煤矿地下水库运行中发现顶板垮落岩石对矿井水具有净化作用，而水岩作用机理尚不明确。为揭示大柳塔煤矿地下水库水岩作用机理，选取水库顶板岩样和矿井水为研究对象，采用XRD、XRF、SEM、FT-IR对顶板岩样进行了化学组成分析以及结构分析表征，开展了岩样中5种典型矿物与矿井水的静态作用实验研究，基于矿井水电导率以及其中K+、Na+、Mg2+、Ca2+四种阳离子的浓度变化，探讨了可能的水岩作用机理，并研究了Ca2+在绿泥石上的吸附等温线行为及其影响因素。研究结果表明，该水库中的水岩作用包括顶板岩样中可溶矿物的溶解作用，钠长石、钾长石、高岭石、伊利石、绿泥石的水解作用；其中矿井水中增加的K+主要来自钾长