突水是我国煤矿存在的重大安全隐患,随着矿井产量的不断增加,开采深度不断增大,多煤层开采等原因,一种新的顶板水害类型——覆岩离层水水害开始出现,并由于其具有瞬间水量大、突水征兆不明显、危害大等显著特点而逐渐引起矿业安全界高度重视。目前,国内外研究成果主要集中于离层形成机理、分布规律及离层注浆减沉的工程应用,对于离层“水-气”形成条件及其涌突水-溃气(瓦斯)机理等研究很少,因此开展此方面的研究有着迫切的必要。论文在已有国内外研究基础上,以卧龙湖煤矿为工程背景,以现场实测、理论分析、数值模拟为手段,在分析离层水-气动力灾害事故发生的背景条件基础上,围绕“离层的形成→离层“水-气”的集聚→离层“水-气”突涌”这一主线,对厚脆硬覆岩下采动离层水形成及涌突机理进行了深入的理论研究和探讨。论文通过研究8煤上部5、6、7含的岩层分布及岩层岩性、厚度变化规律,对5、6、7含岩层采样,并对试样进行物理力学性能的综合分析测试,在此基础上建立了工程地质模型,采用FLAC3D软件对采动条件下不同尺度、空间形态工作面的应力场、位移、和塑性区进行数值模拟分析。同时通过理论计算确定了8煤上部岩体破断距离。通过研究、分析得到以下成果:(1)通过对岩样的物理力学性能的测定得到8煤上部砂岩的平均抗压强度为69.12MPa、抗拉强度为4.46MPa;粉砂岩的平均抗压强度为24.77MPa、平均抗拉强度为1.97MPa;泥岩的平均抗压强度为18.80MPa、泥岩的平均抗拉强度为1.57MPa。(2)利用地面钻探、流速流量测井和数值模拟综合研究了厚脆硬顶板采动情况下8煤覆岩离层的发育演化规律:并提出了离层积水的基本条件分别为:离层的发育位置位于导水裂隙带之上、离层周边存在补给水源、离层周围岩体的渗透能力较强。(3)通过对8煤上部的砂岩层分布特征的分析,8煤层上部多为K3砂岩含水层,当8煤顶板形成离层空间后,会受到K3砂岩含水层的水源补给,从而形成了“积水-聚气”离层带;(4)采用理论分析、数值模拟方法对8101工作面顶板突水通道的形成进行了分析,结果表明,该工作面突水是由于K3砂岩岩层突然断裂,其断裂时产生的冲击能量会冲击到离层下位岩体,致使该岩体发生较大变形量和变形速度,产生瞬间失稳破坏,形成与导水裂隙连通的动力突破带。(4)利用弹性等理论对离层下位岩体受到冲击作用形成动力突破带的过程进行推导,提出了相关的理论表达式(5)提出离层水害发生的最为直接的原因是“积水-聚气”离层的形成,并建立了相应的工程地质模型,由此提出防治离层积水聚气的关键技术是在工作面外建立截流孔对离层水进行截流、预计工作面上方离层发育的位置,设置导流孔来截断离层水补给水源、超前疏放离层水。本研究进一步丰富了两淮区域离层水害的防治技术。