为分析不同类型老空水水质特征及开发利用潜力，采用统计分析、水质模糊综合评价、水文地球化学模拟等方法，针对晋东煤炭基地晋城矿区二叠系山西组3号煤层、石炭系太原组9号和15号煤层开采所形成的老空水水质特征及演化过程进行对比分析研究。结果表明：（1）二叠系山西组3号老空水水化学类型为HCO3型和HCO3·SO4型，石炭系太原组9号老空水为HCO3·SO4型和SO4·HCO3型水，石炭系太原组15号老空水为SO4型水。（2）二叠系山西组3号老空水Ⅱ、Ⅲ类水占比达75%，具有一定供水意义；而石炭系太原组9号老空水Ⅳ、Ⅴ类水占比为60%，超标组分较多，开发利用潜力不大；15号老空水均为劣Ⅴ类老空水，无开发利用意义，且需加以防治。（3）劣质老空水的形成与环境开放程度和煤系地层黄铁矿的含量密切相关，所处环境越开放，黄铁矿含量越大，老空水水质越差。所处环境封闭时，老空水水质仅与补给水源的水质有关，与黄铁矿含量大小基本无关。研究成果可为矿区老空水的开发利用及综合防治提供科学依据。