煤田水文地质条件
（一）煤层与含水层组合特征
从山西省煤田地质构造、沉积环境和区域水文地质条件特征分析，煤层与含水层、隔水层组合具有以下特征。
（1）煤层、含水层与隔水层三者共同赋存于一个地质体中，一般为同期沉积。
（2）三者具有独立的成层特征，但又有互层关系。
（3）三者受沉积环境影响，在层厚上有厚薄和尖灭的变化规律。
（4）三者都受后期构造的影响，被断层切割成块状和被褶皱挤压成厚薄不一的特征。
（二）煤系含水层与隔水层组合关系
1.大同组
厚度80～240m，为陆相含煤地层，岩性为砂岩、泥岩和煤互层，煤系地层180m左右，含煤20多层，可采14层以上，煤层总厚16～20m，含煤系数10%左右。含水层为砂岩裂隙水，主要为底部K1砂砾岩（厚8～20m），3号煤顶部砂岩，厚12～20m，节理裂隙发育，隔水层为砂质泥岩、泥岩与煤互层。隔水层多，含水层少，含水性较弱。
2.山西组
一般厚度为40～60m，以浅水三角洲相沉积为主，岩性以深灰色泥岩、砂质泥岩及灰色中粗粒砂岩为主，中下部含煤8～9层，可采1～3层，总厚北部10～15m，南部3～6m。含水层为砂岩裂隙水，主要为底板K3砂岩，厚3～6m，上覆K4砂岩节理裂隙发育，胶结疏松，隔水层为砂质泥岩、泥岩和煤互层。隔水层多于含水层，含水性弱。
3.太原组
太原组含煤地层，自北而南沉积环境不同，由陆相滨海相过渡到海陆交互相，北部大同煤田为陆相沉积，全厚为90～110m，含煤12层，主要可采2～3层。煤层总厚北部15～20m，南部5～10m。岩性为砂岩、泥岩和煤组成，含水层为上下两组煤间砂岩，含水性弱，宁武煤田北部与大同煤田相同。自轩岗向南逐步过渡为海陆交互相沉积，南部沁水、西山和河东煤田大部分均为海陆交互相沉积。岩性为砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩和煤组成，含水层主要为石灰岩和顶部砂岩，为层间裂隙岩溶水，K2灰岩含水层为下组煤直接顶板，是下组煤主要充水来源。由于隔水层多而厚，又位于含水层上下，含水层少而薄，含水性差，所以一般不发生水力联系。
综合上述特征，可以认为，煤层、含水层、隔水层均为交互相沉积，煤层夹于含水层中，其顶底板均有含水层和隔水层，所以煤层开采时，在采区范围内，含水层要受到影响，地下水天然条件下的补、径、排关系也要发生变化。(https://www.daowen.com)
（三）煤田水文地质条件及其特征
1.煤田水文地质条件
根据煤层与含水层的组合关系和几十年来煤田勘探、生产、研究成果，对与煤田开采有关的含水层组划分为煤系上覆含水组、煤系含水组和煤系底部下伏含水组。煤田水文地质条件的复杂程度，矿井涌水量大小，主要由含水层的岩性结构、含水层层数、稳定性、厚度、补给来源、降水量大小、地质构造，与区域主要含水层水位关系及其与地面水的联系等综合因素来决定。
纵观全省，自北而南，水文地质条件具有由简单向中等的变化规律，大同、宁武煤田、河东煤田北部，水文地质条件简单，局部较复杂；沁水煤田、霍西、西山煤田含水层多，含水性较强，降水量较大，所以水文地质条件中等，局部复杂，如霍州、太原市东山矿区等比较复杂。从垂直剖面分析，自上而下即由浅到深，含水层含水具有由弱到强的变化趋势，即煤系顶板砂岩和煤系砂岩、石灰岩含水性弱，局部中等，煤层底部下伏奥陶系石灰岩岩溶含水性强。此外水文地质条件还与区域地下水位和河床侵蚀基准面密切有关，如位于侵蚀面以上，煤系顶部有些含水层成为透水层，含水性极弱，所以很多煤矿开采时没有水，这为山西煤矿开采创造了十分有利的条件，如大同煤田、宁武煤田、河东煤田一些煤矿即属于此类型。
2.煤田各含水岩组特征
根据煤田水文地质条件，可以划分为南北两部分。
（1）北部含水层特征。主要为大同、宁武煤田、河东煤田北部，即阳曲、孟县、东西构造带以北，按行政区分为朔州市、大同市、忻州市广大地区，煤系含水层有大同组、山西组和太原组砂岩裂隙含水层，其上覆为云岗组、石盒子组砂岩裂隙含水层、下伏为奥陶系岩溶含水层。
（2）南部煤田含水层特征。以38°断裂带为界即盂县—娄烦—临县一线以南，主要为西山、霍西、沁水煤田、河东煤田南部等，含煤地层主要为山西组、太原组，上覆含水层为石盒子组砂岩裂隙水，下伏为奥陶系岩溶裂隙水。
3.煤田地下水补给、径流、排泄关系
煤系含水层中地下水的补给、径流、排泄关系，在煤矿开采前后各有不同，在采区范围内要发生变化。下面主要分析天然条件下，煤田地下水补给、径流、排泄关系：
地下水补给，主要为大气降水入渗，其次在局部地段有河水渗漏补给，第三在不同地层，不同地段局部有侧向补给。在垂直方向上一般是浅部含水层补给深部含水层，因为，煤系地层为含水层与隔水层互层，在一定深度内含水层埋藏愈深，水位愈深，但在构造破坏地带，局部也有深部含水层补给浅部含水层，如向斜和单斜构造，煤系含水层有这种现象，如遇断裂构造带，则补给关系可能局部发生不同变化。
地下水的排泄有三种情况：一是在河流沟谷切割地段形成泉水，排向河谷；二是侧向排泄流向平原区，如大同、西山煤田；三是向深层排泄，通过断裂带排泄下伏岩溶含水层成为岩溶泉水的组成部分。如宁武煤田排向下马圈泉和神头泉，西山煤田排向兰村泉、晋祠泉，霍西煤田排向郭庄泉、龙子祠泉、广胜寺泉、沁水煤田排向娘子关泉、辛安泉、三姑泉和延河泉，河东煤田排向黄河天桥泉、柳林泉。
径流区位于补给—排泄区之间，其径流方式为裂隙网络式，主要为层流运动。在煤田范围内为典型的层间裂隙水，但在构造带，特别是大断裂带，则可切穿各含水层，形成较强径流带，导致各含水层发生水力联系。
