随着浅部煤炭资源的枯竭,矿井逐渐走向深部开采,面临着高地应力、高水压及上覆煤层开采产生的含隔水层破坏以及采空积水等问题,矿井突水的潜在危险性也相应增大。与此同时,对于煤层直接顶为灰岩的煤矿来说,煤层开采时其灰岩直接顶及其上岩层如何响应,破坏规律又是如何?下组煤层开采时,顶板采空水、砂岩水、灰岩水是否会灌入井下?等等,这将对辛置矿井及同类矿井的安全生产具有重要意义和研究价值。论文在国家自然基金课题及企业委托项目的基础上,对辛置矿井10#煤层开采条件下顶板围岩破裂规律进行了研究,建立了灰岩顶板突水危险性评价模型,进行了突水危险性评价,并提出了针对性的防治水对策。具体取得了如下一些研究与工作成果:（1）通过分析矿井水文地质条件、现场采煤实践和岩样水样试验等资料,结合“砌体梁”和关键层等理论,得到:1)辛置矿井10#煤层顶部K₂灰岩强度主要受水岩作用影响,作用越强,强度越低;2)失稳的临界条件为顶板破断岩块之间的夹角,夹角越小,越稳定;3)垮落带高度为随动岩层的破坏高度,裂隙带破坏高度取决于顶板老顶的裂隙贯通度。（2）利用Flac3D对开采扰动下顶板的破坏过程进行了分步精细模拟,得出:1)相对于泥岩、砂岩顶板破坏特征,相同条件下灰岩顶板初次破断步距更大,灰岩顶板破坏周期较长,更容易产生局部块体发生滑落失稳的现象;2)灰岩顶板垮落带高度为12m左右,裂隙带发育高度为62m左右,与经验公式较为吻合;3)断层条件下,煤层顶底板的破坏将加剧,在大断距导水断层或导水陷落柱影响下,存在着底板奥陶系灰岩水垂向补给顶板含水层的可能性。（3）在理论分析和数值模拟的基础上,采用“三图双预测”方法构建了灰岩顶板突水危险性评价模型,详细对顶板直接充水含水层和老空水的突水危险性进行了计算和评估,得出:1)10#煤层直接顶板充水含水层存在四个分区,区内大部分地区处于突水危险区内,只有边界处的突水威胁较小;2)正常条件下,2#煤层采空区老空水在整个研究区是安全的,突水危险性小;3)富水系数比拟法预测出+450水平10#煤层工作面涌水量小于50m³/h。