煤矿突水灾害是我国煤矿开采所面临的重要灾害之一。为了研究平顶山煤田十三矿灰岩含水层岩溶发育程度的差异性以及煤层开采时煤层底板石炭系灰岩与寒武系灰岩岩溶含水层的突水危险性,利用多维可拓物元模型对十三矿石炭系、寒武系灰岩岩溶发育程度量化,在此基础上构建了以岩溶发育程度、单位涌水量、突水系数、断层复杂度、开采深度为评价指标和以改进层次分析法、模糊可变集理论为评价方法的煤层底板突水评价模型。取得了以下研究成果:（1）十三矿煤层底板岩溶含水层主要有石炭系及寒武系灰岩,其中石炭系灰岩L₂、L_5-7含水层富水性好,构成了煤层底板直接充水含水层,寒武系灰岩厚度大、矿压水压大,对煤矿开采工作威胁较大,是煤层底板的间接充水水源。（2）岩溶发育程度在平面上具有差异性,己一和己二采区岩溶发育程度为Ⅱ-Ⅳ级、平均量化值为3.0,己三采区为Ⅲ-Ⅴ级、平均量化值为4.0,己四采区为Ⅳ-Ⅴ级、平均量化值为4.7;即己四采区岩溶发育程度最高,己一和己二采区最低。垂向上具有分层性,石炭系太原组L₁-L₄岩溶发育程度为Ⅳ-Ⅴ级、平均量化值为4.5,太原组L₅-L₇为Ⅲ-Ⅴ级、平均量化值为3.75,寒武系灰岩为Ⅱ-Ⅳ级、平均量化值为2.75;即由浅至深,岩溶发育程度呈逐渐降低的趋势。（3）基于分形理论确定了十三矿断层构造分形分维值,根据断层分维值划分矿区断层构造的复杂程度分区,结果显示,十三矿断层复杂程度划分成五个等级,断层分维值小于1.3的占34.04%,断层分维值处于1.3到1.5之间的占23.4%,断层分维值大于1.5的占42.56%,整个矿区断层分维均值为1.36,断层复杂度为中等。（4）耦合改进层次分析法与模糊可变理论对十三矿底板突水危险进行评价,评价结果表明,十三矿底板突水危险按照评价结果也划分成五个等级,其中己一、己二采区评价结果小于3.0,划分为无突水危险区,己一己二采区已采掘完毕,未发生突水事故,与实际吻合;己三采区评价结果处于3.5-4.5之间,划分为高突水危险区;己四采区评价结果处于2.5-3.5之间,划分为中等突水危险区。