的适用性。这也使得该技术在实际操作中成为继钻孔冲洗液之后被广泛认可与推广的测试技术[34-36]。

注水测试技术可以通过选择井下钻孔施工位置、注水时间实现工作面回采前-中-后的围岩破坏测试，实现对导水裂缝(导升)带发育形态的初步判断。其不足的是，与钻孔冲洗液测量法相近，钻孔施工质量及地质条件对于测试结果影响较大，遇到裂隙发育或者富水较强地层、断层等，往往会影响测量结果。

注水测试方法几乎可以适用不同煤层赋存形态下的采场围岩破坏测试，而且还能够避免地面钻孔施工所涉及一些征地或者天气干扰问题，为矿井在顶底板岩体破裂演化规律研究提供了可靠的数据[37]。因此，该技术方法在诸多矿区得到推广应用。图6 为钻孔注水法测试应用及结果。

2.1.3 钻孔电视观测法

1)测试原理。钻孔电视成像技术是应用摄像技术在钻孔内部通过成像观测钻孔周边介质的一种方法。钻孔电视实现钻孔测试范围内原位扫描，其采集的数据结果与电视图像类似。该系统通常包括：观测摄像探头、系统控制器、专用绞车、传输线缆、显示器、光源等设备，可以根据摄录钻孔情况，直接在显示器上进行显示。根据图像的形态、颜色等信息识别地质构造及孔内岩层状态参数[39]。从观测探头拍摄方式，该方法分为旋转式和全景式，其中旋转式是以一个固定角度进行旋转，其图像捕捉精度高，对于钻孔内部细节观测更为精细，而全景式观测效率高，可以实现全孔图像的实时拼接。钻孔电视测试方法可以辅助判断岩层产状、岩性分布、构造发育、岩层出水气等情况。

2)技术发展。钻孔电视测试技术在采场围岩变形测试中，任奋华等[21]开展了一系列的研究工作，率先利用钻孔电视测试方法开展采空区采场围岩破坏高度的测试研究，将钻孔彩色电视系统应用于钻孔煤层采场围岩裂隙的现场观测中，并在多个矿区进行了煤层顶板原岩、煤层开采采场围岩破坏高度和采动裂隙分布，以及老采空区采场围岩特征的观测，取得了丰富的煤层采场围岩裂隙分布特征资料[40]；结合钻孔冲洗液漏失量、钻孔水位变化，探明了煤层开采后上采场围岩层内垮落带和导水裂缝带的发育高度及其分布形态。利用钻孔电视系统开展采场围岩破坏钻孔成像技术研究，获得大量钻孔内部原生裂隙以及采动岩体裂隙的分布及其发育特点，通过钻孔电视观测技术首次直观反映了采场围岩的裂隙发育分布情况[41-43]。钻孔电视成像表达结果如图7—图8 所示。随着钻孔电视测试方法的不断发展，中国矿业大学、天地科技有限公司、中煤科工西安研究院、黑龙江煤炭职业技术学院等针对深埋特厚煤层采场围岩破坏情况、一次采全高综采工作面采场围岩观测、浅埋深厚松散层采场围岩破坏开展研究，获得了导水裂缝带、裂隙演化特征和规律、应力场演化特征等成果。

3)技术的优缺点及适用性。在采场围岩变形破坏测试中，钻孔电视观测法可以采用井下或者地面钻孔进行实施。随着仪器设备不断更新、完善，钻孔电视法多采用井下的观测方式。井下钻孔施工难度、长度、观测都较地面钻孔而言具有优势。钻孔电视成像技术弥补了钻孔冲洗液观测法、钻孔注水测试方法测试结果不直观的不足[45]。它通过在钻孔内直接观测，形成图像显示，直接表现井壁原位岩性变化形态、构造裂隙、断层岩溶和隐伏于孔壁外的岩体信息等，获得的图像数据具有直观、可视化、色彩丰富、清晰精确、观测密度高和方位覆盖率大等特点，使工程勘测钻孔的有效信息大量增加，提取的数据信息更易于接近目标[46]。钻孔电视观测法首次实现采场围岩变形破坏的影像形态观测方法，其不足是往往受制于成孔及成孔后钻孔质量影响，塌孔严重钻孔的测试效果较差。钻孔电视法在观测过程中还需要钻孔中为空气或者清水，否则观测效果较差。同时，在软弱地层及富水地层中钻孔电视法的测试效果也会受到影响。

钻孔电视观测法对于测试环境的适用性较强，其装置设备通常采用可拆装式结构，无论井下还是地面操作，都具有较好的稳定性[47]。在地面实施时，通常会和钻孔冲洗液漏失法结合，用以综合判断岩层的裂隙发育、漏水情况，是对地层原岩的直接观察，极大提高了采场围岩变形、破坏评价的准确度和精度；井下应用时，对于仰角钻孔施工需要专门进行导杆辅助完成，其探查距离受限。

2.2 地球物理探测技术

地球物理探测技术在工程勘查中得到广泛的应用[48]。在采场围岩变形与破坏测试中，由于受到测试环境、勘测深度以及仪器设备、数据处理解释等影响，发展起步相对较晚。但是地球物理探测技术通常都具有施工方便、检测快速、成本较低的优点。在采场空间煤层采出后，采场围岩体从形态、结构、赋存、应力状态等都发生变化，即采场围岩体的物理性质存在变形破坏过程的前后变化，这为地球物理探测技术提供了良好的物性基础[49-50]。因此，地球物理探测技术在采场围岩变形破坏测试中应用发展迅速，逐步成为煤炭资源安全开采中开展防灾减灾、预防事故的一类测试方法。

随着我国工业发展的加快，煤炭资源开发利用程度也随之提高，伴生而来顶板事故、透水事故、冲击地压、煤与瓦斯突出等威胁在煤炭开采中频发。一些科研工作者考虑到将地球物理探测技术用于采场围岩变形破坏观测，同时也开展了大量的研究工作。在20 世纪80 年代，许多地球物理勘探的技术方法和设备逐步被引入用以探测采场围岩破坏，这些技术方法上大多是从水利工程、石油工程、岩土工程领域延伸而来的，在技术革新上相对较少，通常是直接应用，而专门针对煤炭开采过程中围岩变形的地球物理探查技术也不多，但是矿井下特殊的环境空间和介质条件致使地球物理场理论不能与之完全适用。经过10 余年的发展，到 20 世纪90 年代前后，许多科研工作者针对煤炭开采特殊的地质环境、安全问题等创新开发了一系列的测试技术与系统。关于采场围岩变形与破坏的原位测试技术也逐步发展、完善、丰富起来[51-56]。近年来，对采场围岩变形破坏测试技术所涉及地球物理方法进行梳理，按照测试方式可以划分以下几类：电法勘探、层析成像、综合测井、地震探测、微地震监测等方法。

在矿山采场围岩变形破坏中电法探测的物理基础是采动过程中岩层发生形变，产生破断、裂隙亦或者富水地层中岩体含水率在煤层开采前后发生变化等，会使得岩体电阻率也发生变化[57]。电法勘探通过测试视电阻率或者反演获得电阻率变化来判别采场围岩变形破坏情况。目前，电法勘探中用于采场围岩变形破坏测试技术主要有：高密度电法、大地电磁测深法、瞬变电磁法、网络并行电法等。

2.2.1.1 高密度电法

1)测试原理。高密度电法的基本理论与传统的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电法在观测中设置了较高密度的测点，集电剖面和电测深于一体，可以进行二维地电断面测量。高密度电法的物理前提是地下介质间的导电性差异，采场围岩的变形破坏使得上覆围岩层在工作面开采前后发生明显的变化[58]。和常规电阻率法一样，它通过 A、B电极向地下供入电流I，然后在M、N 极间测量电位差U，从而求得该记录点的视电阻率值ρ＝KΔU/I(K为装置系数)[59]；再根据实测的视电阻率剖面，进行计算、处理、分析，便可获得采场围岩破坏的电阻率分布情况，从而划分地层、圈闭异常、确定垮落带、导水裂缝带的发育高度等。采用高密度电法观测时，可采用温纳、偶极等装置方式[60]。

2)技术发展。高密度电法于20 世纪末被引入到采场围岩变形破坏的探查。李焕春等[61]利用高密度电法对采空区“三带”进行探测研究，获得“三带”发育高度的定量结果；刘盛东等[58]在淮南矿区采用高密度电法测试技术在井下采用钻孔植入方式获得煤层顶板破坏的动态变化数据，并通过高密度电法测试得到采场围岩破坏后上采场围岩层电阻率值明显增大、为破坏前正常电阻率值的2 ～4 倍，同时也验证了高密度电法用于采场围岩变形破坏探测方法的可行性[58]。之后，高密度电法在采场围岩变形破坏测试技术中得以广泛应用，表现出在探测深度、观测精度的进一步提高。甘志超[62]在地面开展高密度电法测试技术进行采场围岩裂隙发育探查评估，地面高密度电阻率法测试效果如图9 所示；李飞等[63]基于时移高密度电法对采场围岩变形破坏范围进行精细化探测，发现采场围岩变形破坏与反演电阻率变化率之间存在很好的对应关系，可以圈定采场围岩变形破坏范围。

3)技术的优缺点及适用性。高密度电法提供的数据量大、信息多，并且观测精度高、速度快，探测的深度较为灵活[64-65]。探测的结果是二维剖面，对垮落带、导水裂缝带、弯曲变形带的发育形状均有可视化反映，结合钻孔地质资料与地层产状，就能得到相对可靠的评价采场围岩变形破坏的结果。在实际检测中，可根据工作面走向进行测线的布置，开展工作面回采过程中采场围岩的动态数据采集。但是，高密度电法单孔测试数据体较少，并且由于受到巷道空间以及地电场全空间效应的影响，其对于异常区域判别有时在范围圈定上会存在误差。

高密度电法在采场围岩变形破坏方面应用主要通过钻孔中布设电极实现。对于其适用性主要还是以钻孔施工质量而定，同时钻孔方位设置对于获得采场围岩评价有着显著影响：钻孔设置倾角过大可能导致电极植入困难；钻孔设置倾角过小，则不能有效获得采场围岩变形破坏的发生区域。

2.2.1.2 大地电磁测深法

1)测试原理。大地电磁测深法(MT)最早是应用于石油勘测、水电工程勘察、金属找矿等领域。大地电磁测深是基于天然电磁场为场源来研究地球内部电性结构的一种重要的地球物理探查手段[66]。该方法采用天然场源，同时配置了磁偶极子发射源，发射频率从500 Hz～100 kHz，以弥补大地电磁场的寂静区和几百赫兹附近的人为造成的电磁干扰谐波，也称为双源大地电磁测深系统[67]。它通过观测两个正交电场分量和磁场分量的变化，根据测区内视电阻率的变化情况，达到勘测地下异常体的目的。美国EMI 公司研制出EH-4 电导率张量测量仪，被用于工作面采后采场围岩变形破坏测试[68]。

2)技术发展。该测试方法率先由天地科技股份有限公司刘鸿泉等[69]在煤矿探测采空区、获得“两带”发育高度中应用；甘志超[70]利用EH-4 电导率成像系统在平朔安家岭煤矿探测工作面采场围岩破坏“两带”高度中取得较好的效果；徐白山等[71]利用大地电磁测深探查煤层工作面采后采场围岩变形破坏横向发展区域，进一步证明该方法的有效性；周红帅等[72]对EH-4 大地电磁测试工作方法和资料解释进行了总结，结合钻探资料，监测煤矿综采过程、跟踪探测、识别开采后采场围岩的破坏情况及其纵、横向变化，解释成果符合规律和要求；杨逾等[73]在大同矿区比较准确的确定了煤层开采上采场围岩层的破坏高度；河南理工大学王云广[74]利用大地电磁测深方法对高强度开采采场围岩破坏的特征与机理进行了研究，获得大地电磁的视电阻率和视电阻率反演云图，如图10 所示。

3)技术的优缺点及适用性。实际探测表明：大地电磁基于水平介质的反演成像，适用于处理变化相对平缓的原始地层，其在煤矿采动后采场围岩破坏探查中效果非常明显，特别是相对测线长度范围较大的采空区上采场围岩层的测试效果很好[75]。采场围岩变形破坏探查中，影响EH-4 探测地质效果的主要因素是地下离散电流和地面高压线，其他影响因素都可以采取一些相应的技术措施，在一定范围内予以消除或消减其影响程度[76]。

综合而言，大地电磁测深法在采场围岩破坏探查中设备方法比较轻便、灵活，对地形条件要求低，能够适应地表地形复杂区的煤矿测量，地面勘测深度达到1 000 m。其应用成功与否，除了取决于数据采集质量，还需要减少被测对象外界环境噪声干扰。对于大地电磁测深而言，其体积效应以及反演的不确定性仍然存在，并且其在纵向分辨能力上依然对探测深度有一定的局限性[77]。因此，大地电磁测深法在采场围岩变形破坏探查中有应用，但后期的推广应用相对较少。

2.2.1.3 瞬变电磁法

1)测试原理。瞬变电磁法是时间域电磁探测方法，分电场源和磁场源两种。在采场围岩探测中常使用到的是磁场源方法。磁场源法是通过向在地面或者朝向被测对象面布设不接地矩形或正方形回线(或称发射线圈)发送双极性矩形(或其他周期性波)交变电流，在电流开启和关断时，感应生成脉冲磁场，磁场向地下衰减并由于介质的感应作用，生成涡流和感应磁场，这种感应磁场包含了地下介质的丰富信息，在接收机接收磁场随时间的变化，达到探测的目的[78]。瞬变电磁法在采场围岩变形破坏探测应用中，既可以采用地面探测形式，也可以采用井下探测的形式。地面探测时采用大型矩形线框平铺于地面，测试被测区域采场围岩采后变化趋势，井下探测常采用小线框采取指向性的探测，获得被测区域采场围岩变形破坏情况[79-80]。

2)技术发展。瞬变电磁在矿井应用早期主要探查富水区域、陷落柱、圈定矿区与非矿区边界以及开展破碎带的探测等[81]。刘武皓等利用瞬变电磁法在地面铺设矩形线圈，测试兴隆庄煤矿采场围岩变形发育特征，获得采空区采场围岩“两带”发育高度[82]；申宝宏等[7]、王玉芹等[83]在地面使用400 m×400 m、600 m×150 m 的大型矩形发射线框采用瞬变电磁法分别研究杨村煤矿东部深部测区、浅部测区的采场围岩破坏规律，给出了采空区和实体煤层区反演得到的模型电阻率和厚度参数的分布范围；李貅[84]利用瞬变电磁技术对山西石太高速公路寿阳-西郊段埋深100 ～200 m 采空区探测，从电性资料分析得到采空区上采场围岩层不同地层的电阻率值；张彬等[81]、孙庆先等[30]在宁夏红柳煤矿采用井下瞬变电磁开展导水裂缝带发育高度探测，取得了一定的地质效果。

