突水是威胁矿山安全生产的重大灾害之一,矿山突水同时具有高速非达西流特征和流场动力学统一性特征。基于流体质量守恒和压力平衡原理建立了耦合Darcy方程、Forchheimer方程和Navier-Stokes方程的矿山岩体突水非达西流模型,将含水层水源、破碎岩体突水通道和采场巷道出口整个水流路径有机联系在统一流动场中;并提出了有限元和有限体积法相结合的数值计算方法,基于FEPG有限元软件编译FORTRAN源程序,模拟突水瞬态流动全过程。论文的主要研究工作和主要结论如下:假设无论是原位破碎岩体还是堆积破碎岩体,发生突水时,突水通道已经形成且破碎岩体的渗透系数是围岩的数个量级。针对浅埋煤层顶板突水问题建立了矿山岩体突水非达西流模型,并提出了基于FEPG有限元分析软件的有限元法和有限体积法相结合的计算方法。通过数值模拟分析了考虑含水层Darcy场,破碎岩体非达西流Forchheimer场以及巷道Navier-Stokes场,三种流场动力学系统的统一性。研究了矿山岩体突水渗流机制,研究发现,用线性渗流理论预测突水水量大小,分析潜在的突水灾害程度,不符合实际。以义安矿704工作面突水事故为例,建立了义安矿704工作面突水事故数值模型,通过对线性和非线性模拟结果对比分析。结果表明:对于矿山岩体破坏突水问题采用非达西流模型计算十分必要,非达西流模型的计算结果更接近现场的突水状况,达西流模型的计算结果偏小。破碎岩体作为导水通道沟通了含水层和巷道的水力联系,导水通道内高速水流的惯性作用是含水层充足的补给水量沿破碎带进入巷道形成突水的主要原因,而巷道内紊流现象是突水流体惯性力占主导的空间响应,忽略流体惯性作用将会造成与实际较大偏差。