採礦技術研究所是國內最早從事衝擊地壓理論研究的單位之一，為了深入銜接理論技術與防治技術研究，實現理論與實踐相結合，形成衝擊地壓“理論+監測+防治+檢驗”的科研理論技術體系，採礦技術研究所於2006年開始代理波蘭Centrum Transferu Technologii Emag Sp. Z O.O.（簡稱EMAG公司）研發和生產的ARAMIS M/E微震監測系統，ARES-5/E地音監測系統及便攜式震波CT探測儀等系統和儀器，並於近兩年加大研發投入，推出KJ1160國產微震監測系統。經過十多年的“理論→監測→防治→檢驗→理論→監測......”迭代，形成了完備的衝擊地壓理論、監測、防治與檢驗科研技術體系，推動了國內衝擊地壓理論水平的提升。
1. 衝擊地壓微震監測技術
採煤工作面的推進，實現煤炭資源的採出，同時引發支架後方上覆直接頂的垮落，以基本頂為代表的堅硬岩層受拉剪應力的局部集中，產生“裂紋→擴容→貫通→破斷→失穩”變形，每一環節均向周圍巖體釋放彈性振動波，採用適合的傳感器採集該彈性振動波的波形參數，並建立數學模型計算出震源座標及發震時刻，估算震源釋放的能量，稱之為微震監測技術，基於該技術研發的監測系統，稱之為微震監測系統。
▲微震監測系統原理示意圖
- ARAMIS M/E微震監測系統
上世紀八十年代，由煤炭部主持，煤炭科學研究總院具體實施引進波蘭礦山研究總院SYLOK微震監測系統，用於北京礦務局門頭溝煤礦的衝擊地壓實時在線監測（文章“對SYLOK系統監測門頭溝礦衝擊地壓的分析”於1990年發表於《阜新礦業學院學報》，“SYLOK—微震監測定位系統”1985年發表於《煤炭科學技術》等），SYLOK微震監測系統是電子信息技術新產物，在衝擊地壓監測領域取得了一些突破性成果，開闊了我國衝擊地壓科研從業者的視野。
2006年，天地科技股份有限公司開採設計事業部引進波蘭ARAMIS M/E微震監測系統，該系統為SYLOK微震監測系統升級更新後的第五代產品 。20多年間的信息技術、計算機科學技術、地球物理新技術、信號處理新技術等成果不斷完善，造就了現在這套專業煤礦衝擊地壓微震監測系統，經歷過兩次系統引進的波蘭專家Marek Dworak教授見證了系統的更新換代。十多年來ARAMIS M/E微震監測系統已經成功應用在國內國家能源投資集團、中煤能源集團、山東能源集團、陝煤化工集團、河南義煤集團、黑龍江龍煤集團、內蒙古伊泰集團等集團公司下屬近百座煤礦，為國內衝擊地壓科研提供寶貴的數據支撐，更是為衝擊地壓煤礦的安全生產提供保障，受到客戶一致好評。
▲ARAMIS M/E微震監測系統結構圖
效果展示：
▲微震事件平面投影圖
▲微震事件剖面投影圖
▲基於ARAMIS M/E微震監測系統的被動CT反演效果圖
▲某礦某工作面不同開採時間段採動釋放微震事件頻次及能量
- KJ1160微震監測系統
KJ1160微震監測系統是以行業內認可度高的代理設備作為標尺，逐項參數推敲，經過團隊不懈努力，推出一套基於光纖傳輸的國產微震監測系統。
▲國產KJ1160微震監測系統結構圖
系統技術優勢：（1）光纖傳輸，井下供電；（2）GPS時鐘同步；（3）長短窗+AIC事件拾取法；（4）動態範圍最大136dB；（5）在線檢波器測試；（6）多通道擴展；（7）監測頻率範圍0.5Hz-600Hz；（8）32位A/D轉換；（9）採樣頻率1KHz。
效果展示：
▲國產KJ1160微震監測系統波形圖
▲國產KJ1160微震監測系統監測事件平面分佈圖
2. 衝擊地壓井上下聯合微震監測技術