3)技术的优缺点及适用性。瞬变电磁场区域效应明显，其在采场围岩变形与破坏探测中，可以大致圈定采场围岩的运移范围。但是，瞬变电磁法容易受到测试环境的电磁干扰以及探测场区域金属等强导体影响。同时，还受到关断时间影响，探测深度存在局限性，其在探测结果上受到半空间地电场影响，测试结果体积效应比较明显[85]。在一些环境条件、数据处理、解释不完善时，不能根据瞬变电磁观测结果直接推断出采场围岩垮落带及裂隙发育情况。特别破坏岩体的含水率无明显变化时，瞬变电磁法对于围岩体变形特征的视电阻率响应程度不足，致使分辨率降低，甚至出现测试多解性。

瞬变电磁探测技术在采场围岩破坏探查中具有方向性好、探测深度大、信息丰富、投资小的优点，是一种采场围岩破坏探测新思路，其定向测试及测试效果如图11 所示。

但是，由于存在装置、方法本身沿用传统视电阻率算法，其对于异常区的识别还存在多解性，体积效应较大，因此在采场围岩变形破坏探查中难以实现高精度测试。对于发射、接收装置如何能够有效反应岩体裂隙场导电特性的问题，以及数据处理、反演依然还需要进一步探讨。因此，采场围岩变形与破坏探查中瞬变电磁法适用性略微差些，相关的研究内容还需不断丰富。

2.2.1.4 网络并行电法

1)测试原理。网络并行电法是有别于传统的高密度电法的一种阵列式直流电法数据采集的测试技术[86]。其勘探原理同常规电法测试相同，但其有着集电测深和电剖面集于一体并结合资料自动反演处理的综合处理优势。网络并行电法采集方式突破传统常规电法、高密度电法的采集观念，在灵活的系统方式下可以支持任意观测系统提取任意组合电位。网络并行电法仪器是从电法勘探的软件、硬件全面考虑，以现代电法勘探理论为基础，进行了电法仪器开发。网络并行电法系统借鉴地震勘探中的单点激震原理，采用一类拟地震道记录的采集数据方式，并通过电极对大地提供供电信号实现测量[87]。该系统常用布置方式有以下几种：井下单孔布置、井下孔巷布置、井下跨孔布置、地面单孔布置、地面跨孔布置等。

2)技术发展。网络并行电法率先由安徽理工大学提出并在煤田地质勘探中开展一系列研究。刘盛东等[87]提出分布式并行智能电极电位差信号采集方法，在两淮矿区工程现场进行应用研究；吴荣新等[88]利用网络并行电法探测对采煤工作面进行探查取得较好测试效果；刘盛东等[89-90]利用网络并行电法开展采煤面采场围岩变形与破坏的研究，获得采场围岩结构破坏及裂隙发育情况，测试数据反映了不同时间连续的动态顶板变形，其测试精度完全满足生产需求。由安徽理工大学、江苏东华测试技术有限公司等联合在高密度电法勘探设备基础之上，开发了网络并行电法测试系统；随着网络并行电法技术装备和数据反演方法的不断完善，网络电法在现场由单孔测试方式发展到井下孔巷、井下跨孔、地面跨孔的测试方式，测线布置方式调整也使测试结果表达清晰，对采场围岩采动影响的反映也更灵敏[91-93]。

网络并行电法在两淮地区开展了大量实测研究，其精确性、可靠性、实用性得到很好地验证；徐磊等[94]利用网络并行电法在五轮山煤矿开展采后采场围岩观测，获得近距离煤层群首采层开采后的顶板“三带”发育规律；刘军[95]在新疆某矿缓倾斜厚煤层开采中探测工作面“竖三带”发育情况，测试结果与理论计算基本吻合。图12—图15 分别展示单孔并行电法、跨孔并行电法、底板并行电法探查和地面并行电法测试的结果。

3)技术的优缺点及适用性。网络并行电法探测过程中具有工程施工简单、观测范围大、经济快捷的优点，能够通过采场围岩物性变化特征，评价采场围岩体的电阻率变化情况，进而有效探测、圈定采场围岩的破坏范围。网络并行电法改善了原有静态为主的测试方法，通过对钻孔的合理布置，能够在采动过程中形成动态探测，形成监测数据[98]。

井下测试采场围岩变形破坏开展起来，较地面无论施工难度、技术要求、采集效率、工程成本都要小很多。因此，目前网络并行电法大多在井下开展相关测试，地面开展的测试内容还不多。但是，地面测试数据相比较井下测试，其数据体更为丰富、对采场围岩变形破坏反映更为精细、成果可靠性更强[99]。科研工作者通过大量的工程实例和相关实验研究构建了在采场围岩变形破坏与电阻率变化的响应特征之间基本联系[100]。其采集海量数据深度利用、破坏判断电性参数阈值以及视电阻率反演优化等仍需得到深入研究。

层析成像技术是借鉴医学CT 技术，通过井间扫描性观测，对所得到的信息进行反演计算，重建被测范围内岩体弹性波和电磁波参数分布图像，从而达到圈定地质异常体的一种物探反演解释方法[101]。根据探测地球物理场的差异，层析成像又分为弹性波层析成像和电磁波层析成像。前者主要是指速度层析成像，利用波在岩土体介质中的走时，后者则利用电磁波能量被介质吸收后的场能[102]。被探测对象体与周边介质存在电性或波速差异，具有电性差异的应选用电磁波CT，具有波速差异的宜选择声波CT 或地震波CT；同时存在电性和波速差异的可根据条件选择其中一种；当条件复杂时，可同时采用两种CT 方法。成像区域周边至少两侧应具备钻孔、探洞及临空面等探测条件。被探测目的体位置，相对位于扫描断面的中部，其规模大小与扫描范围具有可比性，异常体轮廓可由成像单元组合构成[103-104]。下面主要介绍两类波的层析成像技术。

1)测试原理。电磁波CT 技术是利用探测目标与周围介质之间的电性差异，通过计算电磁波在两钻孔间传播特性以及被介质吸收的情况，来探查确定目标体位置、形态、大小及物性参数的一种物探方法[105]。电磁波穿过岩体介质时，磁场能量与岩体中带电介质交互作用，发生电磁反应，带电质点运动、碰撞，并进一步能量消耗，其直接作用表现为电磁波能量的吸收。实际测试中，电磁波CT 法采用双孔测试的方式，其中一个钻孔为发射孔，另一个钻孔为接收孔，电磁波在两个钻孔间传播，岩体介质的差异造成接收场强值也会不同，通过特征值分析，可以识别上采场围岩体破坏形态。

2)技术发展。刘宗才利用电磁波CT 在江苏盐城殷庄煤矿开展煤层采动后上采场围岩层导水裂缝带高度的观测，测试采用井下钻孔施工方式，获得与钻孔冲洗液、放注水等相一致的测试结果[105]；冯锐等、文学宽等在邵武煤矿采用电磁波层析技术，分析煤层开采后采场围岩破坏后的吸收系数、介电常数和电导率的关系，并根据相关的地质资料进行综合解释，较为准确的重现了地下结构的形态、裂隙带的位置和煤层开采后的变化过程[106-107]；刘武皓等[82]利用电磁波CT 探测煤矿采空区采场围岩“两带”高度，其可以形成钻孔探查的补充数据，在钻孔观测数量较少或者冲洗液不能顺利实施的时候进行补充，提高了观测可靠度；之后许多科研工作者围绕电磁波CT 仪器研发、数据采集、反演优化等开展了大量的工作，以提高电磁波CT 测试技术在采场围岩观测中的探查精度，其中以何团[108]应用电磁波CT 测试技术在诸多矿区进行相关研究，以适应厚煤层开采、特厚煤层开采、倾斜煤层、缓倾斜煤层等不同赋存状况的煤炭采后采场围岩变形破坏的观测[108]，现场电磁波CT 测试技术及效果如图16 所示。

3)技术的优缺点及适用性。电磁波CT 测试技术在采场围岩变形破坏测试过程中相比较电法勘探其测试结果更加准确，但电磁波CT 在施工现场可操作性不如电法勘探便捷。在煤层工作面上采场围岩层受到开采作用下发生强扰动时，电磁波在岩体内部裂隙发育形成的破碎带传播中，一方面由于裂隙的存在造成能量损失或者水的参与而使电磁波衰减增大；另一方面裂隙的扩展造成电阻率增大，从而使得电磁波衰减减小。因此，煤体裂隙、结构对电磁波传播衰减的影响作用是复杂的，在算法反演、数据解释还需要不断完善。

电磁波CT 技术适用于原岩裂隙发育的采场围岩测试，不受岩层破坏情况限制。其测试主要限制条件为钻孔成孔后发射系统与接收系统的布设，系统布置完成对数据采集质量有着关键作用，因此在成孔作业困难情况下测试效果不理想[109]。目前，电磁波CT 除了在采场围岩变形破坏测试中应用，还主要被用来探查煤柱稳定性、巷道冲击危险性评价、煤与瓦斯突出预测等。

1)测试原理。震波是指采用锤击、爆炸等人工激震方式所产生的弹性波。由于地层对波的选择性吸收，波的衰减同其频率成正比，测量震波的走时与频幅等波场信息，根据一定的物理和数学关系进行迭代反演获得被测区间介质的工程特性和精细结构变化。在实际应用中，震波包括地震波和声波2 种，其中震波中的低频部分为地震波，可以实现工程地质体的区域性勘探；采用震波中高频部分为声波或超声波，进行小范围、高精度工程勘察[110]。震波CT、声波CT 技术是通过构建包括跨孔、孔巷、巷巷的测试形式，利用人工激发弹性波获取被测对象剖面，分析评价采场围岩破坏的形态、分布特征，实现不同时期速度场图重现。具体实施以孔巷震波CT为例：在探测部位设置预计穿过破坏带高度钻孔，孔中按照一定间隔设置地震波接收传感器，通过注浆耦合使得传感器与钻孔形成贴壁布置，之后在巷道取固定点作为激发点位，完成不同时期的震波数据采集。

2)技术发展。 20 世纪80 年代震波 CT 引入煤层开采围岩运移测试与分析，起初是由刘宗才、程久龙利用钻孔声波法测试底板破坏深度，获得采动前后声波速度变化参数[111-112]。由于采场围岩变形破坏特征同底板变形破坏特征不相同，采场围岩变形破坏周期短、形变速率快、岩层运移程度大等差异，因此基于声波测试底板破坏深度之后关于震波测试采场围岩变形破坏研究成果较少；于师建等[50]确定导水裂缝带范围时采用了大距离声波穿透法取得一定的效果；刘盛东等[113-114]利用震波CT 技术构建井地探测系统，探查顶板采场围岩变形破坏特征，获得淮南孔集井田水平西二、西四采区A 组煤采后顶板岩层裂高破坏高度36.6 m 和33.6 m，通过数据采集还获得了测试区域岩层地质构造倾角及其展布情况；张平松等[115]搭建孔巷间震波CT 探测系统，对煤层工作面上采场围岩层破坏情况进行观测，进一步说明该方法准确性和可行性，其测试结果实用可靠，取得较好的效果，震波CT 的测试系统与效果如图17 所示；周官群等[116]对比震波CT 探测结果、总结其规律和测试效果，为探测提供必要的理论基础和解释方法；余易豪等[117]利用震波CT 测试技术加入震波反射剖面探测，获得探测区域地质构造情况。

3)技术的优缺点及适用性。震波CT 应用于采场围岩变形与破坏的测试精度相比较其他方法而言更为准确，可以通过时空域中的多次测试对比分析，获得动态测试结果，分析采场围岩变形破坏过程及特征。正是由于震波幅值能量受激发方式、激发能量、传感器参数、耦合方式等诸多因素的影响，在实际应用多采用速度成像方式进行数据的处理和解释，并且在速度成像图上可以清晰反映速度的高低变化，从而方便地解释地质构造、应力集中、裂隙发育等影响因素[118]。上述文献可以了解震波CT 测试不受巷道支护、形态等干扰，但容易受到测试环境其他震源激发的影响，需要减少施工环境噪声干扰，并且其实施中操作较为复杂[119]。

震波CT 技术是一种采场围岩变形破坏高度行之有效的测试技术，与其他探测方法相比探测成本相对较低，测试成果清晰直观，监测过程安全可靠，特别是可以形成直观的动态监测，大大提高测试精度，在实施中表现出较好的适用性，并且被延伸用以实现煤层开采矿山压力监测、煤层底板岩层的变形破坏特征的探查。

2.2.3 综合测井方法

1)测试原理。测井是应用地球物理探测技术中一种重要的测试方法，它是利用岩层的导电特性、声学特性、放射性特征等[120]，其中电法测井、声波测井、放射性测井是测井方法应用较多的三种基本方法，但是电法测井和放射性测井在测试中往往用作区分岩性、进行地层对比分析、确定煤层厚度、分析煤岩层储气特征、划分渗透层等。目前，在采场围岩的变形破坏探查应用相对不多。测井技术在采场围岩变形破坏评价分析中多采用声波测井，并且其在应用中取得一定的效果[121]。在声波测井的实际应用中，利用声波或超声波建立测井信息与地质信息的映射关系，具有很好的敏感性和准确性[122]。声波测试技术的应用，实际工程中又分为声速测井和超声波电视测井。

2)技术发展。崔孟祥[123]利用视电阻率测井和散射伽马曲线获得蛟河煤矿煤层采场围岩破坏带定位，进而为老矿挖潜、采空区探测提供一种新的技术手段；杨宽[124]采用声波速度数字测井方法，分析对比了测井资料与钻孔对应深度岩性，评价分析煤层顶板采场围岩稳定性；朱国维等[125]利用超声波扫描数字测井技术获得了钻孔扫描成果图，直观呈现了钻孔中原生、后生构造，清楚地观察到了岩层及采场围岩破坏带；申宝宏等[126]采用弹性波测井技术，探查采区采场围岩变形破坏规律，取得了较好的效果，通过波速分层图直观反映了岩层变化情况；来兴平等[127]采用了声波测井等综合监测方法分析评价了采空区上采场围岩层的断裂高度、裂缝发育情况及垮落岩块的冒落状态；杨思舜等[128]利用综合测井技术研究了推覆体下采煤“两带”高度的破坏特征；于师建等[50]采用声速对比法，获得不同深度声速与采面推进的关系的对比曲线，确定采动围岩的破坏深度；安涛等[121]在第51 届SPWLA 年会中总结声波测井中正交偶极测定裂隙在井壁外联通效果较好，但存在单一声波探测方法难以识别地层界面与裂缝的情况；赵发展等[129]对声成像测井在煤系地层勘探中应用展开论述，并指出采用偶极横波资料可以识别煤层顶板强度及裂缝延伸问题。图18为超声波测井对井内围岩情况的表征。

