谷家台铁矿水文地质条件极其复杂,是国内有名的大水矿山。为实现水下安全采矿,经过多年研究探索和实践,谷家台铁矿应用国内外首创的近矿体顶板灰岩帷幕注浆堵水技术,成功治理了地下水,实现了水下安全采矿,创造了较高的经济效益和社会效益。本研究系统性地总结了谷家台铁矿开采的全过程,即前期治水形成帷幕隔水层——中期采矿方法选择和应用——后期采空区顶板稳定性研究三大部分,三者之间相辅相成互为依托构成一个完整的体系。笔者结合在该矿十余年来的治水和采矿实践经验,分别对治水、采矿和围岩检测三部分内容进行了创新性研究,提出了新的观点并在实践中加以应用,取得较好效果。第一部分以谷家台铁矿注浆堵水和充填采矿现状为背景,在对地质和水文地质资料汇总分析基础上,系统整理了目前实施的近矿体顶板灰岩帷幕注浆堵水技术的关键步骤和技术指标,并突破常规注浆堵水思路,通过分析断层构造机理和导水作用,创造性地提出了治理断层构造的必要性和治理步骤,将断层治理钻孔网度加密至5米×5米,钻孔深度超出矿体50米以上,同时在采矿设计时将间柱布置在断层位置保护好断层,尽量减少采矿对断层造成的二次破坏。通过钻探和采掘实践检验,断层治理效果较好,极大地降低了出水风险。第二部分分析了谷家台铁矿选择下向胶结充填采矿法的原因,既在注浆形成的上盘帷幕下采矿,需要保护好帷幕层,确保采矿过程不能对其造成大的影响破坏,且矿岩稳固性较差,综合比较下向进路胶结充填法采矿是较为适宜的方法。文中在总结下向进路充填采矿法的特点、采场布置、结构参数、回采步骤、膏体充填等工艺基础上,重点对充填接顶技术进行了研究改进,提出了多项措施,经实践接顶率达到90%以上。第三部分是在青岛理工大学与莱芜矿业有限公司合作开展的基于GPRS的顶板帷幕稳定性远程网络实时安全监测技术研究基础上,通过对检测结果分析和数值模拟计算,得出采空区围岩较为稳定的结论,从而也验证了目前采用的近矿体顶板帷幕注浆堵水技术和充填采矿法相关参数是可靠的。