陕北榆神矿区的开采技术条件优越但生态环境脆弱,需践行保水开采理念。厚煤层采动影响下的隔水层结构稳定性和隔水性能的演化规律直接关系到含水层水资源的保护效果。本文基于金鸡滩煤矿的含、隔水层及覆岩地质特征,综合运用理论分析、三维固液耦合物理模拟、FLAC3D-PFC3D数值模拟等方法对两组隔水层土样的细观损伤破坏规律和厚煤层赋存条件下不同开采方法的双组土层采动隔水性演变规律进行了研究,主要结论如下:(1)研究了保德红土和离石黄土的试样在三轴加卸载过程中的渐进损伤破坏与渗透性变化规律。以颗粒体系的速度场、位移场、微裂纹、力链场和粘结状态等细观参数为指标,分析了试样孔隙结构的变形损伤破坏和渗透系数的变化过程。确定了加卸载过程中土样的体积应变、颗粒体系紧密程度、孔隙率主要受围压控制;土样渗透性由孔隙结构和裂隙结构共同控制;并拟合得到了土样分段体积应变-渗透系数关系方程。(2)构建了三维固液耦合物理模型,研究了双组土层上覆地表含水层水位变化特征,揭示了厚煤层分层开采过程中双组土层变形破坏与隔水性能的演化规律。研究结果表明:①上分层开采过程中,工作面上覆岩层由下至上依次发生沉降运移,双组土层随之产生协同变形与损伤,但整体结构稳定性未遭到破坏,含水层水位高度保持水平;②下分层开采过程中,重复采动扰动使得双组土层变形加剧,塑性损伤变形量逐渐累积,微裂纹逐步产生、发育、贯通,导致双组土层整体结构失稳,含水层水位快速下降,隔水性能丧失。(3)定量研究了不同开采方法对双组土层的采动隔水性动态演化规律的影响,确定了不同开采方法对双组土层的采动隔水性的破坏程度:大采高综采>综放一次采全厚>大采高分层综采。发现黄土层的隔水性能最先被破坏,破坏程度远大于红土层,红土层的隔水性能保持较好。给出了双组土层整体的采动隔水性分布规律及分区:渗透性初增区、土层上部渗透性激增区、渗透性恢复区、土层下部渗透性激增区。该论文有图100幅,表16个,参考文献118篇。