3)技术的优缺点及适用性。综合测井技术在采场围岩变形破坏的测试与评价中应用并不多。通过声波测井获得顶板采场围岩变形破坏的一些参数特征，通过特征判断顶板岩体完整性、裂隙发育程度及发育高度，其中以超声波测试结果最为准确，能够通过反演成像形成观测剖面，进而获得钻孔扫描成果图。由于综合测井在采场围岩变形破坏的观测应用施工中存在施工周期长、装置布置难等问题，所以这种技术方法没有得到推广和普及，较多被用来界定岩性、获得煤层气含量评估、估算煤层储量等。

综合测井技术在采场围岩破坏在其测试效果中，表现出一定的优越性，特别是超声波测井技术，不受钻孔泥浆、水的影响，也可以获得孔壁影像资料。其实施的主要困难还在于地面钻孔施工周期长、钻进难度大、测试装置布置相对困难、测试成本高等因素，综合测井技术应用中适用性并不明显，特别对于工作面回采速度较快情况下，操作便捷性不足，因此综合测井研究的侧重点不同，更多被用于其他煤岩体参数的探查评价中。

1)测试原理。地震勘探的测试精度高，在煤田地质勘探中主要被用来划分煤田边界、揭示煤田地质构造、评价煤层厚度、寻找煤层气气藏[130]。其用于采场围岩破坏探查是在20 世纪90 年代，地震波在地下传播过程中，当地层岩体的弹性参数发生变化，会引起地震波场的变化，并产生反射、折射、透射等现象，通过人工接收变化后的地震波数据，可以反演出地下地质结构及岩性[131]。煤层工作面开采前后波场响应差异性大，为地震探测采场围岩破坏情况提供了良好的物性条件。通过分析采场围岩破坏过程中地震波组的变化特征，可以确定采场围岩破坏的范围[132]。其探测原理示意如图19所示。

2)技术发展。程久龙等[134]通过建立采场围岩破坏地震波场响应的数学模型，用以计算采场围岩破坏地震波场特征，为地震技术监测采场围岩变形破坏奠定了理论基础；王俊茹等[135]利用浅层地震勘探对采空区进行探测，说明浅层高分辨率地震方法对采空区岩层塌陷破碎带的勘测地质效果明显；徐白山[136]利用横波探测方法获得采煤沉陷区上采场围岩层形态结构；张玉军等[43]阐述了反射波在采场围岩变形破坏探查过程中数据特征，即反射波(组)中断、频率发生变化、波形发生变化；彭苏萍[137]进一步完善煤炭三维地震采集、处理和解释技术，为三维地震技术在岩体结构、变形探查中应用奠定理论基础；徐白山等[71]采用二分量地震(集横波和纵波探测优点)的方法在大平煤矿开展综采区“三带”发育高度探查，取得一定的效果[71]；孙立新等[138]利用三维地震技术评价煤层顶板稳定性；韩德品等[139]对地震探测方法在矿井应用进行总结，指出地震法对于岩体变形评价需要建立科学的数学模型，形成可靠的解释依据；潘冬明等[140]利用地震技术探查采场围岩变形破坏，系统分析了随工作面推进采场围岩裂隙发育的波场响应特征；申有义等在分析地震技术在采空区上方形成地震响应特征基础上，总结出震波平均振幅能量、振幅正负极值比、最大反射率、瞬时频率、瞬时相位等属性是分辨采空区的敏感元素；程建远等[142]利用三维地震探查济宁二号煤矿地下开采采场围岩变形，通过地震属性分析方法研究可以解释采场围岩离层形态，采场围岩离层将导致地震波形、频率存在严重畸变；胡东祥等[143]利用三维地震探测方法获得了采场围岩离层的水平方向的规模尺度分布和展布发展规律；申涛等[144]对三维地震数据处理方法进行优化，引入P波各向异性探测导水裂缝带的分布和发育情况，利用蚂蚁追踪数据获得很好探查效果，探查效果如图20 所示。

3)技术的优缺点及适用性。利用地震探测技术探查采场围岩破坏特征，其反演结果的准确性非常显著，对采场围岩破碎带的分布情况、展布特征反映很全面。近年来三维三分量地震、全方位纵波地震、时延地震、叠前偏移成像等快速发展，支撑了采场围岩探查技术的进步[145-147]。但地震探测技术对于操作人员要求较高，特别是数据反演和资料解释，通常需要一定的技能基础和丰富的经验。

地震探测技术适用性较广泛，其在应用中主要受到采集过程信噪比影响，如背景噪声干扰、激发层位不稳定以及去除干扰波影响，需要压制低频面波，切除干扰提高有效信号[148-149]。相比较电法勘探而言，地震测试技术操作的便捷性不足、施工成本高，因此在采场围岩变形测试中，采用地震测试技术开展的研究并不多。

2.2.5 微地震监测方法

1)测试原理。微地震监测方法最初是20 世纪40 年代左右由美国矿业局提出，在煤矿采场围岩变形破坏开展了相关的测试研究[150]。但在当时鉴于仪器设备昂贵，且测试精度不理想未得到很好地推广。直至20 世纪90 年代，欧洲各国将微地震用于矿山监测过程中证明了该方法的实用价值后，特别是澳大利亚在Gordonstone 等煤矿成功地应用其测绘得到顶板岩层的破裂高度以后，该方法得以迅速推广。微地震测试基本原理可以看作是煤层开采后，工作面上方岩层会发生破断产生地震能量，该信号包含震源破裂的时间、位置、力量和机制等等。这种信号类似于天然地震，不过其能量相对较弱，传播范围相对较小，人们一般感觉不到，所以称之为微地震[151]。基于目前工程应用实例，微地震监测系统通常利用钻孔串列式布置方式，监测中利用三分量高灵敏度的检波器可以接收并记录微地震信号，实现对顶板上采场围岩层破断过程的监测。在矿山微地震活动中，主要以获取微地震事件计数、微地震时间的最大振幅及其发生数关系、能量计数、空白区域、频率、分维数等主要参数来判定岩体破裂情况。

2)技术发展。微地震技术于20 世纪70 年代引入我国测试领域，主要用来开展地震灾害监测。其被引入煤矿开展相关测试是20 世纪80 年代，由国家地震局为防止冲击地压从波兰引入改造监测设备，并在枣庄矿务局、新汶矿务局等几个冲击地压较为严重的矿井进行初步的应用。但是，起初传感器布置、参数配置、数据处理等环节不够理想，测试效果不明显；在2000 年前后，张兴民等[15]利用中澳合作项目，通过与澳大利亚CSIRO 采矿局骆循等开展合作，在兴隆庄煤矿应用微地震技术探查“两带”情况，取得了较好的测试效果；姜福兴团队[153-156]利用微地震监测技术在岩层破裂监测、采场围岩变形破坏方面开展了大量的研究工作，通过微地震定位监测，证实了采场围岩破裂和采动应力场存在三种典型的采动与力学响应条件，展示了顶板、底板、煤体的破裂形态与应力场分布关系等研究成果；文献[157-159]在微地震事件发生距离、能量、频数等参量上总结分析得出岩体破裂与微地震之间的内在关系，进一步提高了微地震技术在采场围岩变形破坏探查分析中的准确性和可靠性，同时监测方式由地面设站发展到井下设站，再至井-地设站共同监测；鉴于微地震监测技术表现出的测试优势，文献[160-165]针对不同赋存状态、不同地质条件下煤层开采，开展了诸多研究工作(传感器改进、反演优化、数据解释等)，获得采场围岩空间破裂状态及分布特征，并将其与导水裂缝带发育高度、采动应力场分布建立关联性，在预报、预防矿井水害、冲击地压、矿震方面取得显著的效果。其测试效果分别如图21、图22 所示。

3)技术的优缺点及适用性。随着微地震监测技术的运用，其在采场围岩空间结构运动和矿井冲击地压灾变方面表现出与传统钻孔测量、地球物理探测技术等应用前景。通过微地震监测技术的现场合理布置，能够有效圈定采场围岩变形破坏的运移范围，分析与评价围岩的破裂程度，结合矿山压力相关理论可以进一步确定高应力场空间分布、导水裂缝带高度等测试结果[166]。微地震监测技术的核心为微地震源的定位，因此在实际应用中需要解决对于微地震源信号快速、高精度拾取，准确判别初至信息，这也是微地震测试技术应用的难点。实际应用中微地震测试技术对于波形较差、能量相对较弱的信号定位不理想，同时对于拾取信号的噪声处理、反演算法的优化也是微地震测试技术中需要进一步完善的内容。

微地震测试技术在采场围岩结构运动测试中，无论是测试结果的准确性还是测试周期、工程成本都表现出一定的优势，也表现出较好的适用性。其在施工过程中可以实现长周期监测，对地质条件的依赖性相对较小，施工难度也不高，因此应用前景较广阔。

2.3 光纤测试技术

1)测试原理。光纤测试技术是20 世纪70 年代末发展起来的新型测试技术，这项技术是依托光纤作为媒介，感知和传输被测对象测量信号的传感技术。其原理是当光在光纤中传播时，光的特征参量相位、波长在受到外界环境变化(如压力、温度等)影响下随之发生改变，当这些参量发生变化时，其对应变化的参量与应变(温度)能够建立相应的函数关系，进而反应被测对象发生的位移情况[167]。光纤测试技术应用率先在航天航空、国防科技、水利工程、岩土工程等领域引起大家的广泛关注，其在测试的耐受性、敏感性、准确性上都得到很好地提升，而且集传感与传输于一体的光纤也被封装成各种不同类型的光缆用以进行位移场、温度场、渗流场的测试[168-169]。目前，用于围岩变形监测的光纤测试技术主要有光纤布拉格光栅(简称FBG)和布里渊光时域反射(以BOTDR 为主)。前者测试为点式测量，可以通过观测系统布置实现准分布式测试效果；后者的测量为全分布式测量，可以实现全测线范围的数据采集。其数据采集的形式主要为应变或温度。

2)技术发展。光纤测试技术用于采场围岩变形监测研究中，柴敬团队[170-172]开展了一系列室内模型试验研究，主要以FBG 测试技术进行岩体破裂演化的相关内容研究，通过大量相似模拟试验，探讨了光纤传感测试技术用于采场围岩变形破坏测试的可行性，为光纤测试技术井下应用积累了经验[170-172]；笔者所在的课题组2012 年开始与南京大学进行项目合作，利用BOTDR 分布式光纤开展采场围岩变形破坏的实测研究，并在淮南煤田、鄂尔多斯煤田开展了一系列的应用，取得了较好的测试效果。张丹等[173]、王宏宪等[174] 在淮南矿区采用BOTDR 分布式光纤测试技术精确测得采场围岩破坏过程，并获得顶板导水裂缝带发育高度；程刚等[175]在淮北杨柳矿采用地面钻孔植入方式深入研究煤层采动后采场围岩形变特征及火成岩对采场围岩变形的影响和控制规律。其中图23 为在巷道顶板方向植入光缆，通过对钻孔注浆处理后，可以获得工作面回采过程中的顶板围岩受力与变形特征：图24 为地面施工钻孔植入分布式感测光缆，获得工作面回采过程中顶板岩层运移情况。

笔者团队于2016 年对矿井光纤测试技术发展与应用研究进行了论述，认为矿井光纤测试技术是一项极具应用前景的测试技术，并为此开展了大量的矿井实测应用[176]。基于BOTDR 测试技术进行煤层底板在工作面采动、承压水导通后底板温度场变化的测试研究[177]；采用BOTDR 分布式光纤测试技术，利用工作面底板朝向回采方向的钻孔，获得了唐家会井田首采工作面底板在工作面回采全过程的扰动影响深度26.3 m 和采动超前影响距离36 m[178]，这一结果同理论计算值非常接近；利用分布式光纤测试技术施工朝向工作面回采方向的顶板钻孔，开展色连二矿井田顶板岩层导水裂缝带发育高度探查，获得垮落带高度为16.5 m，导水裂缝带发育高度为53.8 m[179]；张平松分别就分布式光纤测试技术应用于巷道断面空间岩层变形、断层构造的变形实测以及采后煤层底板变形特征进行了研究。

通过预先布设好的光纤观测系统，能够有效捕捉被测区域工作面在采动过程中对围岩产生的附加影响[180]。测试结果准确反映了采场空间地层变形、应力及破坏情况，表现出显著的优越性[181]。光纤测试技术的应用为矿井地质多参量测试提供新的方向，光纤测试技术对应变场、温度场有着非常好的敏感性，并且可以实现精细化定位，能够弥补地球物理探测体积效应的不足。光纤测试技术的引入，为解决深部开采面临的地质问题提供了很好的技术支持。以下是笔者团队开展矿井光纤测试技术取得的部分成果，图25 为底板岩体裂隙发育导水温度场变化的模拟；图26 为底板岩体破坏深度的探查结果；图27 为顶板岩层变形破坏情况下的测试效果；图28 为巷道断面周边围岩在煤层采动过程中的变形特征及应变云图；图29 为顶板围岩光纤过断层构造的应变曲线分布示意。

掘进巷道也是矿井安全事故易发区域，其施工过程中可能会对相邻巷道产生干扰与影响。图30为淮南某矿岩巷掘进过程中对周边煤巷的影响测试，采用分布式光纤进行布孔与监测。现场在煤巷向顶板施工3 个钻孔，布设分布式光纤。随着岩巷掘进的持续进行，可以看出巷道下方岩层受力影响范围及其大小变化。图30a 为掘进工作面进入监测区域时的底板岩层应变量分布图，图30b 为掘进工作面推过监测区域后的应变量分布图。通过对比可以发现其影响深度及其变化特征，为合理留设巷道与巷道间距提供技术参数。

光纤测试技术在采场围岩变形破坏测试中的应用为实现岩层变形特征定量分析提供了很好的技术基础，它首次将采场围岩结构运移发生的连续的应变表现出来，并能够实现精准定位，解决了电法勘探、地震勘探等常规物探方法中通常只能圈定范围，不能精确划分位置的难题。

