地下煤矿生产中的爆破作业都是近地表爆破活动。通过被动检测煤矿生产中的爆破活动并对爆破位置进行定位,可为全面掌握煤矿生产开采范围、煤矿资源监管和安全生产提供数据支持。本文以近地表复杂地质条件下的爆破震动波为研究对象,运用理论分析、数值模拟和现场验证等方法,基于达朗贝尔模型对爆破震动波在近地表复杂介质中传播时的频散与衰减特性进行了系统的研究,建立了带频率耗散的爆破震动波传播模型,为提高震动波震相识别和到时检测精度提供模型支撑。(1)对Maxwell模型、Kelvin模型、标准线性模型、玻尔兹曼模型、达朗贝尔模型的构建方式和波动方程进行了对比分析,因达朗贝尔模型构建方式简洁,所需参数少,更符合爆破震动传播介质的特性,故基于该模型对爆破震动波的传播特性进行研究。针对达朗贝尔模型只能表示宏观属性、无法很好地体现爆破震动波的传播特性及该模型中的弹性拉梅系数无法表示粘弹性介质特性的问题,通过将粘滞系数修正为频率耗散系数,将弹性骨架改变为粘弹性骨架,并结合波前扩散理论,提出一种带频率耗散的爆破震动波传播模型,该方法同时解决了原式量纲不匹配的问题。(2)对本文所提出的带频率耗散的爆破震动波传播模型利用变量分析法,分析了孔隙度、粘滞系数以及渗透系数对于爆破震动波频散衰减特性描述性能的影响。在频率相对较低的情况下,孔隙度、粘滞系数增大或者渗透系数变小时,其逆品质因子值会增大,相速度的变化则相反,呈现高频散、强衰减的特性。当频率增大时,则会表现出低频散、弱衰减的特性,揭示了纵波与横波具有相似的频散衰减特性。(3)为验证本文提出的带频率耗散的爆破震动波传播模型的描述效果,将其与能够表征介质耗散特性的BISQ模型、粘弹性BISQ模型的频散和衰减随频率的变化曲线与实测数据的拟合程度进行仿真研究,结果表明带频率耗散的爆破震动波传播模型的描述效果更好,且其使用的参数量最少。(4)设计了验证实验,采集实验数据,计算出改进前、后两种模型的预测波形与实际波形的相关度,通过实验数据的对比分析,本文提出的带频率耗散的爆破震动波传播模型的预测波形与实际波形呈现显著相关性,证明了利用该模型对近地表地层介质的强衰减频散特性进行描述是具有工程实际意义的。