承压水上开采,底板采动岩体裂隙在流固耦合作用下发育、扩展贯通,最终诱发底板突水,严重威胁着矿井的安全生产。长期以来,国内学者对水平及近水平煤层底板采动破坏特征及突水机理开展了大量的研究工作,取得了丰硕的理论成果,虽然对矿井水害的预测及防治发挥了重要作用,但对倾斜煤层底板的变形破坏特征及渗流特性的研究还不够完善。因此,本文采用理论分析、数值模拟以及现场实测相结合的方法,对倾斜煤层底板采动破坏特征以及矿井底板突水的危险性进行了系统性研究,并取得如下创新性成果:(1)基于半无限体理论及莫尔-库伦破坏准则,考虑了底板承压水压以及煤层倾角对采动底板的影响效应,结合倾斜煤层走向长壁开采时煤层采动底板支承压力分布规律,分别建立了倾斜煤层底板采动应力和破坏深度求解力学模型,推导计算了倾斜煤层采动底板内任一点处的水平应力、剪应力大小以及采动底板最大破坏深度。(2)按照正交试验设计方案,对倾斜煤层工作面底板破坏深度进行FLAC~3D数值模拟,对模拟结果分别进行矩阵分析和方差分析,确定了各主控因素对底板破坏深度的敏感性大小,给出了正交模拟试验的最优方案,即按照此方案实施后底板破坏深度最小,有效降低了矿井底板突水的危险性。(3)根据薄板理论,建立了倾斜煤层底板隔水关键层挠度求解力学模型,计算了倾斜煤层底板隔水关键层的挠度值,结合弹性力学中的莫尔-库伦破坏准则,求得了倾斜煤层底板隔水关键层任一点处的突水力学判据表达式。(4)对底板突水主控因素分别进行了主成分logistic回归分析和logistic回归分析。回归分析结果表明,主成分logistic回归分析的平均正确率较logistic回归分析的平均正确率高10%左右。基于主成分logistic回归分析,建立的底板突水回归模型的平均正确率较高,结合矿井实际开采地质参数,在一定程度上可以对倾斜煤层底板突水情况进行定性预测。(5)基于FLAC~3D数值仿真软件,建立了承压水上倾斜煤层底板流固耦合数值计算模型,模拟分析了工作面回采过程中,倾斜煤层底板孔隙水压力及渗流矢量的动态演化过程,确定了工作面底板的突水高危区,为倾斜煤层底板突水预测及防治提供了理论依据。(6)绘制了 3303工作面底板隔水关键层挠度函数的三维挠曲面以及底板挠度函数f(x,y)的等值线云图,求得了 3303工作面底板隔水关键层第一突水点处的突水力学判据表达式f(x0,y0),并给出了该工作面底板隔水关键层所承受的最大极限水压值。