光纤测试技术施工中只需将光缆植入钻孔，注浆与围岩耦合即可，其在操作方式、测试周期、工程成本表现出安全可靠、经济合理的优势；同时，由于其材料特性和信号采集抗干扰性，光纤在测试过程中具备很好的环境适应性。随着分布式光纤测试技术的深入研究，可以动态获取工作面回采过程中的采场围岩变化过程，能够有效记录周期内的顶板岩层变形情况，引起大家对光纤传感技术的广泛关注。

3)技术的优缺点及适用性。光纤测试技术应用中主要不足体现在被测对象形变程度过大而造成光纤的损伤，由于光纤为二氧化硅作为原材料制备的，其在使用过程中如果不加保护容易损伤，进而导致数据采集中断。工程应用中往往为了更好发挥它的测试作用，通过给其施加保护套形成光缆后，再运用于工程测试中。尽管如此，在变形程度相对小的情况下，其测试结果直观、准确，可以采集到连续的线性应变数据，但当被测对象发生大变形、强变形、横向剪切变形时，光纤虽然被加工成强度、刚度都较好的光缆，但其容易折断进而造成损坏。所以光纤测试技术在采场围岩变形破坏中封装、耦合、应变传递性方面优化的难题还未得到充分地解决。在进行钻孔耦合封孔时，需结合岩层强度特性逐层配比材料进行注浆，目的是保证光纤与测试岩层段的强度一致性。

光纤测试技术在采场围岩变形破坏的探查中既可以采用井下作业方式，也可以采用地面测试方式，或者可以采用井地联合的形式，进行全空间结构的探查，总的来讲其具有非常好的应用性，特别在矿井大数据、智能化监测发展背景下，光纤测试技术的数据采集效率、自动化、实时化、可集成性都具有良好的应用前景。目前，笔者还尝试将光纤测试技术与网络并行电法数据组合，形成融合测试系统，通过地面实施260m 的地面钻孔，植入融合测试系统。目前，已获得一些测试结果。后期将会根据测试的最终结果建立应变-电阻率-岩体物性相关联的数学模型，相互匹配岩体弹性模量、温度、电性等参数，进一步分析、计算，对采动过程中岩层变形与破坏精细特征进行有效分辨。图31 为淮南某地面钻孔观测全孔光纤应变与电阻率分布对照图，利用采动时域多组数据进行对比可以动态获得岩层变形与破坏特征规律。随着其研究理论的深入、技术工艺的进步，光纤测试技术将被越来越多的应用于矿山工程领域，推动矿井地质感知技术的发展。

2.4 其他测试方法

关于采场围岩变形与破坏的其他方法而言，主要考虑其测试形式在巷道内进行，反映了巷道空间范围变形情况，是对采场上覆围岩层变形的间接体现。其对于矿井安全生产也是必不可少的一部分，是巷道空间支护设计、方案选择的基础依据[183]。常用方法主要包括锚杆位移观测法、液压支架阻力法、其他断面测量法[184]。而这些方法应用一般与其他测试方法并行进行数据采集，形成测试结果的相互补充。

2.4.1 锚杆位移观测法

1)测试原理。锚杆位移观测法通常选用机械或者电子式围岩检测仪，以植入形式或者机械固定形式附着于锚杆之上，在围岩支护是将其固定于岩体之上。锚杆位移观测仪植入后，可以在工作面回采过程中记录随煤层回采顶板下沉量、两帮相对位移量等围岩运移的参数，其在顶板离层监测中应用最为广泛[185]。目前市场锚杆位移计样式多种多样，其中如图32 示。顶板岩层在锚杆控制范围内的离层情况、巷道形变都可以记录，获得的基础数据可以为煤矿工作者支护参数决策提供科学依据[186]。

2)技术发展。锚杆位移监测仪随着电子元件的进步在不断发展，由机械化向电子化过渡。原有的锚杆位移监测仪在巷道布置完成后，通常需要工作人员每日进行巡检记录，之后将记录数据汇总形成电子数据，再进行统计分析。这种方法数据采集密度小、误差大、不具备实时性，而且统计分析工作量大，不利于安全问题的及时发现。目前锚杆位移监测仪逐步进入无人值守式的记录模式，可以根据设置自动记录、存储巷道形变情况，通过无线传输模块上传至处理中心，由计算机进行实时的分析。

3)测试方法优缺点及适用性。锚杆位移监测方法源于其测试成本低廉，是目前生产中运用最为广泛的测试技术之一。但是位移计测试的信息量并不丰富，仅包含巷道附近围岩的位移参量，不能够圈定采场围岩破坏的分布范围，其在采场围岩形变破坏形态、运移特征、裂隙发育情况等方面反映能力偏弱，不具备预测评估能力。同时，锚杆位移测试法在施工中锚杆作业与位移计设计、分析单位均为独立实施，安装与数据处理工作分离，常出现位移计安装后即损坏的情况，其应用范围也绝大多数情况是在井下使用。锚杆位移观测法获得的数据是支护作用下的变形实测数据，数据获取方式便捷，与地球物理探测技术不同，这种方法对于测试人员技术要求低，不存在数据采集和分析的困难。

2.4.2 液压支架阻力法

1)测试原理。液压支架阻力观测法是通过对液压支架安装压力传感器，感知工作面顶板来压，对采场围岩冒落进行判断的一种方法。液压支架阻力观测法通常和锚杆位移监测法同时使用，从而可以获得顶板沉降与顶板来压之间的关系，建立压力大小与顶板下沉量、下沉速度、支柱荷载等相关联的对应关系[188]。液压支架观测法观测的频率基本是按照固定的时间T 监测进行记录的。液压支架阻力法记录数据其显现过程不是单一出现上升或下降，其评价指标需要同位移记录同步使用，才具有很好的参照性。其测试过程中，数据汇总能够获得图33所示压力显现数据。

2)技术发展。液压支架阻力法在采场围岩变形破坏测试中主要的参数为其承受内力变化，通过内置传感器获得数据参数，进行统计分析可以判断基本顶断裂压力和采场围岩断裂情况[190]。根据目前一些研究成果，测试压力会随工作面推进表现出周期性增大-减小的变化形式，相应顶板岩层也会随之表现出破断、下沉。液压支架阻力测试不仅可以掌握顶板下沉位移，而且液压支架压力数据还是工作面支护设计重要技术参数，对于支架承载能力是否满足安全极限判断至关重要。

3)测试方法优缺点及适用性。液压支架阻力法对于采场围岩破断评价主要是其压力变化情况，因此不能直接得到测试范围周边岩体变形破坏特征，但其可以作为围岩体形态特征的辅助评价参数。同时其获得数据反映顶板岩体的周期来压的特征，通过周期来压变化可以实现对顶板围岩情况间接评价。这种方法对于液压支架的选型参考以及采动过程中液压支架可靠性是必不可少的。但是对于围岩测试直接评价效果并不理想。

2.4.3 其他断面测量法

在巷道空间采取量测方式判断顶底板下沉和两帮收敛情况也是矿井测量工作中一种重要的工序。20 世纪中叶，我国开始煤炭资源大规模开采、利用，测量技术相对薄弱，断面量测使用尺量、标记定位等方式，进行采场空间形态的测试与评价。随着测量工具的不断改进，巷道断面空间的量测也由尺量发展到激光测距、智能记录，操作方式和效率都得到极大的提升。

目前，巷道断面测量方面较为先进的工具有全断面空间扫描仪，技术人员设置好相关测量参数后，操作仪器经过巷道即可描绘巷道断面形状，并可以形成实时图像，能够直观、清晰的表达巷道断面变化形态、位移等参量。测量工具、传感器等测量设备的更新，为矿井高效生产提供强有力的技术保障。但是，对于巷道断面测试而言，巷道变形量通常不是采场围岩变形破坏及其位移量的真实体现。由于巷道支护结构作用，测量值为采场围岩破坏变形前期的下沉/底鼓/收敛程度的反映。当工作面采过，撤出支护结构后，采场围岩在空间形成垮塌采空区。此时巷道断面测试方法不具备适用性了，所以巷道断面测试方法针对工作面回采前和回采过程中巷道周边岩层变形进行测试，主要是对巷道稳定性一项评价测试。

相比较钻孔测试和地球物理探测方法，锚索位移、液压支架阻力及巷道断面测试法获得的数据体信息量相对单一，不能够获知围岩体内部结构信息以及完成采场围岩的变形破坏全过程记录。巷道断面的量测数据对于评价顶底板、巷道两帮岩层运移情况具有重要参考作用。随着大数据、人工智能在矿井测量方面的引入和发展，这些测试方法所获得信息也将会成为集成数据的重要组成。

3 技术应用发展与展望

3.1 现有测试技术应用效果

岩体本身非均质的特性，其变形、运动具有复杂性，既有线性变形，也有塑性、流变破坏等非线性变形[1]。不同测试方法在应用中或多或少的都存在局限性，许多科研单位与学者尝试采取多方法的综合测试。并且，多方法联合测试初步具备了观测密度大、方位信息全、参量表达迅速等特点，所提供的测试结果可以更快捷的表达地质效果，极大的缩短了采场围岩变形与破坏的测试周期与测试结果产出时间。但是，不同方法联合的形式数据体表达上往往是独立的，即通过不同方法比对相互验证。而智慧矿井的建设对测试技术的应用提出更高要求，以参量融合测试，参量间不仅是相互验证，还可以通过建立数学模型，即在特殊条件下，通过一种或少数测试方法就可以实现精准探查，这也是目前需要攻关难题。就现有测试技术应用来说：

1)钻孔测试技术施工周期长，钻进技术保障要求高，成孔过程中不确定因素多，其中井下钻孔相对容易，采场围岩变形与破坏的观测中需要考虑钻孔布置位置合理性，在确保可以获得有效数据同时，还需要保证钻孔施工后周边作业对其干扰影响最小化；对于地面深孔施工不仅有技术方面的影响，还有社会因素的影响，特别是井下工作面采煤进度较快情况下，地面钻孔往往需要提前几个月实施，其工程成本和工期调整不易控制。今后一孔多用以及特殊钻井技术的应用将会极大的促进钻孔测试技术的发展。

2)现有单一地球物理探测技术、光纤测试技术等的绝大多数物性测试手段对于采场围岩破坏的精细解释均还欠充分。未能充分建立岩体裂隙场发育与地电场、波速场、应变场等参量的数值对比模型，其判断阈值难以确定。比如：电法探测技术能够很好圈定采场围岩破坏的范围，但其结果准确性可能还存在一定的误差；光纤测试能够准确获得其发育高度，但是由于其测线布置对于采场围岩变形破坏捕捉局限于钻孔测试范围，其在横向空间范围界定上显现出不足。针对采场围岩变形破坏的特征而言，地震和微地震测试技术相对精度较高，特别是三维地震探查效果显著，但是，地震测试技术在信号采集、数据处理、资料解释还需要不断优化以适应现代化高效开采煤技术要求下的精细分析的安全评价标准。因此，就不同测试技术而言，井下测试相比较地面测试精准度更好，地面测试相比较井下测试范围更广。

而且，随着测试方法的不断改进与创新，结合钻孔测试技术、物探监测技术形成多方法的联合测试工程应用越来越多，为未来融合测试技术的发展提供了很好的基础研究资料。

3)关于锚杆位移观测法、液压支架阻力法以及巷道变形测量法等方法，其获得结果通常由于支护作用的影响，巷道变形不是采场围岩变形破坏的全过程，工作面采后采场围岩还会继续发生沉降、变形，所以间接法仅能得到的变形量采场围岩变形破坏前期的下沉位移。对于上采场围岩体测试范围，这些测试的方法就捉襟见肘了，无法实现长距离岩层运移情况判别，但其配合钻孔测试技术和地球探测技术综合使用能够获得更全面的地质灾害预警信息，如矿压显现的前兆信息捕捉等。

3.2 测试技术的发展分析

煤炭资源开采向着绿色化、精准化、智能化方向发展就要求开展多参数测试技术应用来保障矿井安全开采，这也是矿山开采未来发展的趋势和方向。而且，随着计算机信息技术、微电子技术、新材料技术、先进制造技术、系统集成技术等持续进步，以及大数据、云计算、物联网技术平台的应用，采场围岩变形与破坏测试技术得到了快速发展。一些新的测试方法不断引入采场围岩变形破坏测试中，相关理论研究的进步也使得测试技术呈多元化发展，采场围岩变形破坏参量的测试也逐渐由单到多的发展，并在逐步形成三维可视化、四维动态化，包括震、电、声、光、磁等多物理参数的采集趋势。测试方式也由静态探测向动态监测、灾害评估向灾害预警趋势发展，形成日益完善的综合保障技术体系。

1)测试方法的集成化。矿井现代化建设过程中，既有测试方法或多或少存在自身的限制，传统方法的改进和引入一些新的测试方法，从测试的便捷性、方法的简易性、现场的可操作性等方面都将得到逐步完善。随着测试技术不断发展，矿井测试技术也会形成比较全面的行业标准和规范，以指导测试向规范化、标准化发展。测试方法的集成化发展也是多学科领域交叉应用的体现，计算机信息学科、遥感测绘学科的一些新方法将被融合，为智能化全方位绿色矿山建设提供理论、方法支撑。图34 为多方法综合集成监测体系的构建示意图。具体而言，可能形成融合测试平台，即随着测试系统的智能化，未来测试方法上表现出多方法的集成测试，通过统一管控平台进行科学布局、智慧评估，实现地面钻探、井下钻探、物探、化探等形成多手段配合、立体空间的高效智能化探测，在时间、空间、资源的优化使用上更精准、快捷。

2)测试装备、仪器的完善。采场围岩破坏测试中测试装备与仪器是非常重要的一部分，但是由于矿井环境的特殊性，往往会要求测试仪器具备很好的防尘、防水、防爆、耐高温、耐震荡等特点。在采场围岩变形测试中，还要求检测装备、测线、传感器等能够在一定的高压、大变形环境下表现出相对较好的稳定性和可靠性。因此，测试装备与仪器在不断完善中除了满足上述的环境条件，还需要在精度性能、自动化程度、智能化程度等各种技术指标上有所提升。新型材料的运用、新型封装技术的发展、新兴电子集成化技术的创新，将不断促进测试装备向小型化、便携化发展，特别一些井下监测仪器(或是数据采集模块)的发展对丰富智慧采场围岩变形破坏原位监测发展提供装备保障，这对煤炭开采的信息化水平提升有着重要促进作用。具体来说，未来测试仪器的小型化、传感装置无线化、监测系统平台化、系统布设无人化，随着微电子革新与5G 时代的来临都有可能实现并得到快速发展。

3)测试理论的发展。测试理论发展包括新技术的理论发展、既有技术理论的完善与突破。特别是测试理论向智能化方向的不断衍生，融合测试理论的不断完善，形成多元地质信息的评价与预警。构建采场围岩变形破坏的量化理论，通过全空间、多场、多参量的综合分析，研究参量间关联性；同时，要加强基础理论的深入与拓展，促进新技术可为矿井安全高效生产服务；优化地球物理正反演理论，进一步提高探查精度与深度，减少物探测试结果的多解性、提高资料解释的准确性，进而实现从理论方法应用改变煤炭产业传统生产方式，实现煤炭资源的可持续发展，推动技术进步与管理升级，助力能源开采产业的现代化，提高开采建设与管理水平。着力增强大数据、智能化、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，实现采场围岩变形破坏由单一灾源向多灾源智能监测、预测发展，融合天地空间一体化探查[191]，助推煤炭资源绿色化、精准化、智能化开采，如图35 所示。

4 结语

结合矿山采场围岩变形与破坏测试技术的发展与应用，归纳、梳理了当前应用于围岩测试的钻孔类测试技术、地球物理类探测技术、光纤类测试技术以及其他测试方法，阐述了其技术原理、测试特点，讨论了不同测试方法、技术的工程应用优缺点以及适用性。

通过对采场围岩变形与破坏测试技术的工程应用分析，提出测试技术未来朝着多元化、多参量、智能化监测的方向发展，并且测试方式也逐步向可视化、动态化方式过渡。基于大数据、云计算、人工智能等平台，将实现矿井生产中海量数据、多场参数的融合分析，结合采矿、地质力学等多学科交叉形成信息的综合识别，以提供更为精确、可靠的技术参数，实现对采场围岩变形与破坏的全空间、全过程、立体、高精度的测试与评价。在新一轮的矿山安全精准开采以及科技创新推动下，进一步建设透明、安全、绿色、生态、高效的智慧矿山。

致谢：受曾康生编审的邀约与指导，撰写并完成了本篇综述。论文在近年来本人研究团队研究成果基础上之一，综合引用大量文献，除了标注的文献以外，如因疏忽漏注的文献，均在此表示诚挚的感谢。最后感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持! 限于作者水平和阅历，不足之处敬请读者指正!

