1.巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(a)根据掘进巷道重点监测区域及邻近巷道实际分布情况，选择合理数量的单分量和三分量声发射传感器，安装声发射数据采集仪，并且对声发射传感器空间布设进行优化设计，确定最优的声发射传感器台网布设方案；

(b)采用钻孔安装方式将声发射传感器安装在钻孔底部，钻孔由巷道内打至各个方向及掘进工作面斜前方，钻孔深度为几米至几百米，声发射传感器与孔底之间通过耦合剂进行耦合，减少噪声干扰，使传感器台网对掘进工作面前后方重点监测区域实现全方位包裹；

(c)以巷道掘进工作面中心为原点，巷道轴向为X轴，径向为Y轴，垂直方向为Z轴方向，建立声发射定位空间坐标系，准确确定各个声发射传感器的三维坐标，并利用爆破试验的主动震源来确定初始波速模型；

(d)根据步骤(c)建立的空间坐标系，对掘进巷道重点监测区域划分空间网格，将巷道围岩划分成若干边长为a米的空间立方单元体，并规定该空间立方单元体为单位体积单元体；

(e)划分好空间网格后，对声发射波形数据进行连续采集，对有效声发射信号进行自动检测，并自动拾取有效声发射波形的纵波高精度到时，即P波高精度到时，利用单纯形与双差联合定位算法，对巷道围岩破裂产生的声发射震源进行预定位；

(f)根据声发射定位事件的有效波形数量N、定位误差D、事件能量E对声发射震源预定位结果进行初次筛选；

(g)根据声发射波形到时及声发射震源预定位初次筛选结果，计算理论与观测到时差方差S、单元体评估值Z及理论与观测到时序列不吻合度I，并利用以上三个参数对声发射震源预定位初次筛选结果做进一步精准筛选，得到高精度定位事件；

(h)基于高精度定位结果，可对围岩破坏产生的时间、空间、能量进行动态表征，并进一步确定围岩破坏的时空演化规律，进行危险程度预测，选择最优的防治措施；

(i)设置时间窗口T，时间窗口T的长度可根据现场实际情况合理选择，将时间窗口T内的高精度定位事件作为已知震源，进行波速成像、波速差成像，并结合掘进工作面前方超前应力分布区对单元体评估值Z再次加权；

(j)在波速成像结果的基础上，确定最大波速为VMAX，将重点监测区域划分为波速V≥

0.7×VMAX的高波速区以及波速V＜0.7×VMAX的低波速区两个区域；

(k)根据波速差成像结果，计算波速差变化率G，并将单元体评估值Z结合所在应力区域加权，计算单元体区域评估值M；

(l)在波速V≥0.7×VMAX区域，当波速差变化率G≥波速差变化率预警值Gc且单元体区域评估值M≥单元体区域评估预警值Mc时，对该区域进行高危险性灾变预警；当波速差变化率G＜波速差变化率预警值Gc且单元体区域评估值M＜单元体区域评估预警值Mc时，对该区域进行低危险性灾变预警；否则，对该区域进行中危险性灾变预警；

(m)在波速V＜0.7×VMAX区域，当波速差变化率G≥波速差变化率预警值Gc且单元体区域评估值M≥单元体区域评估预警Mc时，对该区域进行中危险性灾变预警；否则，对该区域进行低危险性灾变预警。

2.如权利要求1所述的巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：所述步骤(a)中对声发射传感器空间布设进行优化设计时采用射线理论或合成数据测试的方法；所述步骤(b)中声发射传感器安装时，通过推送杆将声发射传感器推送至钻孔孔底；所述步骤(e)采用门槛值法、长短时窗法或赤池信息准则法对有效声发射信号进行自动检测，对巷道围岩破裂产生的声发射震源进行预定位，震源定位参数包括声发射震源时间、空间坐标以及能量。

3.如权利要求1所述的巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：所述步骤(a)中，声发射数据采集仪安装在巷道掘进工作面后方50‑100米的范围内或邻近巷道中，安装在邻近巷道中时，向邻近巷道打对穿钻孔，使数据通信电缆穿过对穿钻孔到达邻近巷道，将声发射传感器数据通信线缆与安装在邻近巷道中的声发射数据采集仪连接，巷道对穿钻孔采用PVC套管进行护孔；

声发射传感器应在空间三个方向上形成对巷道掘进工作面全包围的台网布设形态；对于巷道工作面上方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道垂向上的投影不小于50米；对于巷道工作面下方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道垂向上的投影不小于50米；对于巷道工作面前方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道轴向上的投影不小于200米；对于巷道工作面前上方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道径向上的投影不小于50米；对于掘进工作面前下方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道径向上的投影不小于50米；对于掘进工作面后方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道轴向上的投影不小于100米；对于巷道掘进工作面后上方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道径向上的投影不小于50米；对于巷道掘进工作面后下方的声发射传感器，至少保证有一个与工作面的距离在巷道径向上的投影不小于50米。

