煤炭是我国的主导能源,长期以来为我国的社会、经济发展做出了重要贡献。随着浅部资源枯竭逐渐进入深部开采,煤矿突水灾害的发生表现出诱因复杂、非线性、突发性、难以预测性等特点。尤其是对于承压底板水害,其监测预警与防控面临诸多困难。因此,学习和探寻历史水害发生的物理力学参数的突变前兆规律、获取和利用开采过程中采场响应产生的岩体破裂及水文突变等多源信息,并据此实现水害的智能预警具有重要理论和现实意义。本文立足于实现突水监测智能决策,采用数值模拟、理论反演及现场测试等方法,集成创新了包括开采前静态预测评价、回采中底板破坏微震实时监测与动态预测相结合的工作面突水危险性多源信息监测预警技术,并应用于工程现场进而验证了技术可行性,初步实现了淮南矿区深部A组煤开采底板水害的智能预警,旨在尝试建立基于微震和神经网络的煤层底板突水预警技术。主要研究内容如下:（1）结合裂隙岩体渗流和采动诱发煤层底板损伤破坏响应机制,利用RFPA-flow渗流耦合数值模拟软件,计算分析了底板破裂萌生、扩展、水压跟踪传递、以及隔水岩层变成导水通道的演化过程,揭示了典型地质构造区的突水机理。采动与渗透压叠加效应下应变不协调诱致底板岩体剪切变形、损伤与导通特性,陷落柱、断层等会破坏煤层底板的完整性,进而降低隔水岩体强度、削弱隔水层阻抗变形的能力,最终被下部的承压水击穿诱发突涌水灾害。（2）基于微震监测岩体破裂震源机制,提出了煤层底板“连通度”的科学概念,给出了采动过程中底板岩层的区域“连通度”的连续计算方法和纵深破坏导通的微震判识准则。当连通度大于1时,可认为两个微裂缝连通形成通道;当连通度小于1时,两个微破裂不会发生连通成缝。该值越大,底板采动裂隙穿透隔水岩层、形成导水通道的概率越大。通过基于微震监测的底板裂隙连通度计算及连通路径的识别,可以实现底板导水通道的动态表征与分级预警。（3）针对底板突水三要素:水源、水量及导水通道,以淮南矿区A组煤开采为工程依托,搭建了高精度微震监测系统、井上下水文监测系统,初步实现了两类技术、多种地质因素的耦合分析。通过监测数据分析研究得出,采动诱发煤层底板产生具有时空聚集特征、与底板“下三带”及采场来压显现相吻合的微震事件,水温、PH值等监测值呈季节性规律变化。（4）根据物联网监测结果,提出了集底板破坏微震监测、井下涌水点水文（水压、水温、水质等）监测、地面观测孔水位监测以及大数据智能实时预警为一体的煤层底板突水预警新方法和新技术。利用深度神经网络（DNN）构建了底板突水危险性回采前的静态预测评价模型和回采过程的动态预测预警模型。训练好的DNN模型预测的突水概率基本和实测值相一致,偏差保持在±0.2的范围内。长短期记忆（LSTM）神经网络模型在训练集和验证集上均具有较好的收敛性,均稳定在17.25%附近,预测结果与现场实测基本一致。本文研究实现了防煤层底板突水实时监测、分级和动态智能预警,能够为煤矿底板水害防治和智能化监测提供指导。图[89]表[13]参考文献[160]