煤炭资源高强度大规模的开采,为我国经济的快速腾飞提供了源源不断的能源,但同时也不可避免地对自然生态环境产生极大的破坏,致使矿区地面沉陷、地下水水位降低、地下水资源短缺等现象频有发生,而这种现象的根本原因是煤炭开采导致覆岩结构变异,改变了变异区渗透性,使局部地下水流向发生变化,影响了地下水循环。本文从水文地质的角度出发思考采煤驱动下覆岩结构变异问题,认为覆岩结构变异实际上是含、隔水层在采煤驱动下结构发生变化,形成了新的含、隔水层组合关系和新的含水层结构,含水层的渗透性也随之发生了变化。这是导致地下水流场变化,地下水资源再分布的根本原因。本文以长治盆地核心矿区为地质原型,利用相似材料模拟试验、野外抽水试验、井下仰孔压水试验等研究手段对采动后含水层空间结构变异、变异后含水层渗透特征等内容进行了深入分析,其主要研究内容及研究成果如下。(1)根据矿区地质资料概化地层结构,建立相似材料模拟试验模型,模拟采动后覆岩结构变异特征。研究发现覆岩变异区内含、隔水层的原有结构特征被彻底打破,变异区具有新的结构特征并且新的结构特征具有分区性,具体表现为压实区以闭合的垂直相交裂隙网为主,而煤壁附近以大角度张开裂隙为主,离层区裂隙水平,联通性较好,冒落带内则是宽大空隙。(2)根据实地调研资料显示矿区内有些地区地表出现大面积地裂缝、地面沉降,最严重的地区出现村民集体搬迁现象,而根据监测资料显示在没有发生明显的地区地表发生了肉眼不可见的变化,由此可知采煤已经对地表潜水含水层产生了影响,因此,在矿区内选取抽水试验点19个,研究发现在采空区内的潜水含水层渗透性在煤层深埋的余吾矿区变化不大,在煤层浅埋的王庄矿区有增大趋势。(3)采用井下仰孔压水试验的方法对于煤层顶板以承压含水层变异区域含水层渗透特性进行研究,研究发现在煤壁上方单位时间稳定压水量最大,而在压实区压水量相对较小,但压水量均远远大于原岩状态,这说明在变异含水层渗透性好于未变异含水层,变异后的含水层内部透水能力具有分区性。