作为华北型煤矿煤系基底的奥陶系岩溶含水层,是影响石炭系煤层开采的主要充水水源。由于矿井开采向深部延伸,面临深部高承压甚至是超高承压(6-11MPa)奥灰水威胁,高压强富水奥灰水已成为制约深部安全开采的重要因素之一。研究深部裂隙岩溶水运移、富水规律,科学评价其对煤层开采的突水危险性,进行有效的预测预报工作,是确保深部煤层安全开采的重大基础性研究课题。兖州矿区下组煤(16_上煤和17煤)埋深大,且距底板奥灰含水层较近(20-80m),受高压、超高压(6-11MPa)奥灰水威胁严峻。论文以兖州矿区兴隆庄、东滩、鲍店、南屯、杨村、北宿六对矿井为研究区,通过地质分析、孔隙-裂隙率测试、构造量化、单孔抽(放)水试验、井下群孔放水试验、地下水流场数值模拟以及涌水量预计等科学评价研究区中奥陶统上部石灰岩含水层富水规律及突水危险性,并自主开发了地球物理探测三维可视化灾害预报程序,主要取得以下成果:(1)在兖州矿区下组煤及含、隔水层连井剖面图、基础上,总结了研究区中奥陶统的岩性特征,揭示了中奥陶统上部灰岩含水层空间展布规律。(2)通过中奥陶统上部灰岩溶裂隙率的统计、岩芯压汞试验、水质分析等研究,获得了中奥陶统上部灰岩溶裂隙和微孔隙特征,计算了中奥陶统上部灰岩含水层水介质溶蚀性,结合构造条件、径流条件,揭示了中奥陶统上部灰岩岩溶发育机理。(3)借助曲率法和分形理论,对研究区构造复杂程度进行了量化研究,结合抽(放)水试验成果,揭示了中奥陶统上部灰岩含水层富水规律。(4)在研究区内兴隆庄煤矿进行了现场井下群孔放水试验,并首次在兖州矿区建立了中奥陶统上部灰岩含水层地下水数值计算模型,并利用该模型计算了兴隆庄煤矿下组煤推荐首采区16_上煤、17煤开采正常涌水量和最大涌水量。(5)将VTK技术和Qt技术结合,将三维可视化技术引入煤矿瞬变电磁法地球物理探测,通过自主开发的软件建立三维数据体,实现了“三维立体展示”、“任意切片提取”、“异常体空间展示”等功能,并对其应用效果进行了验证。