[1]李通林，谭学术，刘传伟.矿山岩石力学[M].重庆：重庆大学出版社，1991.

[2]钱鸣高，石平五，许家林.矿山压力与岩层控制[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010.

[3]许家林，钱鸣高.覆岩采动裂隙分布特征的研究[J].矿山压力与顶板管理，1997，14(3)：210-212.XU Jialin，QIAN Minggao.Study on the distribution characteristics of mining fissures in surrounding rock of stope[J].Strata Pressure and Ground Control，1997，14(3)：210-212.

[4]煤炭科学研究院北京研究所开采室三下采煤组.煤层覆岩破坏的基本规律[J].煤田地质与勘探，1977，6(6)：61-69.Mining group under buildings，rivers and railways of Beijing Research Institute，Coal Research Institute.Basic law of overlying rock failure in coal seam[J].Coal Geology ＆ Exploration，1977，6(6)：61-69.

[5]尹增德.采动覆岩破坏特征及其应用研究[D].青岛：山东科技大学，2007.

[6]侯忠杰，邓广哲.放顶煤开采上覆岩层运动现场观测法[J].矿山压力与顶板管理，1992，9(3)：45-48，79-81.HOU Zhongjie，DENG Guangzhe.On-site observation of the rock formation in the stope of the top-level caving mining[J].Strata Pressure and Ground Control，1992，9(3)：45-48，79-81.

[7]申宝宏，孔庆军.综放工作面覆岩破坏规律的观测研究[J].煤田地质与勘探，2000，28(5)：42-44.SHEN Baohong，KONG Qingjun.Observation and study on the failure law of stope surrounding rock in fully mechanized caving face[J].Coal Geology ＆ Exploration，2000，28(5)：42-44.

[8]弓培林，靳钟铭.大采高采场覆岩结构特征及运动规律研究[J].煤炭学报，2004，29(1)：7-11.GONG Peilin，JIN Zhongming.Study on structural characteristics and motion law of surrounding rock in large mining and high stope[J].Journal of China Coal Society，2004，29(1)：7-11.

[9]钱鸣高，缪协兴.采动岩体力学：一门新的应用力学研究分支学科[J].科技导报，1997，15(3)：29-31.QIAN Minggao，MIAO Xiexing.A new branch of applied mechanics to study the mechanics of rock mass[J].Science ＆Technology Review，1997，15(3)：29-31.

[10]蒋星星，李春香.2013-2017 年全国煤矿事故统计分析及对策[J].煤炭工程，2019，51(1)：111-115.JIANG Xingxing，LI Chunxiang.Statistical analysis on coal mine accidents in China from 2013 to 2017 and discussion on the countermeasures[J].Coal Engineering，2019，51(1)：111-115.

[11]李迎富，华心祝.沿空留巷围岩变形破坏影响因素分析及其稳定性控制[J].矿业安全与环保，2010，37(6)：80-83.LI Yingfu，HUA Xinzhu.Analysis of influencing factors on deformation and failure of surrounding rock along goaf and its stability control[J].Mining Safety ＆ Environmental Protection，2010，37(6)：80-83.

[12]王双明，段中会，马丽，等.西部煤炭绿色开发地质保障技术研究现状与发展趋势[J].煤炭科学技术，2019，47(2)：1-6.WANG Shuangming，DUAN Zhonghui，MA Li，et al.Research status and future trends of geological assurance technology for coal green development in western China[J].Coal Science and Technology，2019，47(2)：1-6.

[13]袁瑞甫，杜锋，宋常胜，等.综放采场重复采动覆岩运移原位监测与分析[J].采矿与安全工程学报，2018，35(4)：717-724，733.YUAN Ruifu，DU Feng，SONG Changsheng，et al.In-situ monitoring and analysis of surrounding rock movement in repeated mining stope in fully mechanized caving stope[J].Journal of Mining ＆ Safety Engineering，2018，35(4)：717-724，733.

[14]张文江，宋振骐，杨增夫，等.煤矿重大事故控制研究的现状和方向[J].山东科技大学学报：自然科学版，2006，25(1)：5-8.ZHANG Wenjiang，SONG Zhenqi，YANG Zengfu，et al.Present situation and direction of the study on severe disasters in coalmines[J].Journal of Shandong University of Science and Technology：Natural Science，2006，25(1)：5-8.

[15]刘庭金，莫海鸿.地下采场动态施工损伤演化的数值试验[J].岩土力学，2005，26(12)：1901-1906.LIU Tingjin，MO Haihong.Numerical test on staged damage evolution of underground stope in construction[J].Rock and Soil Mechanics，2005，26(12)：1901-1906.

[16]刘占文.试论扩大解放层解放作用的开采技术措施[J].中州煤炭，1990(5)：29-31.LIU Zhanwen.On the technical measures for the expansion of the liberated zone mining[J].Zhongzhou Coal，1990(5)：29-31.

[17]方正.中国煤田勘探地球物理技术[J].地球物理学报，1994，37(S1)：396-407.FANG Zheng.Technology of geophysical exploration of coal in China[J].Chinese Journal of Geophysics，1994，37(S1)：396-407.

[18]李舟波，楚泽涵.中国测井学研究现状与发展趋向[J].地球物理学报，1997，40(S1)：333-343.LI Zhoubo，CHU Zehan.Present situation and tendency ofresearch on well logging in china[J].Chinese Journal of Geophysics，1997，40(S1)：333-343.

[19]范立民，蒋泽泉.厚煤层综采区冒落(裂)带高度的确定[J].中国煤田地质，2000，12(3)：31-33.FAN Limin，JIANG Zequan.Determination of the height of caving(fracture) zone in fully mechanized mining area of thick coal seam[J].Coal Geology of China，2000，12(3)：31-33.

[20]栗加林.用流量测井法确定导水裂缝带高度[J].煤炭科学技术，1978，6(5)：31-33.LI Jialin.Determination of height of water diversion fracture zone by flow logging method[J].Coal Science and Technology，1978，6(5)：31-33.

[21]任奋华，蔡美峰，来兴平，等.采空区覆岩破坏高度监测分析[J].工程科学学报，2004，26(2)：115-117.REN Fenhua，CAI Meifeng，LAI Xingping，et al.Analysis on the monitoring and analysis of the failure height of the surrounding rock[J].Chinese Journal of Engineering，2004，26(2)：115-117.

[22]杨保林，高德福.用“钻孔简易水文地质方法”确定导水裂隙带顶界面[J].矿山测量，1982(1)：54-57.YANG Baolin，GAO Defu.Determination of the top interface of the water-conducting fracture with the simple hydrogeological method for drilling[J].Mine Surveying，1982(1)：54-57

[23]洪加明，麻风海，隋惠权.梅河三井放顶煤综采覆岩破坏观测成果分析[J].阜新矿业学院学报：自然科学版，1994，13(3)：27-31.HONG Jiaming，MA Fenghai，SUI Huiquan.The analysis of the observed results of the top coal combination mining covering rock destruction of the third pit in Mei He coal mine[J].Jouranl of Fuxin Mining Institute：Natural Science，1994，13(3)：27-31.

[24]姬炳忠，赵新品.钻孔冲洗液消耗量观测方法的改进[J].煤，1994，3(3)：55，37.JI Bingzhong，ZHAO Xinpin.Improvement of the observation method for the consumption of drilling flushing fluid[J]，Coal，1994，3(3)：55，37.

[25]吕文宏.覆岩顶板导水裂隙带发育高度模拟与实测[J].西安科技大学学报，2014，34(3)：309-313.LYu Wenhong.Measure and simulation for development height of water conducted crack zone in overburden roof[J].Journal of Xi′an University of Science and Technology，2014，34(3)：309-313.

[26]梁敬东.煤层顶板导水裂缝带发育高度测试研究[J].煤炭与化工，2017，40(3)：43-45.LIANG Jingdong.Study on development height of water flowing fractured zone in coal seam roof[J].Coal and Chemical Industry，2017，40(3)：43-45.

[27]张红日，张文泉，温兴林，等.矿井底板采动破坏特征连续观测的工程设计与实践[J].矿业研究与开发，2000，20(4)：1-4.ZHANG Hongri，ZHANG Wenquan，WEN Xinglin，et al.The design of continuous observation work on mining failure feature in the floor of mine and its practice[J].Mining Research and Development，2000，20(4)：1-4.

[28]高保彬，王晓蕾，朱明礼，等.复合顶板高瓦斯厚煤层综放工作面覆岩“两带”动态发育特征[J].岩石力学与工程学报，2012，31(S1)：3444-3451.GAO Baobin，WANG Xiaolei，ZHU Mingli，et al.Dynamic development of the "two-band" of the surrounding rock in the fullmechanized caving face of the high-gas-thick coal seam in the composite top[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31(S1)：3444-3451.

[29]高保彬，刘云鹏，潘家宇，等.水体下采煤中导水裂隙带高度的探测与分析[J].岩石力学与工程学报，2014，33(S1)：3384-3390.GAO Baobin，LIU Yunpeng，PAN Jiayu，et al.Detection and analysis of height of water flowing fractured zone in underwater mining[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2014，33(S1)：3384-3390.

[30]孙庆先，牟义，杨新亮.红柳煤矿大采高综采覆岩“两带”高度的综合探测[J].煤炭学报，2013，38(S2)：283-286.SUN Qingxian，MU Yi，YANG Xinliang.Study on "two-zone"height of overlying of fully-mechanized technology with high mining height at Hongliu Coal Mine[J].Journal of China Coal Society，2013，38(S2)：283-286.

[31]朱德明，田恒洲，华兰如，等.井下仰孔探测导水裂缝带技术方法试验[J].煤炭科学技术，1991，19(10)：4-8.ZHU Deming，TIAN Hengzhou，HUA Lanru，et al.Test on the technical method of detecting water diversion crack zone by downhole uphole[J].Coal Science and Technology，1991，19(10)：4-8.

[32]成枢，孙振鹏，朱鲁，等.导水裂缝带高度的探测研究[J].矿山测量，1999(4)：23-25.CHENG Shu，SUN Zhenpeng，ZHU Lu，et al.Study on detection of fracture zone height of water diversion[J].Mine Surveying，1999(4)：23-25.

[33]陈绍杰，刘小岩，朱彦，等.一种用于钻孔双端封堵测漏测量的液压自动送杆装置：中国，ZL201510156834.6[P].2015-10-15.

[34]李超峰，刘英锋，李抗抗.导水裂隙带高度井下仰孔探测装置改进及应用[J].煤炭科学技术，2018，46(5)：171-177.LI Chaofeng，LIU Yingfeng，LI Kangkang.Equipment improvement and application on determining height of water flowing fractured zone in upward slant hole[J].Coal Science and Technology，2018，46(5)：171-177.

[35]王永红，孟昭廉，孙振鹏，等.井下仰孔探测软弱覆岩导水裂缝带的试验研究[J].中国煤炭，1996，20(1).33-36.WANG Yonghong，MENG Zhaolian，SUN Zhenpeng，et al.Experimental study on detection of water conductivity crack zone in surrounding rock of weak stope by underground uphole[J].China Coal，1996，20(1).33-36.

[36]邢延团，郑纲，马培智.井下仰孔注水测漏法探测导水裂隙带高度的研究[C]/ /中国地质学会：中国煤炭学会煤田地质专业委员会学术交流会，2004.

[37]范志胜，程敏.应用井下仰孔分段注水观测导水断裂带高度[J].矿业安全与环保，2010，37(6)：75-77.FAN Zhisheng，CHENG Min.Observation of the height of water diversion fault zone by sublevel water injection in downhole uphole[J].Mining Safety ＆ Environmental Protection，2010，37(6)：75-77.

[38]高延法，曲祖俊，邢飞，等.龙口北皂矿海域下H2106 综放面井下导高观测[J].煤田地质与勘探，2009，37(6)：35-38.GAO Yanfa，QU Zujun，XING Fei，et al.Observation of height of excavating face H2106 in Longkoubeizao mine under sea[J].Coal Geology ＆ Exploration，2009，37(6)：35-38.

[39]毛吉震.超声波成象钻孔电视及其在岩石工程中的应用[J].岩石力学与工程学报，1994，13(3)：247-260.MAO Jizhen.Ultrasonic imaging borehole TV and its application to rock engineering[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，1994，13(3)：247-260.

[40]康永华，王济忠，孔凡铭，等.覆岩破坏的钻孔观测方法[J].煤炭科学技术，2002，30(12)：26-28.KANG Yonghua，WANG Jizhong，KONG Fanming，et al.Bore hole survey method for overburden failure[J].Coal Science and Technology，2002，30(12)：26-28.

