神东矿区煤层赋存浅、煤层厚度大、基岩薄、松散层厚且松散层底部富水性强,矿区内工作面普遍采用综采或综放技术进行开采,导致覆岩破断程度大幅度增加。采动影响下采场与地表含水松散层形成贯通性通道,进而水砂混合体涌入工作面,造成溃水溃砂事故的发生。工作面溃水溃砂事故严重影响了井下煤炭生产的正常进行,同时严重威胁了井下工作人员和生产设备的安全。薄基岩和厚松散含水层共存的特殊地质采矿条件,决定了其覆岩破坏规律的特殊性。本文以神东矿区浅埋薄基岩工作面开采诱发的溃水溃砂灾害为研究对象,采用现场实测、理论分析、实验室实验等多种手段,综合开展薄基岩厚松散含水层采煤工作面溃水溃砂灾害机理及防治技术研究。通过分析大量现场灾害特征和矿压实测数据总结溃水溃砂灾害规律;通过开展岩土样本室内实验研究,得到了典型覆岩及松散层砂土体物理力学性质;通过分析软弱岩层的承载特性,提出了主控岩层及其所控软弱岩层协调承载的“主控层-软弱层”组合承载结构,推导了“主控层-软弱层”组合承载结构失稳判据;利用相似材料模拟实验得到了不同基载比条件下的覆岩破坏特征,并对“主控层-软弱层”组合承载结构模型进行了验证;自主研发了松散含水层水砂溃涌影响因素测试装置,利用正交实验原理设计并实施了 25组水砂启动实验,实现了溃水溃砂灾害的室内模拟并得到了裂隙因素和物源因素对溃涌的定量影响程度;根据流体力学、静力学和强度准则等相关理论对松散含水层溃水溃砂机理进行分析,首次提出切顶后侧方失去约束的砂土体溃涌单元,建立了覆岩切落后砂土自由面侧向三角单元体稳定性力学模型,推导了覆岩切落后溃水溃砂灾害启动判据,利用椭球体放矿理论求解了含水松散层溃涌范围及最小溃涌量;根据浅埋薄基岩工作面溃水溃砂机理提出了协调防切顶、疏放水以及松散层底部注浆加固的溃水溃砂灾害防控技术体系,结合现场实际工况验证了理论成果的正确性。本文研究内容属于特殊地质采矿条件下安全开采问题,研究成果对特殊开采理论的深入和丰富具有一定的理论意义,在促进煤炭资源高效安全开采方面具有较强的应用价值。论文研究主要有以下成果:1)根据神东矿区大量溃水溃砂现场灾害总结并分析了溃水溃砂灾害特征,主要表现为:灾害发生期间伴随顶板架前或架后切落,灾害发生期间采场涌入水砂混合物。据此,确定了覆岩切落及水砂条件是诱发水砂溃涌的两个关键因素。2)通过分析软弱岩层的承载特性,认为当软弱岩层破断块度及回转角度满足一定条件时,也可形成具有一定承载能力的铰接结构,主控岩层与其上覆软弱岩层协同控制覆岩运动,并提出了主控岩层及其所控软弱岩层协调承载的“主控层-软弱层”组合承载结构;针对神东特殊赋存特征提出了基本顶对应的“单回转岩块”结构;将薄基岩工作面任何层位覆岩划分为“简支梁-简支梁”组合承载结构及“单回转岩块-简支梁”组合承载结构两类,将神东矿区首采煤层整体覆岩结构骨架划分为1～k组“简支梁-简支梁”组合承载结构、1组“简支梁-简支梁”组合承载结构、1组“单回转岩块-简支梁”组合承载结构、1组破碎顶板四类;提出了覆岩骨架中顶部组合承载结构自稳判据,并得到了覆岩多组“主控层-软弱层”组合结构破坏情况循环判断方法;得到了覆岩结构失去自稳能力后支架所受载荷计算公式,,据此,提出了薄基岩厚松散含水层下回采架前静压型、架前动压型、架后自由切落型的3种切顶形式,并建立了覆岩切落后由切顶幅度确定的水平溃涌通道宽度模型。3)基于溃涌工作面覆岩特征,提出“由矿压控制的覆岩自身运动情况及完整性来确定采场基本顶层位”的相似材料模拟思路,取得了较好的相似模拟结果。对于松散层厚度为40m、基载比大于0.625的工况,采场覆岩持续发生贯通至地表的切落;对于松散层厚度为40m、基载比大于0.75的工况,初次来压期间,覆岩表现为下位冒落、中上位“简支梁-简支梁”组合承载结构,周期来压期间,覆岩表现为下位冒落、中上位“单回转岩块-简支梁”组合承载结构,由此验证了本文所提出的组合承载结构的正确性。4)自主研发了松散含水层水砂溃涌影响因素测试装置,根据溃水溃砂影响因素利用正交实验设计了不同水砂实验条件下水砂启动实验,实现了预制裂隙条件下水砂溃涌启动室内模拟,得到了溃水溃砂灾害“渗透-管涌-溃水溃砂”的阶段性特征,得到了孔隙水压力突然剧烈下降是水砂突涌的一个重要特征,并定量分析了各水砂因素对溃水溃砂的影响程度。5)利用土力学、流体力学、地下水动力学等相关理论建立了覆岩切落后砂土自由面侧向三角单元体稳定性力学模型,推导了覆岩切落后溃水溃砂灾害启动判据利用椭球体放矿理论求解了含水松散层溃涌范围及最小溃涌量（?）。6)浅埋薄基岩工作面溃水溃砂的致灾必要条件主要有两个:（1）煤层采出引起的覆岩破坏和结构失稳导致覆岩切落,形成溃涌通道;（2）溃涌通道形成后,含水松散层砂土体发生剪切破坏并沿通道溃入采场。结合溃涌启动判据相关参数,提出了:减小通道尺寸△的顶板防切技术、降低水头高度Hw的疏放水技术、加强松散层底部土柱抗剪强度的松散层底部注浆技术等溃水溃砂防控技术。在神东矿区典型工作面开展了现场工程应用,取得了良好防控效果的同时验证了理论成果的正确性。