震源垂直位置是確定振動成因的關鍵依據，可以揭示能量釋放層位，是研究工作面頂板活動和斷裂規律的重點，對沖擊地壓機理與防治的研究具有重要意義。但是，單一近水平煤層開拓（以鄂爾多斯煤田為例），井下所有微震傳感器基本位於同一個水平面，震源距離臺網內有效傳感器普遍較近，無法形成較優的空間包絡臺網，很難通過改變影響震源垂直定位精度的其它因素實現該方向上的精確定位。井上下聯合微震監測技術將波蘭進口ARP 2018P地面微震監測系統地面臺站與ARAMIS M/E微震監測系統井下臺站進行組網聯合，形成立體空間包絡臺網，地面分站採用移動4G網絡進行無線傳輸，構建井上下聯合微震監測臺網，有效優化監測網絡空間結構。經鄂爾多斯煤田某礦現場爆破測試，實現垂向定位誤差控制在10米左右，大幅度提高了垂直方向的震源定位精度，解決了近水平煤層垂直定位誤差大的難題。
▲井上下聯合微震監測系統結構圖
▲井上微震監測系統地面臺站構築物
效果展示：
▲井上下聯合微震監測系統效果圖
3. 衝擊地壓地音監測預警技術
實驗室對煤巖試樣進行全應力應變加載時，由於試樣內部原生裂隙的存在，加載初期會產生裂隙閉合釋放少量小能量事件（下圖OA段），繼續加載到85%屈服強度左右（下圖AB段），期間試樣呈現出線彈性狀態，繼續加載至試樣屈服強度C點（下圖BC段），期間發生大量小能量事件。
▲煤巖試件全應力應變曲線與振動事件統計對比圖
在大尺度的煤礦採場中，C點釋放一個或數個低頻高能的彈性波被微震監測系統捕捉。BC段發生的大量小能量彈性振動被稱作地音事件，利用統計分析煤巖體失穩破壞前釋放的地音事件，建立基於地音事件頻次和能量變化率的分析模型可以對煤礦衝擊地壓進行監測預警，該技術被稱之為衝擊地壓地音監測預警技術。
- ARES-5/E地音監測系統
ARES-5/E地音監測系統與ARAMIS M/E微震監測系統具有同樣引進經歷。第一代地音監測系統為SARK地音監測系統，1984年由煤炭部引進用於撫順礦務局龍鳳煤礦的衝擊地壓預警，ARES-5/E為其第五代產品。
該系統應用在國內某礦，實現衝擊發生前8小時預警，由於提起預警，及時撤出衝擊危險區域作業人員，本次衝擊未造成人員傷亡。
▲ARES-5/E地音監測系統結構圖
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▲某礦衝擊地壓地音監測預警圖
▲某礦衝擊地壓地音監測預警後臺指標
4. 衝擊地壓原位震波CT探測技術
煤礦衝擊地壓危險區域原位主動震波CT探測儀，利用煤巖體內部應力集中程度與彈性振動波在其中的傳播波速呈正相關的關係，採用一條巷道佈置主動激發震源，對應巷道佈置振動波採集傳感器，通過建立振動波在覆蓋煤巖體中的時距關係，測算煤巖體中的速度等值線圖，進而評測探測範圍內煤巖體內的集中靜載荷分佈，判斷衝擊危險區域，亦可用於檢驗防衝卸壓效果。
▲原位震波CT探測原理圖
▲衝擊地壓震波CT探測儀
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▲卸壓前工作面前方煤巖體應力異常區探測
▲卸壓後工作面前方煤巖體應力異常區探測
5. 衝擊地壓應力在線監測系統
煤巖體內應力的集中及分佈的不均衡是導致煤巖體破壞的重要原因，實時獲取煤體內各點的應力變化情況對研究開採活動對煤體應力分佈的影響、支護參數的優化、衝擊地壓預警等都具有重要的現實意義。KJ21煤礦衝擊地壓應力在線監測系統，用於對煤體支承應力狀態實時、穩定監測，有效進行監測區域危險程度判別，最終實現衝擊地壓的實時監測預警。
▲KJ21衝擊地壓應力監測系統結構圖
效果展示：
▲KJ21衝擊地壓應力在線監測系統實時在線監測界面圖
▲局部應力集中卸壓效果曲線圖
