矿井水害是我国煤炭资源在开采生产中经常遇到的主要地质灾害之一,其严重影响煤矿安全生产。我国矿井水害的防治,一般从矿井突水水源和涌突水通道着手,因此,开展矿井突水水源判别方法和系统研究,对矿井突水灾害防治,具有重要的理论指导意义和工程实用价值。本文通过对采集水样进行水质类型判定和水化学数据分析计算,分析高平矿区域水文地质特征及主要含水层水文地球化学特征,总结了各含水层的特征离子分布规律;数学判别模型研究方面,在灰色关联分析、多组逐步判别分析和系统聚类分析的基础上,提出了灰色关联-多组逐步联合判别分析模型,在模型判别准确性上得到了提升。在此基础上,基于C#语言,初步设计并开发了矿井突水水源判别系统。研究内容和结果如下:(1)高平矿区域地下水系统属三姑泉域,通过特征离子曲线图及Piper三线图分析研究,得到高平矿区主要含水层水质类型,通过各主要含水层主要阴阳离子与TDS的相关性分析研究,总结出各含水层主要特征离子及其变化规律特征。(2)在灰色关联、多组逐步以及系统聚类数学理论分析的基础上,构建基于灰色关联分析、灰色关联-多组逐步判别联合分析以及系统聚类分析的矿井突水水源判别模型,通过利用MATLAB仿真计算,实现对高平矿区矿井突水水源判别工作,讨论了各模型特点;(3)通过以上研究成果,以矿井突水判别模型作为核心,结合矿井水质指标体系,设计并开发了新的矿井突水水源判别系统,在系统中实现了对水样的水化学特征分析和突水水源判别,同时实现了对水化学数据信息的访问和编辑,实现了系统的可操作性和实用价值。