水库坝下开采安全是指既要保证库水下安全的同时,也要保证坝体及水库运营的安全,把坝下呆滞的煤炭资源采出。安全、可靠地采出坝下煤炭资源无论是技术上和经济上都会产生不可估量的意义。采用理论分析、室内试验、数值模拟、相似材料模拟和现场实测等方法,对大平矿库坝下开采引起的覆岩变形破坏、地表移动变形、坝体移动变形和坝体变形破坏规律及特征,以及坝体加固技术进行了深入的研究。运用正交试验法确定不同影响因素组合的试验方案组,通过3DEC模拟分析得出各方案的导水裂隙高度和冒落带高度;结合工作面实测数据,采用统计分析方法,构建了该井田导水裂隙带高度和冒落带高度的计算模型。误差分析表明:导水裂隙带和冒落带高度计算结果的平均相对误差分别为2.93%和4.08%,基本能够满足实际应用的要求。依据《三下规程》的规定及覆岩层性质,提出了库水下采煤安全性的判定标准。根据该计算模型和数值模拟得出的最大可能导水裂隙带高度,按照以上标准判定的结果为坝下首采工作面水下开采是安全可行的。针对待采工作面地表最大下沉值难以确定的问题,提出了覆岩剩余自由空间高度等于地表最大下沉值的观点。基于冒落带高度和残余碎胀系数等数据,运用自行建立的冒落带高度计算公式和逻辑判断等方法,构建了待采工作面地表最大下沉值的计算模型。根据该矿地表移动变形实测数据,采用统计分析方法,对预计模型进行了消减误差的修正。运用修正后的计算模型和计算得出的地表最大下沉值等参数,对坝体移动变形和变形破坏规律及特征进行了分析得出:坝体各个移动变形值均呈现不对称的分布形态,推断距工作面左帮30m和270m处的坝体变形破坏最为严重。根据地表移动变形随工作面推进的变化量,建立了用浅部开挖替代煤层开采的简化（局部放大）模拟方法。通过全尺寸数值模拟、简化相似材料模拟和简化数值模拟分析,揭示了坝体随工作面推进的变形破坏规律及特征:坝体受采动影响的下沉曲线最大值随着工作面推进向坝体中心位置移动,移至坝体中心位置后最大下沉值位置不再发生变化;坝体经历了从拉伸变形破坏到压缩-还原的交替变化过程,但各部位出现拉伸-压缩转变过程的时间节点不同;坝体受采动影响的起始点为工作面推进600m,终止点为工作面推进1800m,坝体受工作面采动影响的单侧长度为280m。根据坝体移动、变形和破坏的规律及特征,设计了由四个部分组成的坝体维修方案。分别为保证水位稳定的库水位监控方案,由分阶段加高组成的加高加固方案,铺设土工膜的防渗方案和以坝体移动变形观测为主的施工质量监控方案。施工质量监控结果表明,在工作面回采过程中,水位始终控制在+81.26m以下,工作坝高始终高于水位2.44m,坝体无渗漏现象和突然局部垮塌等异常现象出现,成功、安全、顺利地对首采工作面进行了开采。证明维修方案设计是合理的,同时,也证明了采前基础研究结果的可靠性、研究方法可行性,与客观实际的吻合度较高。该论文有图101幅,表37个,参考文献162篇。