矿震是由采矿活动而诱发的矿井岩体突然失稳破坏的动力现象,是影响矿井安全生产的重大自然灾害之一。随着时间的推移,许多矿井将进入深部开采,矿震发生的大小、数量将出现进一步上升的趋势,其灾害性也将日趋严重。通过对我国煤矿矿震发生情况、国内外对矿震及其设备研究现状提出了地表掩埋式矿震监测定位系统。阐述了矿震的特征、成因、分类、形成机理、监测方法,强调煤体压缩型、顶板断裂型和断层错动型矿震分类方法,并对此三类矿震的形成机理、失稳准则进行了论述,为提出地表掩埋式矿震定位系统的研究奠定理论基础。概述了地表掩埋式矿震定位系统,论述了台站选址及组成,根据煤矿矿震特征提出了地表台站的选址原则、密布布置方式、掩埋安装方式、宽频域速度传感器选择、三向速度传感器设计、掩埋防水数据采集仪研制、GPS时标授时、3G无线网络传输、太阳能电源组供电、网络传输结构及数据处理分析的WEB结构设计方案。分析了矿震和干扰信号的波形特征,介绍了地表掩埋式矿震定位系统识别初至波程序编写流程和部分程序的编程原理,讨论了设定阀值法、滑动平均值法、分形理论法、信息熵理论法的四种矿震波识别方法,并对比分析了这四种方法的共性和个性及优缺点。最后采用设定阀值法解决矿震信号的快速识别,采用信息熵法进行初至到达时刻识别解决精度问题,进行了震相的初步分析,推导了P波初动方向的计算公式,为后续的矿震发震时刻、震源定位奠定基础。基于矿震定位的特点,本系统应用单台定位和多台定位方法,提出多点定位方法的点数越多定位精度越高,密布测点是提高定位精度的方法,但也不能无限制的密布,从统计学理论分析,接收点超过10个精度提高的很小,地质结构非均匀性、非连续性、各向异性等很复杂,带来的误差很大,不能通过增加测点来解决,要通过各个区域放炮定位标定。通过概述地震震级、论述矿震震级不同于地震的特点、对比震级计算实例,可知拟合的持续时间震级公式适用于煤矿的矿震震级计算。探讨了室内试验,为将来地表掩埋式矿震定位系统与井下采区范围掩埋式微震监测定位系统的结合奠定前期研究的基础。