目前煤炭资源大规模高强度的开采,对地下水环境产生了严重的负面影响,尤其在缺水地区采煤对水资源的破坏更加剧了缺水地区水资源的危机。采煤不仅仅要确保安全生产,防止在采煤过程中溃水、溃砂或涌水等,另一方面还需要对有供水意义的含水岩组或水体进行保护。矿区地下水资源短缺和破坏的根本原因是煤炭开采导致含水层结构变异,最终影响区域地下水循环,使得地下水资源由原来可供开采的优质水源变为污染的矿坑水被排走。以往的研究工作多集中在防治煤层顶板突水机理方面,而对于采动裂隙时空动态演化规律、采煤驱动下含水层空间结构变异及采煤对区域水循环演化的研究力度不够,而这是揭示采煤造成地下水资源破坏的关键,是阐明采煤条件下区域水循环演化特征的根本。论文主要是通过开展关键层与含水层关联性研究,采动裂隙的时空发展规律研究以及采动驱动下含水层结构变异规律研究,最终揭示煤层开采引起的含水层结构变异规律。本次研究取得如下主要成果:（1）基于关键层、亚关键层位置判断和含水层层位可以得出K8含水层在研究区的西部即余吾矿范围内含水层为第一亚关键层,含水层中的地下水很容易进入采空区,而K10含水层受到1～2个亚关键层的保护,而在其余区域K8含水层均受到主关键层或亚关键层的保护;K10含水层在整个含水层分布范围内均受到不同数量的亚关键层的保护。鉴于泥岩遇水后发生膨胀,形成相对隔水层,对含水层起保护作用。K8含水层下伏泥岩的累计厚度在余吾矿、常村矿中部区域出现低值区,在K8含水层分布范围内的总体趋势是由西向东泥岩的累计厚度逐渐加大;在整个K10含水层分布范围内的北部区域和南部区域表现为高值区。其总体趋势表现为南北两边高中部低。（2）选取煤层开采过程中的一段岩体为研究对象,在2-22这个统计标度内,该图件所呈现的盒维数均大于1.1这个评价临界值,且任意两个之间差值均小于0.3,符合分形条件,因此最终确定该图形为分形图形,采动裂隙分布具有很好的分形性质。（3）选取距离开切眼0-240m,距离煤层顶板0-90m的岩体作为研究对象,计算并得出随着工作面的推进采动岩体裂隙的分形维数的变化曲线,得出采动裂隙的分形维数随着工作面推进距离的回归公式D=-8×10-6L2+0.003L+0.933。此外,选取10 cm×10 cm的正方形覆盖整个采动裂隙发育范围,研究各正方形控制面积的分形维数的时空演变规律。结果表明随着工作面的推进,各正方形网格中的分形维数变化不大,均在1.2附近波动。（4）FLAC3D导出采动裂隙范围内的应变数据导出,根据室内确定的不同岩性的渗透系数与应变之间的关系,计算得到采动岩体的渗透系数。将S1202井下仰斜孔注水试验确定的渗透系数与模型得到的渗透系数进行拟合发现两者之间拟合较好,其相关系数高达0.9以上,从而证明了数值模拟的合理性,可以用来进行预测。模型对S1201、S1202、S1203、S1204、S1205工作面进行预测,得出了 K8和K10含水层均在工作面开采完毕后发生破坏,并得到离煤层顶板不同距离的XY剖面的渗透系数分布图。