由于地球物理探测技术具有成本低、效率高等优点，所以在解决水文地质问题方面得到了广泛和成功的应用，逐渐成为不可缺少的勘探手段。本研究依托河北唐山某铁矿采区露天转地下开采项目，在水文地质勘查工作中应用多种物探技术，对重点水文地质问题进行解决。在本研究中，将地球物理测井应用于查明采区区域的地层富水性部位；采用地震勘探方法对采区内重要的F1断层的展布特性和富水特征进行评价；利用音频大地电磁法对尾矿库区域的近地表岩性分布及富水性进行评判，得到以下结论：（1）依据电位电阻率、自然电位、自然γ参数的曲线形态特征结合水文地质编录，分别划分了各钻孔剖面的含水层，共推断含水部位56处；（2）F1断层以带状形态展布，断层特征明显，导水性能较差。但断层浅部和上盘的富水性明显好于断层深部和下盘，断层在靠近地表和与浅部风化裂隙含水层距离较近的位置能够得到一些补给，在较深部的位置基本没有补给；（3）在音频大地电磁法探测结果中，推测了地下水富集层位和完整基岩层位。以上结论对于解决研究区区域的水文地质问题具有重要的指导意义，是后续地下水数值模拟预测矿井涌水量和污染物运移范围的重要基础。