[41]张玉军.钻孔电视探测技术在煤层覆岩裂隙特征研究中的应用[J].煤矿开采，2011，16(3)：77-80.ZHANG Yujun.Borehole tv exploration technology and its application in researching characteristic of fissure in overlying strata[J].Coal Mining Technology，2011，16(3)：77-80.

[42]张玉军，张华兴，陈佩佩.覆岩及采动岩体裂隙场分布特征的可视化探测[J].煤炭学报，2008，33(11)：1216-1219.ZHANG Yujun，ZHANG Huaxing，CHEN Peipei.Visual exploration of fissure field of overburden and rock[J].Journal of China Coal Society，2008，33(11)：1216-1219.

[43]张玉军，康永华.覆岩破坏规律探测技术的发展及评价[J].煤矿开采，2005，10(2)：10-12.ZHANG Yujun，KANG Yonghua.The summarize and estimation of the development on the exploration of overburden failure law[J].Coal Mining Technology，2005，10(2)：10-12.

[44]查恩来.钻孔电视成像技术在工程探测中的应用研究[D].长春：吉林大学，2006.

[45]王宏志.地面窥视钻孔采动破坏机理及覆岩活动规律反演研究[D].徐州：中国矿业大学，2018.

[46]刘英锋，王世东，王晓蕾.深埋特厚煤层综放开采覆岩导水裂缝带发育特征[J].煤炭学报，2014，39(10)：1970-1976.LIU Yingfeng，WANG Shidong，WANG Xiaolei.Development characteristics of water flowing fractured zone of overburden deep buried extra thick coal seam and fully-mechanized caving mining[J].Journal of China Coal Society，2014，39(10)：1970-1976.

[47]张海峰，李文，李少刚，等.浅埋深厚松散层综放工作面覆岩破坏监测技术[J].煤炭科学技术，2014，42(10)：24-27.ZHANG Haifeng，LI Wen，Li Shaogang，et al.Research on technology of overlying strata failure monitoring in fully-mechanized caving coal face with shallow and thick loose bed[J].Coal Science and Technology，2014，42(10)：24-27.

[48]程久龙，于师建，郭惟嘉，等.地表隐伏斑裂的综合地球物理方法探测研究[J].矿山测量，1999(3)：47-49，59.CHENG Jiulong，YU Shijian，GUO Weijia，et al.Detection of insidious surface cracks with integrated geophysics method[J].Mine Surveying，1999(3)：47-49，59.

[49]胡泽安，张平松，胡雄武.大断面巷道掘进围岩条件震波联合测试模拟研究[J].河南理工大学学报：自然科学版，2016，35(5)：625-629.HU Zean，ZHANG Pingsong，HU Xiongwu.Numerical simulation research on geological prediction of the large section tunnel surrounding rock by seismic data fusion[J].Jounal of Henan Polytechnic University：Natural Science，2016，35(5)：625-629.

[50]于师建，程久龙.采矿工程围岩移动破坏综合探测技术[C]/ /济南：山东地球物理六十年会议论文集，2009：13.

[51]利比娜.如何在煤矿区进行电法勘探[J].地球物理勘探，1959(6)：11-20.LI Bina.How to conduct electrical prospecting in coal mining areas[J].Geophysical and Geochemical Exploration，1959(6)：11-20.

[52]钱鸣高，茅献彪.采场覆岩中关键层上载荷的变化规律[J].煤炭学报，1998，23(2)：25-29.QIAN Minggao，MAO Xianbiao.Variation of loads on the key layer of the overlying strata above the workings[J].Journal of China Coal Society，1998，23(2)：25-29.

[53]黄乐亭.采场覆岩两带高度与覆岩硬度的函数关系[J].矿山测量，1999(1)：20-22.HUANGLeting.Function relationship between height of two overburden areas and hardness of overburden[J].Mine Surveying，1999(1)：20-22.

[54]梁运培.采场覆岩移动的组合岩梁理论[J].地下空间与工程学报，2001，21(S1)：341-345，584.LIANG Yunpei.Study on the composed rock timber theory of overlying strata movement[J].Chinese Journal of Underground Space and Engineering，2001，21(S1)：341-345，584.

[55]李少刚.综放采场覆岩大结构运动规律及失稳冲击灾害防治研究[D].青岛：山东科技大学，2006.

[56]薛光武.物探技术在地表探测煤矿采空影响区中的应用研究[D].太原：太原理工大学，2006.

[57]于师建，程久龙，王玉和.覆岩破坏视电阻率变化特征研究[J].煤炭学报，1999，24(5)：457-460.YU Shijian，CHENG Jiulong，WANG Yuhe.The study on apparent resistivity change feature of overlying strata[J].Journal of China Coal Society，1999，24(5)：457-460.

[58]刘盛东，吴荣新，张平松，等.高密度电阻率法观测煤层上覆岩层破坏[J].煤炭科学技术，2001，29(4)：18-19.LIU Shengdong，WU Rongxin，ZHANG Pingsong，et al.High density electric resistance method applied to monitor and measure overburden failure above seam[J].Coal Science and Technology，2001，29(4)：18-19.

[59]董浩斌，王传雷.高密度电法的发展与应用[J].地学前缘，2003，10(1)：171-176.DONG Haobing，WANG Chuanlei.Development and application of 2D resistivity imaging surveys[J].Earth Science Frontiers，2003，10(1)：171-176.

[60]刘国兴.电法勘探原理与方法[M].北京：地质出版社，2005.

[61]李焕春，张有朝，王士平.高密度高分辨电阻率法在采空区“三带”的探测研究[J].河北煤炭，1999(2)：40-42.LI Huanchun，ZHANG Youchao，WANG Shiping.Research on high density and high resolution resistivity method for detection of"three belts" in goaf[J].Hebei Coal，1999(2)：40-42.

[62]甘志超.高密度电法探测西部矿区采动地表裂缝深度试验[J].矿山测量，2015(4)：15-17.GAN Zhichao.Depth test of mining surface cracks in western mining area by high density electrical method[J].Mine Surveying，2015(4)：15-17.

[63]李飞，程久龙，陈绍杰，等.基于时移高密度电法的覆岩精细探测方法研究[J].矿业科学学报，2019，4(1)：1-7.LI Fei，CHENG Jiulong，CHEN Shaojie，et al.Fine detection of overburden strata based on time lapse high density resistivity method[J].Journal of Mining Science and Technology，2019，4(1)：1-7.

[64]严加永，孟贵祥，吕庆田，等.高密度电法的进展与展望[J].物探与化探，2012，36(4)：576-584.YAN Jiayong，MENG Guixiang，LYU Qingtian，et al.The progress and prospect of the electrical resistivity imaging survey[J].Geophysical and Geochemical Exploration，2012，36(4)：576-584.

[65]杨振威，严加永，刘彦，等.高密度电阻率法研究进展[J].地质与勘探，2012，48(5)：969-978.YANG Zhenwei，YAN Jiayong，LIU Yan， et al.Research progresses of the high-density resistivity method[J].Geology and Exploration，2012，48(5)：969-978.

[66]陈德志.大地电磁法简介[J].物探与化探，1979(4)：62-67.CHEN Dezhi.Introduction to magnetotelluric method[J].Geophysical and Geochemical Exploration，1979 (4)：62-67.

[67]陈明生，陈乐寿，王天生，等.用改进广义逆矩阵方法解释大地电磁测深及电测深资料[J].地球物理学报，1983，26(4)：390-400.CHEN Mingsheng，CHEN Leshou，WANG Tiansheng，et al.The interpretation of magnetotelluric and electrical sounding data by modified generalized inverse matrix[J].Chinese Journal of Geophysics，1983，26(4)：390-400.

[68]王家映.我国大地电磁测深研究新进展[J].地球物理学报，1997，40(S1)：206-216.WANG Jiaying.New development of magnetotelluric sounding in China[J].Chinese Journal of Geophysics，1997，40(S1)：206-216.

[69]刘鸿泉，张刚艳，徐法奎，等.电导率成像技术在煤矿物探中的应用效果[J].煤矿开采，2005，10(3)：12-14.LIU Hongquan，ZHANG Gangyan，XU Fakui，et al.Application effect of electro-conductibility imaging technology in geophysical prospecting in coal mine[J].Coal Mining Technology，2005，10(3)：12-14.

[70]甘志超，张华兴，刘鸿泉，等.EH-4 电导率成像系统探测"两带"的应用研究[J].煤矿开采，2006，11(3)：14-15.GAN Zhichao，ZHANG Huaxing，LIU Hongquan， et al.Application of EH-4 electro-conductibility imaging system in the detection of "two-zones" height[J].Coal Mining Technology，2006，11(3)：14-15.

[71]徐白山，靳辉，周红帅，等.综采区覆岩三带发育程度探测与评价[C]/ /煤矿安全与地球物理学术研讨会，2006.

[72]周红帅，徐白山，靳辉，等.EH-4 电磁法在探测煤矿采空区覆岩“三带”中的应用研究[C]/ /中国地球物理学会第二十三届年会论文集，2007.

[73]杨逾，梁鹏飞.基于EH-4 电磁成像系统的采空区覆岩破坏高度探测技术[J].中国地质灾害与防治学报，2013，24(3)：68-71.YANG Yu，LIANG Pengfei.The detection technology of goaf overburden rock damage of based on EH-4 electromagnetic imaging system[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2013，24(3)：68-71.

[74]王云广.高强度开采覆岩破坏特征与机理研究[D].焦作：河南理工大学，2016.

[75]董浩，魏文博，叶高峰，等.大地电磁测深二维反演方法求解复杂电性结构问题的适应性研究[J].地球物理学报，2012，55(12)：4003-4014.DONG Hao，WEI Wenbo，YE Gaofeng，et al.Study of two dimensional magnetotelluric inversions of complex three dimensional structures[J].Chinese Journal of Geophysics，2012，55(12)：4003-4014.

[76]崔安义.基于EH-4 大地电磁法探测导水裂缝带发育高度[J].煤炭科学技术，2012，40(8)：97-99.CUI Anyi.Detection on development height of water flow crack zone based on EH-4 magnetotelluric method[J].Coal Science and Technology，2012，40(8)：97-99.

[77]陈向斌，吕庆田，张昆，等.大地电磁测深反演方法现状与评述[J].地球物理学进展，2011，26(5)：1607-1619.CHENXiangbin，LYU Qingtian，ZHANG Kun，et al.Review of magnetotelluric data inversion methods[J ].Progress in Geophysics，2011，26(5)：1607-1619.

[78]蒋邦远.瞬变电磁法勘探[M].北京：地质出版社，1998.

[79]官云章，席京德，赵国泽，等.瞬变电磁成像技术在冒落带探测中的应用[C]/ /煤炭工业技术委员会地质分会：中国煤炭学会矿井地质专业委员会学术年会，2001.

[80]安润莲，姚精选，杨引串.瞬变电磁勘探技术在探测采空区中的应用：以阳煤集团氧化铝厂采空区勘探为例[J].中国地质灾害与防治学报，2006，17(4)：116-118.AN Runlian，YAO Jingxuan，YANG Yinchuan.Application of TEM on exploration of subsurface mined areas：an example of application in alumina producer of coal company in Yangquan[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，2006，17(4)：116-118.

[81]张彬，牟义，张俊英，等.瞬变电磁法在导水裂隙带高度探测中的研究应用[J].煤炭工程，2011(3)：44-46.ZHANG Bin，MU Yi，ZHANG Junying， et al.Study and application of transient electromagnetic method in detecting the height of water-conducting fracture zone[J].Coal Engineering，2011(3)：44-46.

[82]刘武皓，文学宽.地球物理勘探在探测煤矿采空区覆岩“两带”中的应用[J].北京地质，1999(1)：18-24.LIU Wuhao，WEN Xuekuan.Application of determing the caving zone and the water flowing fractured zone in the cover strata of mine goaf by geophysical prospecting methods[J].Beijing Geology，1999(1)：18-24.

[83]王玉芹，王永军.应用瞬变电磁法研究覆岩破坏规律[J].山东煤炭科技，2000(S1)：145-147.WANG Yuqin，WANG Yongjun.Transient electromagnetic method was used to study the failure law of overburden rock[J].Shandong Coal Science and Technology，2000(S1)：145-147.

[84]李貅.瞬变电磁测深的理论与应用[M].西安：陕西科学技术出版社，2002.

[85]牟义.浅埋采空区瞬变电磁法响应特征试验研究[J].煤炭科学技术，2018，46(10)：203-208.MU Yi.Experimental study on response characteristics of transient electromagnetic method in shallow gob[J].Coal Science and Technology，2018，46(10)：203-208.

[86]曹煜.并行直流电法成像技术研究[D].淮南：安徽理工大学，2008.

[87]刘盛东，张平松.分布式并行智能电极电位差信号采集方法和系统：中国，ZL200410014020[P].2004-10-01.

[88]吴荣新，方良成，周继生.采用网络并行电法仪探测采煤工作面无煤区[J].安徽理工大学学报：自然科学版，2007，27(2)：6-9.WU Rongxin，FANG Liangcheng，ZHOU Jisheng.The application of the network parallel galvanic exploration system on the surveying of whole rock area in coal mines[J].Journal of Anhui University of Science and Technology：Natural Science，2007，27(2)：6-9.

[89]刘盛东，吴荣新，张平松，等.三维并行电法勘探技术与矿井水害探查[J].煤炭学报，2009，34(7)：927-932.LIU Shengdong，WU Rongxin，ZHANG Pingsong，et al.Three dimensional parallel electric surveying and its applications in water disaster exploration in coal mines[J].Journal of China Coal Society，2009，34(7)：927-932.

[90]张平松，刘盛东，吴荣新，等.采煤面覆岩变形与破坏立体电法动态测试[J].岩石力学与工程学报，2009，28(9)：1870-1875.ZHANG Pingsong，LIU Shengdong，WU Rongxin，et al.Dynamic detection of overburden deformation and failure in mining workface by 3D resistivity method[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28(9)：1870-1875.

[91]董春勇.网络并行电法在覆岩破坏动态监测中的应用[D].淮南：安徽理工大学，2009.

[92]吴荣新，刘盛东，张平松，等.地面钻孔并行三维电法探测煤矿灰岩导水通道[J].岩石力学与工程学报，2010，29(S2)：3585-3589.WU Rongxin，LIU Shengdong，ZHANG Pingsong，et al.Detection of limestone water-conducting channels in coal mine by parallel 3D electric method of surface boreholes[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2010，29(S2)：3585-3589.

