矿山采掘工作面顶板由于复杂的地质作用和开采爆破等影响,导致部分岩体有脱落母岩风险,严重危及作业人员安全。针对矿山采掘工作面顶板的安全性检测,基于传统的顶板安全性人工探测“敲帮问顶”作业判别机制,提出了利用冲击顶板岩体产生的音频信号和反弹回冲击杆的振动信息判断矿山采掘工作面顶板安全性的方法。本文主要采用理论分析,室内试验和现场试验相结合的方法,开展了不同裂隙发育状态下的岩石冲击试验,对其产生音频信号以及反弹振动信息分别进行降噪处理、FFT变换,对频谱图中振幅及频率特征参数进行分析,归纳其随裂隙发展表现的演化规律。主要获得以下成果及结论:（1）通过室内单轴压缩试验,发现大理岩、花岗岩、石灰岩在受压过程中随着裂缝的发育与扩展,其受冲击时的声频信息有较明显的变化,基于此,结合矿山“敲帮问顶”作业人工判断顶板岩体安全性判据,筛选设计了智能检测顶板安全性信息识别特征;并基于薄板振荡理论及悬臂梁理论分析了裂缝扩展与检测信息间量化关系理论模型。（2）岩石损伤检测室内试验时,对承载不同应力水平的干燥、自然及饱水状态岩石试件分别进行冲击,反馈出的音频信号幅值呈现非线性增加的趋势;音频频率在加载过程中呈小幅度上升的态势。其次,由于水分对岩石强度的削弱作用,饱水试件受冲后反馈出音频振幅及频率值皆高于其它两种含水率岩石。（3）对含预制不同角度裂隙及不同开缝深度的岩石试件进行音频测试。在试验范围内,随着冲击方向与裂隙之间角度的增加,音频频率与幅值皆呈非线性增加的趋势,90°裂隙岩石产生的音频幅值最大,45°产生的音频幅值最小,音频频率同样于90°与45°时为最大、小值;在试验范围内,随切缝深度的增加,音频幅值及频率呈现相反的变化趋势,即幅值逐步增加,频率逐步降低。（4）对含预制不同角度及开缝深度裂隙的岩石试件进行冲击杆的反弹振动测试,随裂隙角度和切缝深度的增加,冲击杆反弹的振动幅值皆随之非线性下降,在试验范围内,分别在90°及开缝深度8mm时达到最小值。根据随裂隙状态的改变,声音频谱幅值与反弹振动幅值的变化关系,建立声音信号幅值—反弹振动信号幅值的综合判断参量λ,以此提高判断的可靠性,为检测技术多传感器融合奠定基础。（5）现场测试结果与室内试验相互验证。对测试数据进行归纳分析发现,随着顶板安全性的降低,音频幅值表现出逐步升高的现象,音频频率却随之降低;反弹回冲击杆的振动信号幅值随着顶板安全性的降低表现出逐渐降低的变化特征。根据各信号特征参数的变化制定了顶板安全性模糊判断区间及基于λ值的综合判断区间。这种以声学设备及振动检测装置代替人体感官,并将音频信号与反弹的振动信息进行数值化处理的方法,增加了检测结果的准确性,研究结果对顶板的安全性智能检测奠定了基础,为智慧矿山建设中顶板的检测设备的制造提供了理论依据。