Los desastres por inundaciones continúan afectando el avance de las actividades mineras en profundidad. Una mejor comprensión de la integridad estructural de los cuerpos geológicos fragmentados es crucial para garantizar la seguridad minera. El objetivo de este estudio fue reflejar con precisión la evolución dinámica de los cambios en la estructura de poros y los canales de filtración en masas de carbón y roca fragmentadas de goafs reales bajo el efecto de acoplamiento del estrés minero y la filtración. Se compararon las leyes de co-evolución de la deformación axial, la porosidad no lineal y la permeabilidad de las masas de carbón y roca fragmentadas bajo diferentes tamaños de partículas, características de gradación y estados de estrés, y se construyó un modelo de acoplamiento de estrés-permeabilidad de agua de las masas de carbón y roca fragmentadas. Cuando se sometió a la misma presión axial, el carbón fragmentado saturado mostró una mayor permeabilidad al agua que la masa de roca fragmentada saturada. Cuanto mayor es el tamaño de la partícula, mayor es la permeabilidad al agua de las masas de carbón y roca fragmentadas. Cuanto mayor es el índice de gradación, mayor es la permeabilidad al agua de estas masas. Su porosidad y presión axial satisfacían una función de atenuación exponencial, mientras que su permeabilidad al agua y presión axial satisfacían la función de Boltzmann. Los resultados de la investigación pueden proporcionar apoyo teórico para prevenir y controlar las inundaciones en áreas de goaf.