下沟煤矿井田北部的4#煤层面临泾河和白垩系承压含水层双重水体的威胁,针对下沟矿4#煤层首采工作面ZF2801采用综合机械化放顶煤开采的特点,研究复合水体下综放开采的可行性,为泾河下开采区其他工作面的安全开采提供依据,对条件类似矿井的开采具有借鉴意义。通过水文孔提供的地质资料,对覆岩防隔水性进行分析,确定出具有良好隔水性能的岩层及其位置。利用力学模型得出的ZF2801工作面导水裂隙带发育高度为144.06 m;利用统计分析,拟合出多因素影响下的导水裂隙带发育高度公式,得出导水裂隙带发育高度为122.96 m。采用数值模拟方法得出的导水裂隙带发育高度为146 m。根据“有效隔水厚度法”,安全保护煤柱中最大有效隔水层厚度大于等于12 m时,可实现水体下安全开采。工作面与含水层之间的最小距离192.5 m,最大可能导水裂隙带高度为146 m,得出安全保护层厚度为46.5 m,且安全保护层全为隔水性良好的砂质泥岩,即安全保护层全为有效隔水层,因此复合水体下综放开采是安全可行的。通过分析比较发现,采用力学模型、统计分析、数值模拟法得到的结果与现场实测的导水裂隙带高度的转化高度基本吻合。对复合水体下的ZF2801工作面进行试采,实现了安全开采。