潞安矿区位于山西长治盆地,是华北型煤田的典型代表。由于煤炭的开采量急剧增加,采煤驱动下矿区涌现出大量问题,主要体现在开采区地下水水位下降,原有的可供给矿区居民生活使用的地下水变为被污染的矿坑水而排走。主要原因,是由于煤层顶板覆岩在采动作用下发生了变形破坏,进而对地下水循环模式产生了影响,破坏了地下水的补给、径流和排泄。因此开展对采煤驱动下裂隙的分布及地下水渗流演变的研究,揭示采煤驱动下煤层顶板地下水渗流演变规律,为矿区未来地下水资源的开发、利用与保护以及采煤安全和区域水资源可持续利用与管理提供理论依据和科学支撑。本文对研究区内的水文地质资料进行了收集与整理,以此来分析采煤驱动下煤层顶板裂隙分布特征及地下水渗流演变规律的国内外研究现状。以长治潞安矿区为研究对象,进行相关的室内相似模拟试验,由于受实际试验条件限制,室内试验模拟的是单矿开采条件,通过对试验数据整理分析得出相应的结论。之后应用计算机对整个研究区进行数值模拟研究,对模拟结果进行分析并得出相应的结论。本次主要研究成果有:(1)通过室内相似模拟试验,对两种开采模式(开采宽度不同)下的地下水流变化进行分析与研究,总结了地下水渗流方向的变化规律,即地下水流由原径流方向转变为向开采工作面处侧向补给的方向,地下水位降深与距开采孔距离满足一定条件的曲线方程。试验结果表明,开采孔下游地下水所受影响比上游要大,当开采宽度为300m时,开采长度取450m时其开采后对上游和下游地下水的影响最小。(2)本次数值模拟采用的软件是MODFLOW,通过对长治盆地潞安矿区采煤前和采煤后的水位进行模拟,模拟出不同条件设置下的地下水头值。通过将开采前、后对应条件下模拟的地下水位进行对比研究,得知采煤后研究区地下水位降低,且表现为距开采工作面越近水位降深越大的现象;并且地下水流方向由原来的径流方向转为向采煤工作面处汇流的现象。(3)通过对数值模型计算出的地下水头剖面图进行分析与研究,可以得到采动作用下煤层顶板的渗流演变规律,即开采区上部潜水含水层底部粘土岩隔水层在长期受到采动裂隙的作用下,其面积在不断递减,虽然部分地区仍形成潜水含水层,但其地下水调蓄能力大幅度减弱,稳定性变差,局部地区潜水含水层已经干涸。深部煤层的开采导致上覆含水层只有很小范围内的侧向径流,大部分以垂向渗透流入矿井形成矿井水,地下水排泄方式演化为矿坑排水。目前3#煤层底板成为区内的最终隔水层。潜水含水层原来受地形地貌控制的侧向径流减少,主要沿着导水裂隙人为通道垂直渗透汇集到地下采空区,形成以采空区为中心的降落漏斗,地下水位下降,地表水径流量大幅减小甚至出现断流。