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老空水水害是我国煤矿水害事故的主要类型之一，根据国家安全生产监督管理总局的事故统计，2006年至2015年间我国共发生煤矿重特大老空水突水事故36起，其中煤巷掘进工作面老空水突水事故28起。从而，煤巷掘进工作面老空水水害防治形势严峻。由于老空积水区分布调查困难，小断层、破碎带等导水构造不易勘探，且采掘扰动导致的围岩二次导水通道演化规律复杂，从而造成我国目前老空水突水机理观点不统一，尚缺乏有效指导煤巷掘进工作面老空水突水的预测和防治技术。从而研究煤巷老空水突水机理及预测技术具有重大的现实意义与工程价值。 对于煤巷老空水防治而言，有效隔水煤柱厚度为水体至巷道的距离减去老空侧围岩导水破坏深度和巷道侧围岩开掘破坏深度之和，因此研究采掘活动导致的围岩破坏范围至关重要。本文总结了确定采场和巷道围岩破坏深度的方法，并对煤巷开掘破坏深度的影响因素进行了正交数值模拟试验，得到了煤巷围岩开掘破坏深度的回归公式。针对老空积水区防隔水煤岩柱留设问题，本文总结了国内老空积水区防隔水煤岩柱留设的基本方法，并引入挪威海底隧道经验法和日本最小涌水量法，为合理煤柱留设提供参考。考虑到突水事故发生时，薄板型有效隔水煤岩体失稳的瞬时性，本文运用突变理论探讨薄板型隔水煤岩体强度不足失稳和外部动力扰动失稳的突变型煤巷掘进工作面老空水突水机理。 根据煤巷老空水突水事故案例资料的综合分析，并结合煤巷老空水突水特征，本文归纳得出了煤巷老空水突水的5个主控因素，分别为：老空积水高度、有效隔水煤柱厚度、煤柱强度、埋深、巷道跨度。基于这5个主控因素，建立了煤巷老空水突水危险ANN(Artificial NeuralNetworks)型及LR(Logistic Regression)型脆弱性指数预测模型。并运用这两个预测模型对碾子沟煤矿101工作面回风巷及开切眼进行了老空水突水危险预测。回风巷ANN型及LR型老空水突水危险脆弱性指数最大预测结果分别为：0.96和1.0；开切眼最大预测结果分别为：0.83和0.89，表明老空水突水危险性极高。矿方最终确定留设防水煤柱30 m，重新设计的碾子沟煤矿101工作面走向向南旋转14°。