本文针对济宁三号煤矿十二采区3上、3下煤层的安全开采，对采区3煤层顶板水文地质特征及水害威胁程度进行了详细的分析研究。通过收集采区已有的勘探资料和揭露的地质及水文地质资料，采用沉积和构造地质学分析方法，研究了3煤顶板岩性构成，主要砂层分布及其变化，砂泥岩组合特征，侏罗系下部岩性及其结构特征；通过断层分维值采用箱形覆盖法量化了采区的构造指标，合理的评价了采区的构造复杂程度；采用多因素复合分析方法及模糊聚类分析法，并结合采区首采面顶板含水层三维电法探测，预测了采区范围内顶板含水层的富水性，并进行了水文地质分区；对采区东西边界断层孙氏店断层及F8断层在自然条件下的含、导水性进行了分析，运用FLAC-3D软件对多煤层重复采动条件下的断层活化机制及覆岩运动规律进行了模拟，提出了合理的断层煤柱留设尺寸；预测了3上、3下煤层重复开采时的顶板两带高度；统计分析了侏罗系与煤层之间的距离，与两带发育高度相对比，确定了剩余隔水层的厚度分布，评价了侏罗系底部含水层的充水性；综合顶板岩层结构、砂岩含水层富水性及冒裂带高度等因素，对3煤顶板水害威胁程度进行了评价；并依据充水含水层发育特征及充水性，预计了采区首采工作面的涌水量；研究成果对该采区3煤开采的防治水决策提供了科学依据。