矿井水灾害事故发生的主要原因是采空区水库坝体的失稳和渗流破坏,采空区水水库投入使用前,对水库坝体结构稳定性进行分析预测,并及时设置防渗措施,降低坝体周围的渗透压和渗水量的大小是保证矿井地下水库的安全运行的关键。采空区地下水库坝体结构的稳定和最优防渗措施的选择对于煤矿地下水库整体的有序运行至关重要。采空区水库是一种矿区环保型水利工程,是利用煤矿回采后形成的地下空间作为主要蓄水区域,由于煤矿开采过程以及矿区本身所处的地质环境复杂多变,服务环境差,采空区也必然会受到这些环境条件的限制,因此在回采作业完成后容易形成损伤区;回采作业保留的处于损伤区域的安全煤柱作为地下水库的坝体结构,其稳定性和渗流情况难以直接分析;因此,应在实际作业中,将实验和FLAC 3D数值模拟同步进行并将所得数据和结论进行对照:实验过程通过现场实地取样,对所取岩样进行力学强度试验并记录数据;模拟实际作业环境下各种坝体结构的力学性能变化和渗流情况,利用模拟所得到的力学变化规律和渗流作用效果分析坝体的稳定性和渗流情况,以及水库坝体稳定性情况和渗流场的主要区域,根据损伤区域和渗流场的分布选用经济合理效率最优的防渗措施。研究表明:煤岩试样的浸水时间延长,单向抗压强度从由10.10 MPa逐渐下降到7.14 MPa,抗拉强度从自然状态的1.42 MPa下降到1.07 MPa,弹性模量随着浸水时间的增加小幅波动,基本保持在0.6 GPa至1.0 GPa范围内;C30型号的混凝土的人工坝体试件在受到极限损伤破坏的情况下,其抗压强度确定为33 Mpa,抗拉强度约为3.33 Mpa;实际作业环境下的坝体在受到单侧静水压力和矿井水的软化作用下,力学强度降低,随着模拟进程的推进,变形量达到峰值后,力学强度不再降低。保证坝体结构的稳定后,在防渗措施实施前,需要对不同防渗材料的具体防渗效果进行数值模拟,所得塑性区云图表明:随着渗透系数的增大,渗流量以及渗流速度加快,因此发生渗流运动越明显,综合考虑性价比后,在矿井采空区地下水库坝体防渗时可以选用渗透系数为10~-1212 m~2/Pa的材料作为防渗材料。因此,针对地下水库的储水需求,可以选用不同的防渗工艺,近年来,煤柱防渗工艺多选用帷幕灌浆、垂直铺塑土工布、混凝土防渗墙等方法;人工坝体防渗选用一字型人工坝体、H型人工坝体结构。并且按照以上方案修建的采空区水库不仅坝体结构稳定符合安全标准,而且防渗系统效果很好,为今后煤矿地下水库防渗技术的进一步发展提供了具体方案。