新桥煤矿位于河南省永城市,井田范围内构造发育、类型多样,受主要控水构造切割,矿井水文地质条件的区块化特征明显;同时,新桥井田主采煤层底板隔水层结构复杂、组合形式多样。以上述水文地质背景为基础,本文开展了新桥井田平面水文地质区块划分、垂向结构组合研究,通过底板隔水层的探查取样,进行了底板主要岩层的成分、物理力学参数以及渗透率测试,通过数值模拟、现场实测获取了底板的抗破坏能力,最后,通过综合分析获取了新桥井田煤层底板隔水层的阻隔水能力。本文的主要研究成果包括:(1)统计分析了井田范围内33条落差大于20m的断层、火成岩条带以及宏观向背斜等各类控水构造的分布特征,将井田划分成6个相对独立的水文地质区块;通过已有2775个注浆钻孔资料,分析获取了各区块的水文地质特征、底板隔水层的厚度分布、结构组合特征,总结形成了底板隔水层的4种垂向结构组合模型。(2)通过钻探取样获取了底板12个主要层位的95个岩样,利用岩矿鉴定、单轴抗压(剪、拉)试验、渗透率测试等手段对各岩样的成分、力学强度和渗透性能进行了测试分析,测试结果表明:底板隔水层孔隙度较低、渗透率极低,具有较高的力学强度和良好的抗渗透能力。(3)通过在典型工作面布置底板破坏监测系统,获取了底板最大采动破坏深度(27m);结合数值模拟,研究揭示了底板采动变形破坏的整个过程,获取了最大破坏深度为24m。通过模拟对比研究,获取了底板隔水层中抗采动破坏关键层的赋存部位和稳定性特征。(4)通过上述研究,建立了以隔水关键层为核心的底板隔水层抗破坏能力、抗渗透能力的综合评价模型;在此基础上,对典型工作面注浆改造前后的底板综合阻隔水能力进行了全面分析、评价。