[93]张平松，刘盛东，舒玉峰.煤层开采覆岩破坏发育规律动态测试分析[J].煤炭学报，2011，36(2)：217-222.ZHANG Pingsong，LIU Shengdong，SHU Yufeng.Analysis on dynamic testing results of distortion and collapsing of the top rock by geophysical method during mining of coal seam[J].Journal of China Coal Society，2011，36(2)：217-222.

[94]徐磊，李希建，田波，等.基于网络并行电法的顶板“三带”发育研究[J].采矿技术，2017，17(6)：59-62.XU Lei，LI Xijian，TIAN Bo，et al.Study on the development of the “three zones” of the top plate based on the parallel electrical method[J].Mining Technology，2017，17(6)：59-62.

[95]刘军.并行电法在倾斜厚煤层工作面"三带"探测中的应用[J].矿业安全与环保，2018，45(3)：102-107.LIU Jun.Application of parallel electrical method in detecting“three zones” in inclied thick coal seam[J].Mining Safety ＆ Environmental Protection，2018，45(3)：102-107.

[96]张朋，王一，刘盛东，等.工作面底板变形与破坏电阻率特征[J].煤田地质与勘探，2011，39(1)：64-67.ZHANG Peng，WANG Yi，LIU Shengdong，et al.Resistivity characteristic of deformation and failure of floor in workface[J].Coal Geology ＆ Exploration，2011，39(1)：64-67.

[97]吴荣新，张卫，张平松.并行电法监测工作面“垮落带”岩层动态变化[J].煤炭学报，2012，37(4)：571-577.WURongxin，ZHANG Wei，ZHANG Pingsong.Exploration of parallel electrical technology for the dynamic variation of caving zone strata in coal face[J].Journal of China Coal Society，2012，37(4)：571-577.

[98]张平松，胡雄武，吴荣新.岩层变形与破坏电法测试系统研究[J].岩土力学，2012，33(3)：952-956.ZHANG Pingsong，HU Xiongwu，WU Rongxin.Study of detection system of distortion and collapsing of top rock by resistivity method in working face[J].Rock and Soil Mechanics，2012，33(3)：952-956.

[99]付宝杰，高明中，涂敏，等.组合硬岩层顶板破断规律及导水裂隙带电法探测[J].水文地质工程地质，2015，42(2)：140-144.FU Baojie，GAO Mingzhong，TU Min，et al.Composite hard strata break rules and the electric tests fractured of water-conducting zone[J].Hydrogeology ＆ Engineering Geology，2015，42(2)：140-144.

[100]刘静，刘盛东，曹煜.基于裂隙尖端放电机制的深部岩体损伤自电特征分析[J].地球物理学报，2018，61(1)：323-330.LIU Jing，LIU Shengdong，CAO Yu.Self-potential characteristics in deep rock mass damage based on point discharge mechanism[J].Chinese Journal of Geophysics，2018，61(1)：323-330.

[101]华发.地球物理层析成像技术[J].石油物探译丛，1985(6)：3-12.HUA Fa.Seismic tomography technology of geophysica[J].Reservoir Evaluation and Development，1985(6)：3-12.

[102]中国水利电力物探科技信息网.工程物探手册[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

[103]杨文采，杜剑渊.层析成像新算法及其在工程检测上的应用[J].地球物理学报，1994，37(2)：239-244.YANG Wencai，DU Jianyuan.A new algorithm of seismic tomography with application to engineering setections[J].Acta Geophysica Sinica，1994，37(2)：239-244.

[104]刘盛东，李承华.地震走时层析成像算法与比较[J].中国矿业大学学报，2000，29(2)：211-214.LIU Shengdong，LI Chenghua.Algorithm and comparison of seismic travel time computerized tomography technique[J].Journal of China University of Mining ＆ Technology，2000，29(2)：211-214.

[105]刘宗才.电磁波法在矿井特殊开采中的应用[J].煤田地质与勘探，1988，16(1)：50-54.LIU Zongcai.Application of electromagnetic wave in special mining technology in mine[J].Coal Geology ＆ Exploration，1988，16(1)：50-54.

[106]冯锐，林宣明，陶裕录，等.煤层开采覆岩破坏的层析成像研究[J].地球物理学报，1996，39(1)：114-124.FENG Rui，LIN Xuanming，TAO Yulu，et al.Geotomographic research on cap rock destruction caused by mining coal seam[J].Chinese Journal of Geophysics，1996，39(1)：114-124.

[107]文学宽.层析技术测定煤层覆岩破坏高度的应用[J].勘察科学技术，1998(1)：58-61.WEN Xuekuan.Application of tomography technique to determine the broken height of overlying rock of coal layer[J].Site Investigation Science and Technology，1998(1)：58-61.

[108]何团.特厚煤层综放开采巷道沿空侧覆岩结构与煤柱稳定性研究[D].北京：煤炭科学研究总院，2017.

[109]高文利，马兰，罗德建，等.JW-5 型地下电磁波探测系统设计[J].物探化探计算技术，2005，27(3)：223-226，181.GAO Wenli，MA Lan，LUO Dejian，et al.The design of JW-5 borehole EM system[J].Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration，2005，27(3)：223-226，181.

[110]文学宽.CT 探测覆岩破坏高度的试验研究[J].煤炭学报，1998，23(3)：300-304.WEN Xuekuan.Determination of the height of the fat-led overlying strata by computer tomographic technique[J].Journal of China Coal Society，1998，23(3)：300-304.

[111]刘宗才.用钻孔声波法观测采后底板破坏深度[J].山东矿业学院学报，1985，4(1)：6-13.LIU Zongcai.Observation of failure depth of floor after mining by borehole acoustic wave method[J].Journal of Shandong Mining Institute，1985，4(1)：6-13.

[112]程久龙.覆岩破坏地震波场特征数值计算[J].山东科技大学学报：自然科学版，1998，17(2)：144-148.CHENG Jiulong.Numerical calculation of seismic wave field characteristics of surrounding rock failure in stope[J].Journal of Shandong University of Science and Technology： Natural Science，1998，17(2)：144-148.

[113]程学丰，刘盛东，刘登宪.煤层采后围岩破坏规律的声波CT探测[J].煤炭学报，2001，26(2)：153-155.CHENG Xuefeng，LIU Shengdong，LIU Dengxian.Sound-wave CT detection for failure patterns of surrounding rock after mining[J].Journal of China Coal Society，2001，26(2)：153-155.

[114]刘盛东，程学丰，程桦，等.震波CT 的应用技术[C]/ /煤炭工业技术委员会地质分会：中国煤炭学会矿井地质专业委员会2001 年学术年会论文集，2001.

[115]张平松，刘盛东，吴荣新.地震波CT 技术探测煤层上覆岩层破坏规律[J].岩石力学与工程学报，2004，23(15)：2510-2510.ZHANG Pingsong，LIU Shengdong，WU Rongxin.Observation of overburden failure of coal seam by CT of seismic wave[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2004，23(15)：2510-2510.

[116]周官群，刘盛东，郭立全，等.采煤工作面地质异常体震波CT探测技术[J].煤炭科学技术，2007，35(4)：41-44.ZHOU Guanqun，LIU Shengdong，GUO Liquan， et al.Application of seismic wave CT techology to detect geological abnormal structure in coal mining face[J].Coal Science and Technology，2007，35(4)：41-44.

[117]余易豪，舒玉峰，丁国辉，等.震波CT 探测技术及其应用[J].矿业科学技术，2009(3)：14-16.YU Yihao，SHU Yufeng，DING Guohui， et al.Seismic CT detection technology and its application[J].Mining Science and Technology，2009(3)：14-16.

[118]张平松，刘盛东.断层构造在矿井工作面震波CT 反演中的特征显现[J].煤炭学报，2006，31(1)：35-39.ZHANG Pingsong，LIU Shengdong.Character appearance of fault structure in seismic wave CT inversion for mine work faces detecting[J].Journal of China Coal Society，2006，31(1)：35-39.

[119]韦景勤.工程地质中的声波CT 层析成像技术[J].江苏地质，1997，21(2)：111-114.WEI Jingqin.Sounding tomograph imaging technology in engineering geology[J].Jiangsu Geology，1997，21(2)：111-114.

[120]叶庆生.我国煤田测井技术发展概况及展望[J].物探与化探，1980(5)：15-20.YE Qingsheng.Development and prospect of coalfield logging technology in China[J].Geophysical and Geochemical Exploration，1980(5)：15-20.

[121]安涛，杨兴琴.地层评价与测井技术新进展：第49 届SPWLA 年会综述[J].测井技术，2008，32(6)：487-492.AN Tao，YANG Xingqin.Recent advances in formation evaluation and logging technology overview of the SPWLA 49th annual logging symposium[J].Well Logging Technology，2008，32(6)：487-492.

[122]赵显令，王贵文，周正龙，等.地球物理测井岩性解释方法综述[J].地球物理学进展，2015，30(3)：1278-1287.ZHAO Xianling，WANG Guiwen，ZHOU Zhenglong，et al.A review of lithology interpretation methods using geophysical well logs[J].Progress in Geophysics，2015，30(3)：1278-1287.

[123]崔孟祥.用测井曲线确定煤层覆岩破坏带[J].煤田地质与勘探，1983，11(2)：31.CUI Mengxiang.Determination of surrounding rock failure zone of coal seam stope by well logging curve[J].Coal Geology ＆ Exploration，1983，11(2)：31.

[124]杨宽.用测井资料评价煤层顶底板稳定性[J].煤田地质与勘探，1998，26(1)：60-64.YANG Kuan.Evaluation of stability of coal seam roof and floor with logging data[J].Coal Geology ＆ Exploration，1998，26(1)：60-64.

[125]朱国维，王怀秀.利用超声成像技术辅助判定覆岩破坏钻孔的导水裂缝带高度[J].安徽理工大学学报：自然科学版，1999，19(3)：5-10.ZHU Guowei，WANG Huaixiu.The height of leaking crevice belt in wrecked-rock over coalseam determined supplementally by the technique of ultrasonic imagery in borehole[J].Journal of Anhui University of Science and Technology：Natural Science，1999，19(3)：5-10.

[126]申宝宏，茹瑞典，陈刚.弹性波测井探测采区覆岩破坏规律[J].矿山测量，2000(2)：17-18.SHEN Baohong，RU Ruidian，CHEN Gang.Failure law of surrounding rock in stope detected by elastic wave logging[J].Mine Surveying，2000(2)：17-18.

[127]来兴平，任奋华，李玉民，等.基于声波测井的采空区衍生灾害现场监测研究[J].金属矿山，2004(10)：66-68.LAI Xingping，REN Fenhua，LI Yumin，et al.Study on sonic wave logging-based on-site monitoring of disaster derived from mined area[J].Metal Mine，2004(10)：66-68.

[128]杨思舜，方潮杰.利用测井方法研究采区离层裂隙带变化规律[J].中国西部科技，2006(28)：55-56.YANG Siyao，FANG Chaojie.Study on the change law of fracture zone in separated layer of mining area by using logging method[J].Science and Technology of West China，2006(28)：55-56.

[129]赵发展，王延忠.电成像和声成像测井在煤系地层勘探中的作用[C]/ /中国煤炭学会钻探工程专业委员会钻探工程学术研讨会，2017.

[130]李录明，李正文.地震勘探原理、方法和解释[M].北京：地质出版社，2007.

[131]彭苏萍.深部煤炭资源赋存规律与开发地质评价研究现状及今后发展趋势[J].煤，2008，17(2)：1-11，27.PENG Suping.Present study and development trend of the deepen coal resource distribution and mining geologic evaluation[J].Coal，2008，17(2)：1-11，27.

[132]滕吉文.高频反射波在实际断层介质中传播的动力学特性[J].地球物理学报，1963，12(2)：166-178.TENG Jiwen.Dynamic characteristics of high - frequency reflected waves propagating in actual fault media[J].Chinese Journal of Geophysics，1963，12(2)：166-178.

[133]彭赐灯.煤矿围岩控制[M].北京：科学出版社，2014.

[134]程久龙，朱鲁，黄胜伟，等.覆岩破坏地震波场特征数值计算[J].山东矿业学院学报，1998，17(2)：30-34.CHENG Jioulong，ZHU Lu，HUANG Shengwei，et al.The numerical calculation of seismic waves field character of overburden failure[J].Journal of Shandong Mining Institute，1998，17(2)：30-34.

[135]王俊茹，张龙起，宋雪琳.浅层地震勘探在采空区勘测中的应用[J].物探与化探，2002，26(1)：75-78.WANG Junru，ZHANG Longqi，SONG Xuelin.The application of shallow seismic exploration to the detection of rock stratum collapse in mined-out areas[J].Geophysical and Geochemical Exploration，2002，26(1)：75-78.

[136]徐白山.利用横波方法探测煤矿沉陷区的研究[C]/ /中国地球物理学会：中国地球物理第二十一届年会论文集，2005：641.

[137]彭苏萍.煤矿高分辨三维地震技术体系及在煤炭工业中的应用[C]/ /“十五”地质行业获奖成果资料汇编，2006：31.

[138]孙立新，许崇宝，王真.三维地震技术在煤层顶板稳定性研究中的应用[J].中国煤炭地质，2008，20(11)：55-57，77.SUN Lixin，XU Chongbao，WANG Zhen.Application of 3D seismic prospecting in coal roof stability studies[J].Coal Geology of China，2008，20(11)：55-57，77.

[139]韩德品，赵镨，李丹.矿井物探技术应用现状与发展展望[J].地球物理学进展，2009，24(5)：1839-1849.HAN Depin，ZHAO Pu，LI Dan.Application status and development prospects of mine geophysical explorationtechlogy[J].Progress in Geophysics，2009，24(5)：1839-1849.

[140]潘冬明，程久龙，李德春，等.利用三维地震技术探测覆岩变形破坏研究[J].采矿与安全工程学报，2010，27(4)：590-594.PAN Dongming，CHENG Jiulong，LI Dechun，et al.Using the 3D seismic exploration technique to detect deformation and failure of overburden[J].Journal of Mining ＆ Safety Engineering，2010，27(4)：590-594.

[141]申有义，刘海平.地震属性方法在煤矿采空区解释上的应用[J].物探与化探，2012，36(S1)：65-69.SHEN Youyi，LIU Haiping.The application of seismic attributes technology to the interpretation of golf in coal field[J].Geophysical and Geochemical Exploration，2012，36(S1)：65-69.

[142]程建远，石显新.中国煤炭物探技术的现状与发展[J].地球物理学进展，2013，28(4)：2024-2032.CHENG Jianyuan，SHI Xianxin.Current status and development of coal geophysical technology in China[J].Progress in Geophysics，2013，28(4)：2024-2032.

