一、关于底板突水机理理论

　　底板突水机理研究可以追溯到20世纪初， 到40年代至50年代，匈牙利韦格弗伦斯第一次提出底板相对隔水层厚度的概念。 60年代至70年代，匈牙利将相对隔水层厚度的概念列入《矿业安全规程》。70年代至80年代末期，部分岩石力学工作者研究了底板的破坏机理。我国在60年代在相对隔水层厚度概念基础上，提出突水系数概念，即突水系数是相对隔水层厚度的倒数。 70年代后期修改了原有的突水系数概念。80年代各具特色的理论应运而生，最具有代表性的有开采煤层底板“下三带”划分理论、原位张裂与零位破坏理论、板模型理论、关键层理论等。

　　以山东科技大学为代表所创建的开采煤层底板“下三带”划分理论，在指导矿井水害防治方面起到了重要的作用。该理论已经写入国家煤炭工业局制定的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。然而，自该理论创建二十余年来，一直没有得到深入地发展，多数停留在对现象的解释，阻碍这一理论发展的主要原因有两点：一是该理论的理论基础是弹性力学，即把岩层看成无损伤的弹性体，显然与客观实际相差甚远；二是该理论是基于上世纪80年代以前浅层煤的开采实践提出的，一些重要参数的计算，如底板破坏深度，采用的是采深在500m以上的统计数据，因此，总结出的计算公式不适合深部煤层的开采。

　　针对“下三带”理论的不足之处，山东科技大学基于损伤力学、断裂力学和矿山压力理论，在开采煤层底板“下三带”划分理论基础上，提出了开采煤层底板“下四带”划分理论，即开采煤层底板可以划分出Ⅰ矿压破坏带、Ⅱ新增损伤带、Ⅲ原始损伤带、Ⅳ原始导高带，并推导出各带厚度的计算公式，给出了底板突水判别方法。

　　二、关于工作面内顶、底板岩层富水性探测技术

　　实践证明，井下直流电电法勘探是探测岩层富水性的相对最有效的手段。然而目前采用二维高密度探测矿井底板水，只能获得巷道底板的富水性特征，而不能获得工作面内部的顶、底板富水性情况的现状。针对二维高密度物探技术的不足之处，山东科技大学研制出了通过在工作面周边铺设电缆，采集工作面底板三维数据体的设备及数据处理软件，并结合三维成像技术，实现了工作面顶、底板富水性采前三维探测、三维数据体垂直及水平切割技术。实现了对工作面顶、底板富水性采前三维数据体的采集, 并且实现了采场底板含水性三维电阻率成像，可方便地进行水平及垂直切片，将工作面底板富水状态直观地表现出来，大量现场工作面探测结果表明该技术具有广泛的实用性和很高的准确性。

　　三、关于断层防水煤柱的留设

　　目前，断层按照其导水性可划分为导水断层和不导水断层，无论是导水断层还是不导水断层，现场一般都要求留设断层防水煤柱。现场在对采场底板断层防水煤柱留设没有统一的标准。有的根据断层的落差，人为制定留设断层防水煤柱的标准；有的根据储量计算及要求留设断层防水煤柱；有的根据一些规程规定留设断层防水煤柱；有的则是根据经验公式留设断层防水煤柱。所有这些留设断层防水煤柱的方法，都是只考虑断层本身的性质和特征，而没有考虑采场矿山压力这个因素。我们认为，采场底板断层的突水不应该仅仅是被看成地质及水文地质现象的一种表现，而应该同时被看成矿山压力显现的一种特殊表现形式。因此，在研究采场底板断层防水煤柱时，必须考虑矿山压力这个因素。

　　四、关于底板突水预测预报

　　采场底板突水预测预报方法的研究一直是承压水上采煤的重大课题。上世纪60、70 年代，我国水文地质工作者利用“突水系数”预测底板是否突水；80 年代，人们根据“下三带”理论预测底板是否突水；90年代，计算机在煤矿底板突水预测中的应用研究广泛开展，如模糊数学法、神经网络法、地理信息系统和多源信息复合处理法等。尽管利用“突水系数”预测底板突水的不科学性早已被人们所认识，而且80、90年代研究的各种预测采场底板突水的方法明显地优越于“突水系数”，但是由于该方法写入相关规程和煤矿条例，因此“突水系数”一直在煤矿底板突水预测中广泛应用。

　　针对突水系数考虑的因素仅仅包括水压和隔水层厚度预测底板突水的局限性，山东科技大学提出了用突水概率指数法预测采场底板突水的新方法。突水概率指数法考虑了包括含水层富水性，构造组合，隔水层组合及厚度，水压大小，矿山压力等多种因素对突水的综合影响，经过计算机程序化后，其现场可操作十分方便。