摘要:蒙陕深部矿区煤层顶板赋存多重含水层,控制采动覆岩破坏,实现煤矿水害防控和水资源保护是区域煤炭开发需解决的关键问题。煤层覆岩地层水理学特性是影响采动破坏的关键因素,而蒙陕深部矿区煤层顶板各地层差异较大。为揭示蒙陕深部矿区顶板岩石的水理学特性及其对采动破坏的影响,本文以新街台格庙矿区为研究对象,针对煤层顶板延安组、直罗组、安定组及白垩系志丹群地层,开展了XRD矿物成分测试、岩石水化膨胀性试验及扫描电镜观测。结合周边相似矿井实测数据,分析了覆岩结构和水理特性对导水裂缝发育的影响。研究表明:①安定组和直罗组顶部泥岩粘土矿物含量高,以蒙皂石和伊蒙混层为主,具备良好的原生隔水性能;白垩系和侏罗系砂岩粘土矿物含量低,透水性较好。②煤层顶板泥岩类地层最大水化膨胀率平均达18.83%,砂岩类地层最大水化膨胀率仅为2.49%,基本不膨胀,地层水化膨胀率与粘土矿物含量呈强正相关,泥岩的水化膨胀特性使其具有较好的采动裂缝自修复能力。③白垩系砂岩孔隙发育且充填少,渗透性强;侏罗系泥岩孔隙不发育,隔水性好。④安定组和直罗组顶部的高粘土矿物泥岩层具有高韧性及遇水自修复能力,是抑制导水裂缝带向上发育的关键隔水层。但在大采高或综放开采条件下,采厚过大导致该地层发生剪切破坏将导致导水裂缝带高度台阶增长,导通白垩系砂岩含水层,导致矿井涌水量激增和水资源流失。预裂侏罗系泥岩类下部砂岩地层,控制地层剪切破坏可有效控制导水裂缝带发育。本研究测试了蒙陕深部煤层覆岩的水理学特性,揭示了关键隔水层的控裂机理,提出了关键隔水层破坏控制方法,可为蒙陕深部矿区的保水开采与水害防控提供依据。