[143]胡东祥，朱术云，商登涛.深部煤层综放开采覆岩离层的量化研究[J].煤炭技术，2015，34(11)：10-12.HU Dongxiang，ZHU Shuyun，SHANG Dengtao.Quantitative study on overburden separated layer of deep coal seam by fully mechanized top coal caving mining[J].Coal Technology，2015，34(11)：10-12.

[144]申涛，袁峰，宋世杰，等.P 波各向异性检测在采空区导水裂隙带探测中的应用[J].煤炭学报，2017，42(1)：197-202.SHEN Tao，YUAN Feng，SONG Shijie，et al.Application of P-wave anisotropy detection in detecting the conducting fracture zone[J].Journal of China Coal Society，2017，42(1)：197-202.

[145]王德民，王瑞杰，程增庆，等.利用三维地震资料解释煤层采空区的方法研究[J].中国煤炭地质，2007，19(3)：61-62.WANG Demin，WANG Ruijie，CHENG Zengqing， et al.Research on the application of 3D seismic data to interpretation of the coalseam mining-out area[J].Coal Geology of China，2007，19(3)：61-62.

[146]程建远，王寿全，宋国龙.地震勘探技术的新进展与前景展望[J].煤田地质与勘探，2009，37(2)：55-58.CHENG Jianyuan，WANG Shouquan，SONG Guolong.The new development and foreground expectation of seismic exploration[J].Coal Geology ＆ Exploration，2009，37(2)：55-58.

[147]董书宁.煤矿安全高效生产地质保障技术现状与展望[J].煤炭科学技术，2007，35(3)：1-5.DONG Shuning.Current situation and prospect of coal mine geological guarantee technologies to improve safety and efficiency[J].Coal Science and Technology，2007，35(3)：1-5.

[148]倪斌.煤田地质与勘探技术发展若干问题的探讨[C]/ /中国煤炭学会：世纪之交的煤炭科学技术学术年会论文集，1997：5-12.

[149]杜文凤，彭苏萍，勾精为，等.煤田地震勘探转换波观测系统设计与评价[J].煤炭学报，2015，40(6)：1428-1434.DU Wenfeng，PENG Suping，GOU Jingwei，et al.Design and evaluation of converted wave acquisition geometry for coalfield seismic exploration[J].Journal of China Coal Society，2015，40(6)：1428-1434.

[150]施建新.浅谈微地震技术及其应用[J].勘察科学技术，1991(3)：58-59.SHI Jianxin.Talking about microseismic technology and its application[J].Site Investigation Science and Technology，1991(3)：58-59.

[151]季平.微地震相自动化解释及其应用[J].石油地球物理勘探，1993，28(3)：354-361，378，324.JI Ping.Automatic interpretation of microseismic facies and the application[J].Oil Geophysical Prospecting，1993，28(3)：354-361，378，324.

[152]张兴民，于克君，席京德，等.微地震技术在煤矿“两带”监测领域的研究与应用[J].煤炭学报，2000，25(6)：566-570.ZHANG Xingming，YU Kejun，XI Jingde，et al.The research and application of microseismic technology in mine fractured and caving zones monitoring[J].Journal of China Coal Society，2000，25(6)：566-570.

[153]姜福兴，XUN Luo，杨淑华.采场覆岩空间破裂与采动应力场的微地震探测研究[J].岩土工程学报，2003，25(1)：23-25.JIANG Fuxing，XUN Luo，YANG Shuhua.Study on microseismic monitoring for spatial structure of overlying strata and mining pressure field in longwall face[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2003，25(1)：23-25.

[154]赵向东，陈波，姜福兴.微地震工程应用研究[J].岩石力学与工程学报，2002，21(S2)：2609-2612.ZHAO Xiangdong，CHEN Bo，JIANG Fuxing.Study of microseismic engineering applications[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2002，21(S2)：2609-2612.

[155]姜福兴，杨淑华，XUN Luo.微地震监测揭示的采场围岩空间破裂形态[J].煤炭学报，2003，28(4)：357-360.JIANG Fuxing，YANG Shuhua，XUN Luo.Spatial fracturing progresses of surrounding rock masses in longwall face monitored by microseismic monitoring techniques[J].Journal of China Coal Society，2003，28(4)：357-360.

[156]赵向东，王育平，陈波，等.微地震研究及在深部采动围岩监测中的应用[J].合肥工业大学学报：自然科学版，2003，26(3)：363-367.ZHAO Xiangdong，WANG Yuping，CHEN Bo，et al.On the microseismic technology and its application in monitoring of rock stability in deep mine caving processes[J].Journal of Hefei University of Technology：Natural Science，2003，26(3)：363-367.

[157]成云海.微地震定位监测在采场冲击地压防治中的应用[D].青岛：山东科技大学，2006.

[158]李景山，刘玉洲，左秋玲.深部采场覆岩稳定性的微地震监测[J].煤矿安全，2007，38(8)：38-39，46.LI Jingshan，LIU Yuzhou，ZUO Qiuling.Microseismic monitoring of overburden stability in deep stope[J].Safety in Coal Mines，2007，38(8)：38-39，46.

[159]杨永杰，陈绍杰，张兴民，等.煤矿采场覆岩破坏的微地震监测预报研究[J].岩土力学，2007，28(7)：1407-1410.YANG Yongjie，CHEN Shaojie，ZHANG Xingmin，et al.Forecasting study on fracturing of overburden strata of coal face by microseism monitoring technology[J].Rock and Soil Mechanics，2007，28(7)：1407-1410.

[160]刘超.采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D].大连：大连理工大学，2011.

[161]程爱平.底板采动破坏深度微震实时获取与动态预测及应用研究[D].北京：北京科技大学，2015.

[162]赵博雄，王忠仁，刘瑞，等.国内外微地震监测技术综述[J].地球物理学进展，2014，29(4)：1882-1888.ZHAO Boxiong，WANG Zhongren，LIU Rui，et al.Review of microseismic monitoring technology research[J].Progress in Geophysics，2014，29(4)：1882-1888.

[163]孔令海，李峰，欧阳振华，等.采动覆岩裂隙分布特征的微地震监测研究[J].煤炭科学技术，2016，44(1)：109-113，143.KONG Linghai，LI Feng，OUYANG Zhenhua，et al.Study on microseismic monitoring and measuring of crack distribution features in mining overburden strata[J].Coal Science and Technology，2016，44(1)：109-113，143.

[164]韩刚，李旭东，曲晓成，等.采场覆岩空间破裂与采动应力场分布关联性研究[J].煤炭科学技术，2019，47(2)：53-58.HAN Gang，LI Xudong，QU Xiaocheng， et al.Study on correlation between spatial fracturing of overlying strata and distribution of mining stress field in stope[J].Coal Science and Technology，2019，47(2)：53-58.

[165]姜福兴.采场围岩空间结构观点及其应用研究[J].采矿与安全工程学报，2006，23(1)：30-33.JIANG Fuxing.View point of spatial structures of overlying strata and its application in coal mine[J].Journal of Mining ＆ Safety Engineering，2006，23(1)：30-33.

[166]杨宏伟，姜福兴，尹永明.基于微地震监测技术的顶板高位钻孔优化技术研究[J].煤炭学报，2011，36(S2)：436-439.YANG Hongwei，JIANG Fuxing，YIN Yongming.Based on microseismic monitoring technology of the high roof drilling optimization technology[J].Journal of China Coal Society，2011，36(S2)：436-439.

[167]张丹，施斌，吴智深，等.BOTDR 分布式光纤传感器及其在结构健康监测中的应用[J].土木工程学报，2003，36(11)：83-87.ZHANG Dan，SHI Bin，WU Zhishen，et al.Distributed optical fiber sensor based on botdrand its application to structural health monitoring[J].Journal of China Coal Society，2003，36(11)：83-87.

[168]吴智深，施斌，原田隆郎，等.可用于结构健康监测的BOTDR 光纤变形检出特性试验研究[J].土木工程学报，2005，38(8)：56-60，73.WU Zhishen，SHI Bin，HARADA Takao，et al.An experimental study on the measuring characteristics of botdr for structure health monitoring[J].China Civil Engineering Journal，2005，38(8)：56-60，73.

[169]施斌，徐洪钟，张丹，等.BOTDR 应变监测技术应用在大型基础工程健康诊断中的可行性研究[J].岩石力学与工程学报，2004，23(3)：493-499.SHI Bin，XU Hongzhong，ZHANG Dan，et al.Feasibility study on application of botdr to health monitoring for large infrastructure engineering[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2004，23(3)：493-499.

[170]柴敬，张丁丁，李毅.光纤传感技术在岩土与地质工程中的应用研究进展[J].建筑科学与工程学报，2015，32(3)：28-37.CHAI Jing，ZHANG Dingding，LI Yi.Research progress of optical fiber sensing technology in geotechnical and geological engineering[J].Journal of Architecture and Civil Engineering，2015，32(3)：28-37.

[171]柴敬，袁强，李毅，等.采场覆岩变形的分布式光纤检测试验研究[J].岩石力学与工程学报，2016，35(S2)：3589-3596.CHAI Jing，YUAN Qiang，LI Yi，et al.Experimental study on overlying strata deformation based on distributed optical fiber sensing[J ].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2016，35(S2)：3589-3596.

[172]袁强.采动覆岩变形的分布式光纤检测与表征模拟试验研究[D].西安：西安科技大学，2017.

[173]王宏宪.基于BOTDR 的导水裂缝带高度探测技术研究[D].南京：南京大学，2014.

[174]张丹，张平松，施斌，等.采场覆岩变形与破坏的分布式光纤监测与分析[J].岩土工程学报，2015，37(5)：952-957.ZHANG Dan，ZHANG Pingsong，SHI Bin，et al.Monitoring and analysis of overburden deformation and failure using distributed fiber optic sensing[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2015，37(5)：952-957.

[175]程刚，施斌，魏广庆，等.煤层采动覆岩变形分布式光纤感测技术现场试验研究[J].工程地质学报，2014，22(S1)：524-529.CHENG Gang，SHI Bin，WEI Guangqing，et al.Experimental study on distributed optical fiber sensing field technology for mining overburden deformation[J].Journalof Engineering Geology，2014，22(S1)：524-529.

[176]张平松，许时昂.矿井光纤测试技术发展与应用研究[J].地球物理学进展，2016，31(3)：1381-1389.ZHANG Pingsong，XU Shiang.Development and application of mine fiber testing technology[J].Progress in Geophysics，2016，31(3)：1381-1389.

[177]张平松，孙斌杨，许时昂.基于BOTDR 的煤层底板突水温度场监测模拟研究[J].重庆交通大学学报：自然科学版，2016，35(5)：28-31，49.ZHANG Pingsong，SUN Binyang，XU Shiang.Simulation research on BOTOR-based monitoring over temperature field of water inrushing from coal floor[J].Journal of Chongqiong Jiaotong University：Natural Sciences，2016，35(5)：28-31＋49.

[178]许时昂.基于分布式光纤采场底板变形破坏特征测试研究[D].淮南：安徽理工大学，2017.

[179]孙斌杨.采场围岩变形破坏应变场地电场响应特征及测试研究[D].淮南：安徽理工大学，2018.

[180]张平松，张丹，孙斌杨，等.巷道断面空间岩层变形与破坏演化特征光纤监测研究[J].工程地质学报，2019，27(2)：260-266.ZHANG Pingsong，ZHANG Dan，SUN Binyang，et al.Optical fiber monitoring technology for evolution characteristic of rock stratum deformation and failure in space of mining field[J].Journal of Engeering Geology，2019，27(2)：260-266.

[181]张平松，翟恩发，程爱民，等.深厚煤层开采底板变形特征的光纤监测研究[J].地下空间与工程学报，2019，15(4)：1197-1203，1211.ZHANG Pingsong，ZHAI Enfa，CHENG Aimin，et al.Optical fiber monitoring study on characteristics of deformation in floor of deep and thick coal seam during mining[J].Chinese Journal of Underground Space and Engineering，2019，15(4)：1197 -1203，1211.

[182]张平松，鲁海峰，韩必武，等.采动条件下断层构造的变形特征实测与分析[J].采矿与安全工程学报，2019，36(2)：351-356.ZHANG Pingsong，LU Haifeng，Han Biwu，et al.Monitoring and analysis of deformation characteristics of fault structure under mining condition[J].Journal of Mining ＆ Safety Engineering，2019，36(2)：351-356.

[183]陈坤福.深部巷道围岩破裂演化过程及其控制机理研究与应用[D].徐州：中国矿业大学，2009.

[184]颜羽，程建远，鲁晶津，等.煤层覆岩破坏监测技术发展现状[C]/ /2018 年中国地球科学联合学术年会论文集，2018.

[185]康红普，范明建，高富强，等.超千米深井巷道围岩变形特征与支护技术[J].岩石力学与工程学报，2015，34(11)：2227-2241.KANG Hongpu，FAN Mingjian，GAO Fuqiang，et al.Deformation and support of rock roadway at depth more than 1000 meters[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2015，34(11)：2227-2241.

[186]康红普，王金华，林健.煤矿巷道锚杆支护应用实例分析[J].岩石力学与工程学报，2010，29(4)：649-664.KANG Hongpu，WANG Jinhua，LIN Jian.Cast studies of rock bolting in coal mine roadways[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2010，29(4)：649-664.

[187]朱晓东.煤巷锚杆支护设计及机械式围岩监测仪的研制[D].杭州：浙江工业大学，2017.

[188]段克信，王维纯.顶板下沉与液压支架工作阻力[J].阜新矿业学院学报，1979(1)：1-8.DUAN Kexin，WANG Weichun.Roof sinking and working resistance of hydraulic support[J].Journal of Fuxin Mining Institute，1979(1)：1-8.

[189]谷拴成，陈盼，王建文，等.采空区下煤层开采矿压显现规律实测研究[J].煤炭工程，2013，45(9)：64-67.GU Shuancheng，CHEN Pan，WANG Jianwen，et al.Study on the law of mining pressure under goaf[J].Coal Engineering，2013，45(9)：64-67.

[190]段昌晨.厚硬顶板直覆采场覆岩破断及支架工作阻力研究[D].淮南：安徽理工大学，2013.

[191]袁亮，张平松.煤炭精准开采地质保障技术的发展现状及展望[J].煤炭学报，2019，44(8)：2277-2284.YUAN Liang，ZHANG Pingsong.Development status and prospect of geological support technology for precise coal mining[J].Journal of China Coal Society，2019，44(8)：2277-2284.