陷落柱突水已经成为危害矿井安全的重大灾害之一,因此开展陷落柱发育特征和突水机理对于保证矿井安全生产、优化工作面设计、提高煤炭资源回收率具有重要意义。论文以水文地质条件分析、现场观测和测试、实验室试验、数值模拟为基础,采用材料力学、弹性力学和分形理论等方法,较全面的研究了双柳煤矿陷落柱发育特征和陷落柱突水机理。分析总结双柳煤矿陷落柱分布规律和出现的前兆信息,得出了陷落柱物探特征,采用钻孔窥视仪对陷落柱内部结构进行了观测、采用回弹仪和实验室试验对内部垮落物的物理力学参数进行了测试；研制了陷落柱突水试验平台,进行了陷落柱突水试验,得出了陷落柱突水的若干规律；建立了三维固流耦合数学模型,得出了不同水压条件下采动影响下陷落柱围岩渗流场、应力场和塑性破坏区的分布情况；建立了陷落柱顶端突水的尖点突变模型,得出了陷落柱顶端发生突水的充要条件表达式,并根据模型对陷落柱顶端突水的机理进行了分析,总结影响了陷落柱发生突水的主要因素；建立了双柳煤矿陷落柱突水防治综合技术。论文研究成果已经双柳煤矿进行了广发应用,取得了显著的经济效益。