4.如权利要求1所述的巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：所述步骤(a)中，声发射传感器数量不小于12个，且根据声发射定位需要，在掘进巷道以及邻近巷道各布置1‑2个三分量声发射传感器，通过三分量传感器利用方位角法定位，进一步提高震源定位精度。

5.如权利要求1所述的巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：所述步骤(b)中，在打长钻孔时，需要在掘进巷道内向掘进工作面前方、后方、顶底板方向及在邻近巷道内向掘进工作面前上方、前下方打长钻孔，并在长钻孔孔底安装声发射传感器，对长钻孔采用PVC套管进行护孔。

6.如权利要求1所述的巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：所述步骤(f)中，初次筛选声发射定位事件时，根据有效波形数量N、定位误差D、事件能量E及其判定条件有效波形数量N≥有效波形数量优选值Nc个、定位误差D≤定位误差优选值Dc米、事件能量E≥事件能量优选值EcJ进行筛选。

7.如权利要求1所述的巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：所述步骤(g)具体包括：

(1)基于初次筛选声发射定位事件，计算出其理论到时T(u，v)与观测到时t(u，v)的差γ(u，v)，并且根据理论与观测到时差方差计算公式 计算理论与观测到时差方差S；

筛选出理论与观测到时差方差S≤理论与观测到时差方差优选值Sc的定位事件，上述计算公式中γ(u，v)为理论到时T(u，v)与观测到时t(u，v)的差，u为事件序号，v为通道序号，S为理论与观测到时差方差，N为有效波形数量；

(2)根据以上筛选的声发射定位事件，基于步骤(c)建立的声发射定位空间坐标系，将煤岩体划分为如步骤(d)所述的单位体积空间立方单元体，对声发射事件在一段时间、空间内的分布进行统计，将空间立方单元体内的事件按能量大小分为大、中、小三级，确定事件最大能量为EMAX，界定事件能量E≥0.6×EMAX时，该事件为大能量事件，当0.3×EMAX≤E＜0.6×EMAX时，该事件为中能量事件，当E＜0.3×EMAX时，该事件为小能量事件；

(3)根据空间立方单元体内事件能量大小分配权重，大能量加权系数e1＝0.6、中能量加权系数e2＝0.3、小能量加权系数e3＝0.1，对单位时间单位体积单元体进行加权，计算单元体评估值 式中Z为某一单位时间单位体积单元体评估值，Li为单位时间单位体积单元体内大、中、小各类事件的数量，ei为能量加权系数，当单元体评估值Z≥单元体评估值优选值Zc时保留该单元体内事件作为优选事件，当单元体评估值Z＜单元体评估值优选值Zc时舍弃该单元体内事件；

(4)将事件的各传感器观测到时进行排序得出观测到时序列，接着计算出事件的理论到时并进行排序得出理论到时序列，事件总的波形数为Na，接着计算出理论到时序列与观测到时序列不同的个数Ny，按照公式 计算出该事件的理论与观测到时序列不吻合度I；

(5)当理论与观测到时差方差S≤理论与观测到时差方差优选值Sc、单元体评估值Z≥单元体评估值优选值Zc、理论与观测到时序列不吻合度I≤0.2时，筛选出最优的声发射定位事件作为进行波速成像的已知震源。

8.如权利要求7所述的巷道围岩破坏声发射定位与波速成像监测及灾变预警方法，其特征在于：所述步骤(k)具体包括：

(1)在波速成像的基础上，选择合理的时间窗口T，起始时刻t0测得波速为v0，时间T后时刻t1测得波速为v1，时间2T后时刻t2测得波速为v2，对相邻两个时间窗口的波速做差值计算，Vd1为v1与v0之差，Vd2为v2与v1之差，随时长依次类推，进而进行波速差成像，在两段时长皆为T的相邻时间窗口内的波速差分别为Vd1与Vd2，获得两次波速差间隔时间也为T，据公式得出波速差变化率G，式中：G为波速差变化率，Vd1与Vd2为两段时长皆为T的相邻时间窗口内的波速差，之后判定波速差变化率G与波速差变化率预警值Gc大小，通过波速差和时间的关系对围岩应力变化和变形变化进行定量表征；

(2)将掘进工作面前方煤壁根据超前应力影响范围划分为三个区域，即卸压区A1、应力集中区A2、原岩应力区A3，所述卸压区A1半径范围为：0＜r≤R1，应力集中区A2半径范围为：R1＜r≤R2，原岩应力区A3半径范围为R2＜r；针对三个应力区分配权重，卸压区A1加权系数p1＝

0.3、应力集中区A2加权系数p2＝0.6、原岩应力区A3加权系数p3＝0.1，在单元体评估值Z的基础上对三个应力区域进行再次加权，根据公式 Z得出单元体区域评估值M，式中：M为单元体区域评估值，pn为所在应力区加权系数，Z为单元体评估值；

之后判定单元体区域评估值M与单元体区域评估预警值Mc大小，结合声发射震源定位、波速成像和波速差成像结果，确定巷道围岩应力状态、变形破坏程度及其时空演化过程，对巷道掘进过程中的围岩变形破坏及灾变进行监测预警。