榆神府矿区属于鄂尔多斯侏罗纪煤田的一部分,地处陕西省北部黄土高原和毛乌素沙漠的过渡地带。区内储存煤炭资源丰富,拥有我国目前最大已探明煤炭储量,是我国重要的能源基地。但陕北地区气候恶劣,干旱少雨,水资源稀缺,生态环境十分脆弱。区内含水地层少,萨拉乌苏组是主要的含水层和生态系统供给水源。矿区煤炭开采对含水层的破坏和环境污染不仅影响着居民的生活生产等活动,还严重威胁着陕北的生态平衡,关系到陕北地区和国家经济的可持续发展。本文通过对榆神府矿区相关资料的调查和研究,对矿区煤炭的埋藏地质环境进行分类和概化,并据此设计多煤层开采方法。在此基础上开展了四组物理模型试验和三组数值模拟计算。以此得出陕北矿区上覆地层在多煤层开采条件下的破坏规律和水体变化特征。试验取得成果如下:(1)矿区煤层类型为地表厚松散层浅埋煤层,试验中覆岩破坏方式是全厚层切落。在首采煤层留煤柱的情况下,覆岩“三带”发育高度低,下煤层的采动将会导致上煤层顶板岩层全厚层切落。(2)试验表明,在含水层下含隔水粘土层时,首采煤层采空区合理留设煤柱,能有效阻止导水裂隙的形成,保持水分。在无煤柱或缺少粘土层的情况下,导水裂隙将连同含水层,疏干水体。(3)在首采煤层留煤柱的情况下,通常开切眼和收割线上方发育剪切裂隙,工作面推进过程中发育在煤柱上方的裂隙一般为拉裂隙;在不留煤柱的情况下,岩层中的裂隙多为剪切作用产生。(4)采空区地表呈现台阶式下沉。含粘土层煤层上覆地层埋深越深,下沉量越大。岩层下沉受煤柱影响较大,隔粘土层和含水层的下沉量受煤柱影响较小。不含粘土层的煤层覆岩不同深度下降较为一致。