论文针对实现金庄煤矿3110-3类孤岛工作面安全回采这一课题,采用综合指数法、数值模拟与震动波CT法等手段,对该工作面回采前和回采过程中的应力分布和冲击危险区域预测进行了系统研究,实现了该面的安全回采。采用综合指数法对3110-3工作面冲击危险性进行了评价,认为该工作面不可采,但是考虑到综合指数法是一种基于理论模型的宏观评价,其准确性有待于进一步考证和研究,因此采用数值模拟和震动波CT法进一步对该面的冲击危险性进行深入研究。实验研究发现应力与纵波波速间存在幂函数关系,说明震动波波速反演是研究区域内应力分布进而实现冲击危险预警的有效手段。对3110-3工作面采用主动CT工业性试验反演了工作面回采前的应力状态,发现工作面内存在一个强冲击危险区域,位于开切眼及前方120m的范围;两个中等冲击危险区域,分别位于工作面靠近开切眼约15m的材料巷和一采区专用回风巷与3110-3外运输巷交叉点开始的外运输巷20~85m范围。评价结果可用于指导工作面回采前的冲击矿压解危方案的设计。工作面回采后,为监测工作面回采过程中的应力分布,采用被动CT反演了五个时间段内的波速分布图,在可靠性范围内确定了前三个时段中3110-2工作面遗留煤柱存在明显应力集中,而工作面回采并未导致F3断层活化,材料巷中也并未出现明显应力集中。后两个阶段中,确定的重点防治区域为工作面前方的材料巷、运输巷的尾部及3110-3工作面的外运输巷。与数值模拟对比分析发现,五个时段内,数值模拟同样确定了煤柱区内存在高应力集中,但不同之处为受F3断层影响,断层附近的3110-3材料巷应力集中更加明显,冲击危险性也更高。利用记录的强矿震事件的震源位置和波速分布图与数值模拟进行了有效性对比,发现强矿震大多数落在CT反演的高波速区,而极少落入数值模拟得到的高应力区域。因此震动波CT预测技术相对数值模拟方法更能有效反映煤岩体应力,并能有效指导现场防冲措施的实施,但由于被动CT中需要使用大量矿震事件,其实时性较差,且受台站数量与位置影响较大,反演区域仍有限。