矿井突水一直是威胁煤炭安全开采的重要地质问题。因此有必要提前预测掌握矿井的突水风险和涌水量情况,以提前预防矿井水害事故,保障矿井的安全生产。本文以新疆克尔碱矿区为研究对象,基于GIS地理信息系统对矿区主采煤层的顶板突水风险进行了预测评估,同时运用GMS地下水数值模拟软件煤层开采过程中的涌水量进行了模拟预测。本文主要研究成果有:(1)选取了相应地学因素构建了煤层顶板含水层富水性评价指标体系,运用GIS系统构建了各指标的空间分布专题图。基于变权理论对煤层顶板含水层富水性进行了评价。并结合实测涌水量数据证明其准确性。同时计算煤层顶板导水裂隙带发育高度并绘制了煤层顶板冒裂风险分区图。最终基于“三图法”基本原理,对煤层顶板突水风险进行了综合评价。最终结果显示矿区中部为突水风险较高区域,应作为涌水量预测和防治水工作的重点区域。(2)构建研究区流场数值模型,分单井开采和群井开采两种工况对矿井涌水量进行了模拟预测。单井开采工况以十一号矿井为例模拟了涌水量随开采进程的动态变化规律,群井开采工况模拟预测了矿区未来大规模开采时各矿井的稳定涌水量。同时对比了两种工况下十一号矿井的涌水量差异,结果表明群采情况下各矿井同时疏排水相互之间流场会发生较大的干扰。(3)在水文地质模型的基础上模拟了群采工况下矿井疏排水对地表河流水量的影响。同时模拟了在河流两岸设置禁采区后河流流量的损失情况,分析了设置禁采区对于减少河流流量损失的作用。同时运用模糊数学综合评价方法对矿区目前开采条件下的地表水和地下水水质情况进行了评价分析。最终根据突水风险评价结果和涌水量模拟预测结果提出了一些具体防治水措施和水资源保护措施。