本文采用沉积学、岩石学、构造-地层学和岩体结构-岩石力学等学科交叉的研究思路，综合多学科的研究方法和技术路线，以巨野煤田龙固井田3煤层顶板结构及其稳定性影响因素为实例，对煤层顶板岩性构成及组合特征、3煤层顶板的地质属性特征和岩石力学属性特征进行了系统研究，提出了龙固井田3煤层顶板稳定性分析方案，并就顶板稳定性研究、评价和预测的新方法进行了探讨。以沉积学、地层学等方法为技术手段，详细研究了煤层顶板岩性分布特点、沉积层序及组合结构特征，总结出了五种顶板岩性组合类型：煤层．厚层状砂岩(老顶)组合、粉砂岩-厚层状砂岩(老顶)组合、泥岩-粉砂岩-厚层状砂岩(老顶)组合、粉砂岩-泥岩-厚层状砂岩(老顶)组合、泥岩．厚层状砂岩(老顶)组合。对煤层顶板构造尤其小断层特征及分布特点进行了精细分析，并与顶板构造-地层分析方法(如强岩层效应值分析法)结合起来，两者相互渗透、相互映证，对相关参数进行了深入分析，将研究区煤层顶板构造稳定性划分为五个级别：稳定，较稳定，中等稳定，较不稳定、不稳定。对煤层顶板岩性特征、岩层结构特点、沉积变化规律、地下水的影响、不同岩层组合关系及其总体力学效应进行了详细研究，总结出了煤层顶板岩石抗压强度空间分布规律，并据此对顶板稳定性进行了岩石力学分区。综合分析煤层顶板结构及影响煤层顶板稳定性的各种因素，确定了顶板稳定性相关因素的定量关系。在此基础上，建立BP人工神经网络模型，对龙固井田煤层顶板稳定性进行定量预测，分析了煤层顶板稳定性，提出了综合评价成果。