新疆硫磺沟煤田具有地质条件简单,煤炭资源埋藏浅、开采厚度大、储量丰富等特点,但由于该区属于典型的干旱-半干旱地区,蒸发量大,降雨集中,地表植被稀疏,导致地表水蚀严重、冲沟纵横,地表起伏较大,沟谷河流径流水量变化大,雨季极易形成山洪。另外,由于历史开采工作中欠缺规划、小煤窑私挖乱采等现象,浅部各煤层受到不同程度开采,形成大小、形状不一、位置隐蔽的老空区,与地表水存在较强水力联系,极易造成大型突水事故。此外,受全球气候变暖的影响,临近高山冰雪融化加剧,硫磺沟煤田这种老采空区与山洪河谷耦合水害威胁将会明显增多。本文以硫磺沟煤矿老空区水害注浆治理工程为研究背景,综合工程地质学、水文地质学等学科的相关知识,从硫磺沟煤矿的地质和水文地质条件入手,研究了以下内容:（1）结合矿井涌水量和头屯河流量,分析了矿井老空区异常涌水的特征及原因。矿井涌水量呈现明显的随季节变化的趋势,头屯河水主要通过废弃巷道、塌陷坑等补给老采空区,此外,河道开挖也有重要影响。（2）通过地球物理勘探、钻探工程探查、水文地质试验相结合的综合探查技术,查明了实体煤岩、老空区以及关键导水通道,确定了T2采空区为关键导水通道。（3）针对揭露的实体煤岩部分,采用两相达西定律数值模拟方法,建立了浆液在实体煤岩地层中扩散的数值模型,研究了浆液在实体煤岩中的扩散规律,分析了不同注浆参数对注浆效果的影响,结果表明,当孔间距4m时,采用水灰比0.8:1、注浆压力2MPa时,扩散效果最佳,据此设计了实体煤岩帷幕注浆方案,并对注浆效果进行了验证。（4）针对揭露的复杂老采空区,提出了采空区混凝土封堵技术,利用检查孔取芯和简易压水试验进行了验证,结果表明,封堵效果显著。对挡墙的稳定性进行了分析,结果表明,混凝土挡墙的最大位移仅0.409mm,位移非常小,可以认为挡墙是稳定的;因此,采用6m厚度、C30混凝土的挡墙能够满足工程需要。（5）通过水文观测和矿井涌水量分析,对治理效果进行了检验,基于模糊评判方法对注浆工程进行了评价。结果表明,治理后挡水效果显著,基本隔绝了头屯河水与老空区的联系,由最大隶属度准则,可以判断注浆工程质量等级为优良。该论文有图50幅,表14个,参考文献68篇。