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随着煤矿等能源开采深度增加和深埋隧道的掘进,高瓦斯压力、高地应力现象愈加明显,以煤矿煤与瓦斯突出、隧道冲击地压为主的动力灾害时有发生,造成重大的人员伤亡和经济损失。这些灾害的孕育与发生包含岩体从微尺度、小尺度、中尺度到大尺度破裂全过程,同时伴随着大量的微震活动,对微震活动的有效监测有望实现对动力灾害的预测预警。研究和实践表明,微震监测技术已经成为岩体破裂监测最有效的方式之一。目前,传统电学微震监测设备已得到广泛应用,但仍存在前端需供电、易受电磁干扰问题,在煤矿等易燃易爆环境中使用有诸多限制。将干涉型光纤传感器引入到微震监测中,具有本质安全、高灵敏、宽频带、大动态等独特优势,具有良好应用前景。本论文基于干涉型光纤传感原理,研制了膜片式、顺变柱体型两种结构的微震监测用光纤加速度传感器,探索了法布里珀罗加速度传感器的动态光谱解调技术,设计并构建了8通道高灵敏光纤微震监测系统,在淮南矿业集团煤业公司潘二矿12123底抽巷开展了微震监测现场试验。主要研究内容如下:1、利用MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）微纳加工工艺制备铝-聚酰亚胺-铝复合膜,其厚度可精密控制在纳米量级,同时通过刻蚀预留中间硅基部分作为惯性质量块,形成复合膜-质量块一体化结构;将复合膜与法布里珀罗干涉仪结合,制作了三个直径为10 mm的同参数加速度传感器,对加速度分辨率、频响特性、耐高温等综合性能进行测试,并进行应力分析,实验结果与理论分析一致,且具有良好的一致性,可为光纤加速度传感器小型化、批量生产提供理论指导。2、提出将动态光谱解调技术应用于法布里珀罗加速度传感系统中,研究了动态光谱与加速度频率、振幅之间关系,实现了对振动信号幅度的解调,灵敏度为17 mW/g;对动态光谱自拟合差分恢复出振动时域信号,通过MATLAB数值模拟和实验分析验证了这种算法的可行性,最后分析了动态光谱解调技术的频率检测极限。3、提出阻尼可调的非对称顺变柱体光纤加速度传感器,首次分析加速度传感器封装外壳底部厚度、壁厚、高度等几何尺寸对其性能的影响,并进行ANSYS有限元模态分析和实验验证;对传感单元参数优化和预应力分析,研制8个适用于煤与瓦斯突出微震监测的光纤加速度传感器,灵敏度为350 rad/g,频带宽度为20 Hz-1.9 kHz;重点研究了金属波纹片、弹簧、聚合物等不同材料阻尼器对系统阻尼的影响,通过阻尼机构设计可调节加速度传感器的灵敏度与谐振频率,研制频带宽度达10 kHz的宽频响探头,为光纤微震监测系统在金属矿等硬岩环境中应用提供有效方案。4、基于空分复用技术搭建了8通道高灵敏光纤微震监测系统,系统最小可检测加速度为0.15μg/Hz1/2,动态范围116 dB,工作频带20 Hz1.9 kHz,各通道具有良好的一致性;对系统进行工程化应用设计,在淮南矿业集团煤业公司潘二矿12123底抽巷进行微震现场试验,对获取的敲击、爆破、微震等有效信号进行分析及初步定位,验证了光纤微震监测系统的可行性。本论文的研究为深部高瓦斯矿井煤与瓦斯突出、隧道岩爆等动力灾害的预测预报和防治提供关键支撑,对采矿、岩石力学与工程学科的发展也将起到积极推动作用。