三山岛金矿新立矿区紧邻渤海，主要可采矿体赋存于海底岩体中，矿区投产后，将成为中国最大的海底开采黄金矿山，但存在突水其至海水溃入的潜在危险，对矿井生产造成了极大的威胁，而我国迄今尚无成熟的海底采矿经验可循。矿体呈脉状赋存于断层下盘，矿床可能的充水水源有海水、第四系孔隙水、基岩水等。在新立矿区特殊的工程条件下，采取有效手段查明矿床充水条件，研究矿坑可能的突水模式，是实现矿区安全生产的关键技术难题之一。　　 论文以新立矿区为例，通过现场详细的工程地质调查，查明了矿区构造地质格局与岩体结构特征，采用Monte Carlo法模拟了矿区岩体结构面分布特征，搜索了结构面连通率。　　 通过区域水文地质条件分析、现场水文地质调查与取样、矿坑涌水点水化学测试、同位素示踪、地下水动态监测等技术方法查明了矿区地下水补给、径流、排泄条件，判别了矿坑充水水源。通过测试结果分析，优选判别指标，计算了矿坑涌水点各种水源混合比例及矿坑整体涌水水源混合比例，揭示了矿坑各水源随时空的变化特征。　　 基于裂隙量测法计算了矿区工程岩体渗透张量，结合矿区岩体结构面连通特征及先期部分水力试验结果，系统地分析了矿区岩体的渗透特征；在此基础上，建立了矿区水文地质概念模型和数学模型，并采用Visual Modflow程序模拟预测了矿坑涌水量。　　 采用数值模拟方法研究了新立矿体开挖引起的围岩变形和次生应力传播规律，分析了矿体开挖引起的断层活化机理，结果表明断层下盘脉状矿体开挖与厚大倾斜矿体开挖引起的次生应力、岩体移动具有不同的发育规律，断层下盘脉状矿体开挖引起的次生应力主要发育于上盘岩体中，地表将出现单沉陷中心；探讨了断层对矿区岩体移动、次生应力传播的影响机制及其对矿区水文地质结构的影响，提出由于次生应力的传播受到断层的屏障作用产生了断层张应力集中，使得原来的阻水结构被破坏，对水文地质结构的改造使原生结构面和新生裂隙张开扩展，原透水结构的透水性能大大增强，进而引发突水；预测了矿坑可能的突水模式及突水位置。　　 运用Visual Studio.net开发环境和面向对象设计方法，开发了结构面图解程序、结构面Monte Carlo模拟程序、基于Monte Carlo模拟结果的结构面连通性搜索程序、渗透张量计算程序、水化学式编辑与水源比例计算程序，提出了新的计算机绘制节理等密图程序设计方法。基于地理信息系统强大的空间数据管理与图示功能，以ArcView为平台，建立了矿坑涌水动态监测数据管理信息系统。