国民经济快速发展，矿产资源的需求量连年增长。产能的提升和矿山复杂的地质条件导致地质灾害特别是水害频发，且发生机制愈加复杂。如何解译岩石内部破裂的力学机理与演化规律是亟待研究的重要课题。工程岩体地质环境复杂，影响因素繁多，从理论上准确地对岩体稳定性进行分析十分困难，需要依靠现场监测手段。本着“采动压力和水压力扰动应力场诱发微破裂(微震活动性)是矿山突水前兆本质特征”的基本思路，本文基于声发射和微震监测理论，开展了岩石(岩体)内部微破裂损伤演化机理研究，旨在尝试建立一套完整的矿山突水通道的形成、扩展、贯通过程，空间形态和力学机理的分析方法。主要研究内容如下:
　　(1)实现了原始信号的数字滤波、破裂信号自动拾取、震源三维定位、震源参数提取、震源矩张量反演、辐射花样计算、断层面解以及速度场层析反演。实现了震源演化过程、震源机制、辐射花样、参数云图、3D玫瑰图、矿山模型等的三维可视化。利用断铅试验验证了信号拾取和定位程序，为数据分析结果的可靠性提供保障。
　　(2)探讨了室内声发射和微震的震源矩张量计算方法，物理意义及P波远场辐射花样;推导了基于辐射花样的震源P波源能量表达式;实现多种射线追踪算法与速度场层析成像;提出了传感器阵列敏感度的评估方法。在室内试验中加以应用和验证，分析砂岩单轴压缩中内部微裂隙损伤演化规律，得到“软弱带分布”和宏观破裂形成机理，最后利用声发射P波速度场层析成像，对岩石加载过程中速度场异常区变化与宏观破裂面关系进行了对比分析。
　　(3)建立了基于微震和矩张量理论的渗流通道形成过程过程和力学机制的分析流程，并应用于张马屯铁矿堵水帷幕渗流通道分析。分析开采诱发的微震事件密度、震源参数(包括矩震级，震源半径等)和破裂类型等的时空演化规律，以揭示渗流通道的产生、扩展和互相贯通的过程。将局部渗流通道的形成归纳为四种类型，即剪-拉.剪型(STS)、强剪切型(SS)、弱剪切性(WS)和拉伸型(T)，并拟合渗流通道的主破裂面方位信息，最终解译出两条明显的突水路径。
　　(4)基于微震事件和矩张量时空分布规律得到主要补给源，突水区域以及渗流通道形成的力学过程。提出利用连接键网络图分析微裂隙之间的水力联系紧密度。利用深度搜索算法得到补给源和突水点之间的最短渗流路径。利用3D玫瑰图和赤平投影图统计矩张量破裂面方向，确定出真实破裂面主方向，生成基于矩张量反演的三维裂隙网络。利用八叉树算法建立嵌入裂隙的计算模型，得到突水区域和渗流通道区域应力场分布。