近些年,随着华北地区煤炭资源大规模开发,开采水平已转向深部及下组煤开采阶段,来自煤系底板奥陶系灰岩承压水危害日趋加剧,构造型底板突事故频发,如渭北矿区主采煤层底板贯通型断层构造普遍存在,如何有效防治贯通型断层底板突水灾害是该矿灾害防治的重点。因此,揭示渭北煤田承压水上开采下组煤贯通型断层底板突水机理,是实现底板“保水采煤”的基础和关键,是目前亟待解决的重要科学问题。基于此,本文以董家河煤矿5号煤层底板为研究对象,采用理论分析、数值模拟和工程实践等研究手段,对贯通型断层底板的采动破坏特征和灾变规律进行深入讨论,主要结论如下:(1)在分析渭北矿区水文地质及以往突水资料的基础上,对渭北矿区断层类型进行划分,总结了断层活化过程和影响底板断层活化导水的主要因素,即矿山压力、承压水水压、断层类型、断层倾角及底板岩性组合方式等,在这些因素共同作用下断层是否活化则是决定底板能否突水的关键。(2)综合考虑了工作面采空区顶板“拱形”冒落矸石压力和承压水水压对底板应力场的影响,建立了充分开采前、后的底板附加应力力学模型,结合弹塑性力学,推导得出充分采动前、后底板岩体力学分布状态和垂直应力、水平应力及剪应力表达式,并依据强度破坏准则,给出了底板岩体及断层塑性破坏范围,并结合现场实际地质力学参数,分析了不同岩性组合及断层倾角下底板岩体构造破坏特征。同时,结合极限破坏理论,建立了断层带内承压水诱发底板突水力学模型,推导得出极限平衡状态下承压水水压与留设防水煤柱宽度间的力学表达式,给出了防水煤柱留设的极限宽度解析解,为工作面防水煤柱留设提供了理论依据。(3)采用FLAC3D有限差分软件,以董家河煤矿5号煤二水平三采区为工程地质背景,建立了贯通型断层底板流固耦合数值计算模型,分析比较了不同断层倾角下“断层活化→裂隙扩展→突水通道形成→底板突水”全过程,揭示了贯通型断层底板采动破坏规律、断层活化导水规律、应力场和位移场演化规律及渗流特征。(4)基于董家河煤矿23503工作面实际开采条件,给出了防水煤柱留设最小理论宽度,并结合两种煤柱宽度工况下的底板变形破坏及断层活化规律,确定了防水煤柱安全宽度,安全阈值优于《煤矿安全规程》经验值,为工作面新开切眼的选址提供了合理数据。结合本文研究成果,提出了工作面及新开切眼下方底板注浆改造实施方案,实现了采面安全回采,为渭北矿区相似条件构造型底板水害防治工作提供了工程借鉴及实践经验。