中国主要煤炭生产基地——华北型煤田大部分分布在岩溶地区,煤层顶底板突水为其主要水害问题。摸清华北型煤田的水害发生条件,对于矿区安全开采具有重大现实意义。但是,由于岩溶水系统的复杂性和隐蔽性给深入认识区域地下水的补排条件、矿区岩溶水流动系统特征、矿井充水条件及水害评价带来一定的困难;加之煤层顶底板岩溶发育的非均质性导致对岩溶含水系统的认识、水文地质概念模型及矿井涌水量的预测存在较大的不确定性,从而直接影响岩溶矿区的水害预测与防治。因此,如何融合各类零散信息,准确刻画岩溶含水系统的非均质性及岩溶水流系统的边界条件,建立较可信的矿区地下水流数值模拟模型,预测矿井涌水量及岩溶水水害,具有重要的理论和实际意义。　　 本文以河南荥阳王河煤矿为例,在分析区域水文地质条件的基础上,划分王河煤矿区域岩溶水流动系统特征,并利用水化学及同位素等资料进行印证;利用信息融合技术整合多源(地质、水文地质、地球物理)信息,刻画矿区含水系统三维结构,利用GMS建立较高仿真度的水流数值模拟模型,预测矿坑涌水量,采用层次分析法和商权系数对王河煤矿煤层底板突水危险性进行了评价,并提出了矿区水害综合防治措施建议。主要成果如下:　　 (1)王河煤矿位于荥巩矿区山前奥灰岩溶地下水的强径流带,大气降水是矿井水的主要补给来源,在矿区南部中寒武统张夏组～中奥陶统灰岩出露范围接受降水补给,以侧向径流的方式进入矿区充水含水层,以矿井排水为主要排泄方式,目前采煤排水已形成大规模降落漏斗,漏斗中心位于111采区111070工作面处。岩溶水动态特征:多年来矿区岩溶水位持续下降,表明矿坑排水消耗储存资源,岩溶水系统处于负均衡状态;水化学及同位素分析结果表明:矿区处于岩溶水区域流动系统的排泄区,降水自徐庄组地层以上灰岩出露范围入渗,沿程岩溶水位埋深加大,径流途径加长,水交替缓慢,地下水以侧向和垂直上升运动为主,水化学类型复杂。　　 (2)威胁-1煤层安全开采的含水层主要是煤层顶板的L1-2灰岩含水层和煤层底板的奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层,且两含水层水力联系密切。　　 (3)影响王河煤矿矿井突水的主要因素有岩溶含水层富水性、奥灰水头压力、隔水底板厚度、构造复杂程度和矿山压力五个方面。故选取含水层富水性、奥灰水头压力、隔水底板厚度、开采深度4个评价指标,用层次分析法和熵权系数法相结合求取各评价指标相应权重。结果表明,对矿井突水危险性影响程度最大的指标为含水层富水性和隔水底板厚度,其次为奥灰水头压力,此外开采深度对矿井突水害也有重要影响。　　 (4)为安全开采王河煤矿-1煤层,采用信息融合技术中进行底板突水综合评价:基于GIS的空间分析功能,将层次分析法和熵权系数法综合确定的各评价指标权重贡献率赋予各因子专题图层,进行加权融合,形成具有拓扑关系的复合图层,利用底板突水指数模型计算突水指数,进行-1煤层矿井突水危险性评价分区与模型验证,并与传统的突水系数法进行比较,发现多源信息综合评判法准确度较高。评价结果显示:底板突水是多因素共同作用的结果,突水极危险区与突水危险区主要分布在构造裂隙发育的岩溶富水区和隔水底板较薄的深部地段,与含水层富水性、水压、隔水层厚度和开采深度有关。　　 (5)通过综合运用地质统计学、信息融合和三维可视化等技术,借助GMS建立不同尺度的矿井涌水量数值模拟模型,进行矿井涌水量预测并对区内地下水位做敏感度分析。结果表明:王河煤矿近期开采的不同开采工作而的正常和最大涌水量中,111070工作面开采正常和最大涌水量分别为490m3/h和690m3/h,113090工作面开采正常和最大涌水量分别为350m3/h和490m3/h,113110工作面开采正常和最大涌水量分别为560m3/h和790m3/h,113120工作面开采正常和最大涌水量分别为590m3/h和830m3/h。涌水量预测结果表明,研究区中上寒武—奥陶系含水层中的水是可以疏降的,采取疏水降压措施实现安全开采。　　 以上研究成果可为王河煤矿今后矿井水害防治工作以及类似岩溶充水型煤矿水害防治提供科学依据。