我国煤炭已探明的地质储量排世界第三,开采量近年来一直排世界第一,约35亿吨煤,煤炭占据能源结构60%。由于我国煤层赋存复杂且受开采技术的限制,矿井水害事故严重制约煤炭工业的发展。奥陶系灰岩是华北石炭二叠系煤田的基底,具有承压水位高、水量大、水头压力大等鲜明特征,并有大量岩溶裂隙发育,隐伏了很多构造,距离煤层底板少则几米多则几十米,对工作面开采威胁大。与其他类型煤矿灾害相比,底板突水事故具有很大的危害性和普遍性,一旦发生轻则淹面重则淹井,会造成大量人员财产损失。探测底板破坏深度及承压水导升高度存在重大需求。本文针对奥灰承压水上带压开采突水防治的难题,通过理论分析、现场实测、实验室试验、数值模拟等手段研究底板破坏及承压水导升高度探测及分析模拟,论文的主要成果和结论如下:对底板破坏弹性波场、电磁场响应特征进行了研究,据此选择底板破坏深度探测方法。弹性波场响应研究包括弹性波波动方程、煤岩介质中弹性波传播特性、底板岩体破坏与弹性波场响应关系,进一步总结出声波速度场时间演化规律、声波速度场空间演化规律;电磁场响应特征研究包含电磁波传播特性、衰减特性、孔间无线电波透视法原理和电磁波底板探测实例;对底板破坏深度方法进行优选,选取单孔声波测速和双端封堵侧漏地质法。据研究区域地质及水文地质概况,采用单孔声波测试和双端封堵测漏地质法分阶段测试底板破坏深度和范围。某矿3501工作面隔水层底板至奥灰顶伏界面距离差异大,最短距离只有20.1m,且奥灰含水层富水性不均匀;声波测试结果分析包括工作面推进与声波速度关系分析、埋深与声波关系分析,21m以下测区声波波形维持不变,即声波2号孔的破坏下限是21m,同理3号孔、4号孔破坏下限分别是19m、16m;根据双端封堵测漏地质法1～8号观测孔测得的破坏深度是24、17、16、15、20、25、18m,推算底板垂直破坏深度是6.0m。为进行奥灰承压水导升高度现场实测。优选高密度电阻率法进行测试;首先根据3501工作面现场实际情况,分别对工作面回风巷、运输巷布置476m长的测线,隔离系数N最大值取15,设80个测点,按照上述要求分别进行温纳四极、偶极、微分测定;测试结果表面,底板岩性分为5个电性层,通过低阻异常区向上发育情况推断出奥陶系灰岩含水层顶伏界面距煤层底板30m。根据底板岩层力学参数试验、FLAC3D底板破坏数值模拟、西翼开采安全评价及试采工程实践。据底板各岩层试样力学参数试验结果,得到各岩层的物理力学参数、渗透系数和孔隙率,作为FLAC3D底板破坏数值模拟的依据;通过分析数值模拟结果,确定底板岩体塑性破坏深度为12.4m,承压导升高度为19.4m,与现场实测结果相符;结合突水系数法和阻水系数法对井田西翼进行分区安全评价;利用3501工作面工程实践,验证了上述结果。研究成果为应用弹性波场探测、高密度电阻率探测现场实测底板破坏、奥灰承压水导升,并结合力学参数试验、数值模拟评估奥灰承压水上带压开采突水危险提供了依据。