我国矿井安全生产常常受到水害的威胁,因地下水系统的复杂性,很难掌握地下水系统的动态规律。为了减少矿井水害对矿区的威胁,了解地下水系统与影响因素的动态关系,以河北省唐山市开滦赵各庄矿为例,收集其降雨、蒸发量、水分盈亏量及地下水位的时间序列信息来建立时间序列动态模型进行动态分析和预报,探索矿井地下水动态研究手段。前期研究,通过对该区监测孔地下水位数据与降雨量进行地下水动态滤波分析,以对降雨的响应划分三种类型,分别为:大波幅-滞后型、小波幅-逐级滞后型、大波幅-过渡型。这三种类型分别属于奥陶系灰岩裂隙水系统、强风化泥灰岩孔隙水系统、灰岩裂隙-孔隙水过渡系统。通过主成分和STL(Seasonal and Trend decomposition using Loess)分析,发现水分盈亏量对地下水位分析具有重要意义;在季节性、长期趋势和随机波动项变化中,体现了水分盈亏量与地下水位的强相关性;绘制的散点矩阵图,发现降雨、蒸发量及水分盈亏量等与三个观测孔序列不存在直接的线性关系,可能存在复杂的动态关系,也反映了奥陶系灰岩裂隙水系统与其他两个系统联系较为紧密。通过一元时间序列预测分析,发现时间序列模型的预测效果与建模序列长度、随机波动项范围及与预测长度等因素相关。根据多元时间序列分析,对水分盈亏量与融园孔、水峪东孔及开二西孔地下水位关系进行脉冲响应和方差分解分析,发现融园孔地下水具有水力联系大的特征,在水分盈亏量影响下,做出的响应最大,而水峪东孔和开二西孔受影响程度相对较小。在协整和Granger检验中,水分盈亏量与融园孔、水峪东孔地下水位存在长期关系,水分盈亏量是引起融园孔地下水位变化的格兰杰因果关系,这一关系为融园孔与水分盈亏量序列建立的多元时间预测模型提高了预测效果。最终通过对比分析,发现水峪东孔属于强风化泥灰岩孔隙水系统,具有较慢流速、较小波动的特征,其序列随机波动部分范围也相对较小,因此,选择季节性线性模型来对强风化泥灰岩孔隙水系统进行预测最合适,在一定预测范围内能够获得较高精度的预报数据,其他两种地下水系统预测模型选择还需要进一步探究。通过对地下水系统的划分和时间序列分析,可以为时间序列在地下水动态分析提供方向,为矿区防治水害提供预防手段。