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随着开采深度的增加,煤层底板隔水层承受的奥灰水水压增大,突水的概率增大。突水后,排水成本也随着开采深度的增加而增高。底板突水不仅威胁矿井安全,而且大大降低矿井经济效益。底板突水机理的研究对突水的预防和治理有着重要的指导作用。利用理论力学和数值模拟分析深部开采条件下底板岩层在突水发生时的不同作用;发现煤层底板采动破坏带之下一定厚度岩层中的裂隙在突水发生时可以活化、失去阻隔水能力。以邯邢矿区某矿为例,采用FLAC3D对这一过程进行了模拟,得出了底板岩层塑性破裂深度和裂隙活化带发育最小深度。根据煤层底板岩层在突水通道形成过程的不同作用,深部开采条件下底板岩层可以划分为失去阻隔水能力的采动破坏带、失去对高压水阻隔能力的裂隙活化带、导水通道发育的潜在导升带。裂隙活化带是指在采动影响和高压水作用下,裂隙可以活化而失去阻隔水能力的岩层。潜在导升带是指突水形成时所必须的最小导升通道发育范围。基于邯邢矿区煤系地层裂隙发育的分布规律研究和潜在导升带内所分布的薄层灰岩水平裂隙对垂向裂隙的水平连通作用研究,发现潜在导升带内薄层灰岩的分布导致了底板突水概率的增加。基于上述研究,邯邢矿区深部开采煤层底板奥灰突水机理可以概化为:在采动影响下,煤层底板破坏带和裂隙活化带失去阻隔高压水的能力,潜在导升带内的薄层灰岩对其上下的垂向导水通道连通,使得导水通道导通奥灰水和裂隙活化带的概率增加,形成突水。深部奥灰岩层主要以溶蚀缝隙为主,连通形成的空间形式主要为“格架状”。通过对浆液在裂隙中运移的理论分析,得出注浆的主要影响因素为受注介质类型和浆液的粘滞性。对实际的注浆压力变化曲线进行分析,得出受注介质类型主要有裂隙型受注介质、空洞型受注介质、组合空间型受注介质。通过对常用比重浆液粘滞性时变过程的测试,得出不同比重浆液粘滞性的时变特征;比重为1.2的水泥浆粘滞性基本不随时间变化,比重为1.3的水泥浆粘滞性随时间有一定的增大,但是增加幅度较小,比重为1.5的水泥浆粘滞性随时间有明显增大。在目前采用的均布水平钻孔注浆治理基础上,提出了奥灰富水含水层中注浆的浆液控制关键:稠浆低压充填注入和稀浆高压补充的浆液控制技术与及其工艺参数。