微震监测是水力压裂范围探测的重要手段。利用微震监测可动态地观测井下煤层水力压裂裂缝扩展状态,评价水力压裂增透效果,对井下煤层水力压裂精准实施和瓦斯高效抽采具有重要意义。目前,井下煤层水力压裂微震监测处于应用探索阶段,基本沿用冲击地压微震技术,对煤层水力压裂微震响应机制的认识还未成熟,煤层水力压裂微震有效监测距离不明确,井下受限空间给微震震源定位带来了新的问题。本文使用理论分析、数值模拟、物理模拟和工程试验等方法,对井下煤层水力压裂微震进行了系统的研究。首先,开展井下煤层水力压裂微震响应规律和煤系地层弹性波传播特性研究;其次,提出微震震源三分量极化定位方法,建立三分量极化定位理论模型,并开展试验验证研究;再次,探索井下水力压裂破裂岩层岩性识别方法用以修正震源定位;最后,进行井下煤层水力压裂微震监测工业应用研究。本文主要研究成果如下:（1）揭示了煤岩水力压裂微震响应机制,发现了煤岩水力压裂声发射多频同响特征。煤岩体不同的局部破裂时会产生不同的谐振频率,释放不同频率的声发射信号,表现出多频同响特征,多频同响指数（MFRI）可以表征宏观裂缝的形成。砂岩水力压裂经历了微破裂、微破裂聚合和宏观破裂阶段;软煤水力压裂经历了原生裂缝连接、原生裂缝聚合和宏观破裂阶段。砂岩水力压裂为张剪破裂混合,软煤水力压裂主要为剪破裂。在宏观破裂阶段,砂岩表现为整体的张破裂,而软煤表现为整体的剪破裂。（2）揭示了煤系地层弹性波传播特性,提出了能量和频率双参数联合的微震监测距离计算法方法,获得了井下煤层水力压裂微震有效监测距离。微震有效监测距离与震源能量、频率和传播介质相关,研究表明,注水压力25MPa左右、注水流量约为10m~3/h的条件下,井下煤层水力压裂微震有效监测距离为200m。（3）提出了微震震源三分量极化定位方法,形成了三分量微震极化分析关键技术,开发了三分量微震监测系统,建立了大型野外微震监测试验平台。实际爆破震源定位反演结果表明,三分量极化定位方法绝对定位误差只有1.75m,而传统到时差定位方法的误差达到了100.52m,验证了三分量极化定位方法的有效性,解决了受限空间微震震源定位问题。（4）提出了煤岩水力压裂声发射信号岩性自动识别方法,建立了震源定位层位修正模型。基于长短期记忆网络、感知机网络和卷积神经网络的岩性识别结果表明,煤岩水力压裂声发射岩性识别精度达到了90%,识别结果可进一步用于修正微震震源定位。（5）微震监测工业应用研究表明:井下煤层水力压裂微震频率主要集中在150Hz附近;微震发震时刻主要集中在注水量为0～50m~3阶段;微震震源主要沿着临近孔方向和原生裂隙带方向分布,煤层倾向上部微震事件多于下部;微震震源分布与扰动应力演化相一致。红阳二矿水力压裂范围的半径为26～100m,水力压裂后的瓦斯抽采浓度比水力压裂前提高了61%。本文研究成果为井下煤层水力压裂微震监测提供了理论支撑,为水力压裂范围探测与评价提供了技术基础,对规范井下水力压裂、促进瓦斯安全高效抽采具有重要意义。