根据水文地质条件的不同，华北含煤区可分为沁水煤田、鄂尔多斯东缘含煤区、渭北煤田、太行山东麓含煤区、京唐河含煤区、豫西含煤区和徐淮含煤区，各含煤区水文地质条件不同。

1.区域含水层

①煤系基底为巨厚的寒武-奥陶系灰岩，厚800余米，广泛出露。接受大气降水后，形成储量巨大的强含水层。根据各地区寒武-奥陶系灰岩与煤系地层之间沉积的隔水层的变化，大致可分为三种类型:

& middot防水层的厚度超过一百米。区内构造相对简单，寒武系奥陶系灰岩水对煤系威胁不大，如沁水盆地、京唐界、两淮等。

& middot防水层较薄，约30~50m厚。该区构造相对复杂，使寒武系奥陶系灰岩水与含煤地层含水层有水力联系，对煤层构成充水威胁，如太行山以东含煤区。

& middot奥陶纪地层缺失。豫西临汝地区奥陶系地层缺失。寒武系灰岩成为煤系基底，但寒武系灰岩出露不够广泛，岩层含水性差。如平顶山矿区大部分矿井开采1、2号煤层时，寒武系灰岩突水淹没矿井，但能在短时间内排水恢复生产，说明寒武系灰岩外部补给不足，岩层含水性不强，对煤系和煤层开采威胁较小。

上述三种不同类型对煤层气赋存具有不同的影响，如下所述。

②太原组薄灰岩厚度1 ~ 2m ~ 6 ~ 7m，层数几层到十几层，因地而异，往往是煤层的直接顶板。含水量弱至中等，对煤层影响较大。但由于其厚度薄，储水能力小，煤层开采后不久即可抽干，无需或少量补充。如果大断裂与奥陶系灰岩有水力联系，且有丰富的外部补给，对煤层开采和煤层气有很大影响。

③煤系地层上覆砂岩层厚度较大，除地表风化带和裂隙含水较浅外。一般随着深度的加深，裂隙逐渐减少，含水性逐渐减弱，在一般开采深度对煤层气影响不大。

④新生界厚覆盖层仅存在于开平向斜、两淮煤田和太行山东麓少数煤田，对煤系影响较大。一种情况，新生界覆盖层极厚，接受大气降水后，直接补给煤层顶部或夹在煤系地层中的裂隙砂岩。由于覆盖层极厚，蓄水量大，形成了丰富的补给源，如开平向斜。另一个是淮北煤田，新生界覆盖层很厚，从上到下分为四个含水层，其间有三个隔水层。新生界含水层与煤系地层含水层分离，简化了煤田水文地质条件，形成了两淮地区独特的水文地质条件。

(2)沁水煤田、渭北煤田，鄂尔多斯东部边缘含煤区

该地区属大陆性气候，年降雨量为400-580毫米。石炭-二叠系煤系为奥陶系峰峰组，厚约50～100米，是一个很弱的含水层。加上太原组和本溪组含水层，厚约100米，成为本区的相对隔水层，将上奥陶统和下马家沟组巨厚的岩溶裂隙含水层与煤系隔离，简化了煤系水文地质条件。煤系地层的含水层为下二叠统太原组薄灰岩、山西组砂岩和下石盒子组。太原组薄灰岩单位涌水量为0.0004 ~ 0.108升/秒·米..山西组和下石盒子组砂岩单位涌水量为0.0005 ~ 0.137 L/s.m，渗透系数为0.0002 ~ 0.137 m/d，这两个含水层富水性弱，水动力低。

太原组薄层灰岩和山西组、下石盒子组砂岩，降雨补给有限，水质为HCO3-Ca。Mg型，矿化度小于0.5g/L，地下水流动缓慢。由于构造形态为单斜或一翼向斜，煤层气被静水压力封闭在单斜的中部和深部。

(3)太行山东麓含煤区

该区含水层为巨厚的奥陶系岩溶裂隙含水层，厚约600 m，上覆本溪组厚约30m。断层错距较大时，奥陶系灰岩与太原组薄灰岩或山西组砂岩直接接触，上下含水层水力连通。含水层水动力强，补给、径流和排泄系统齐全。该区西部广泛出露寒武系灰岩和奥陶系灰岩，面积达一千多平方公里。接受大气降雨后，形成了非常厚的奥陶系灰岩岩溶裂隙水。当煤田出露背斜或隆起地层时，由于地层阻隔，灰岩泉水出露地表，形成完整的补给和排泄系统。

该区为断块构造，使煤系地层中太原组薄灰岩和山西组砂岩与奥陶系直接接触，发生水力接触。因此，煤层中的煤层气被奥陶系灰岩水携带运移，形成无气或贫气区，如邢台矿区、孤山河村-孙庄向斜、峰峰矿区、安阳矿区珍珠泉以西区块、鹤壁矿区小南海泉群以西区块等。东部寒武-奥陶系地下水自西向东流动，随着深度的增加，岩溶裂隙减少，水压约为+130m~-500m，水位年变化范围为10 ~ 20 m，深部煤系地层上形成巨大的水压。由于邯邢深大断裂的阻隔，奥灰水只在该区补给和流动，没有排泄场所。地下水的水化学类型为Cl-Na，矿化度约为5g/l，充分说明地下水处于停滞状态。

(4)豫西煤田

该区地形为低丘平原，年降雨量700~800毫米，其显著特点是奥陶系灰岩缺失，煤系直接与寒武系重叠。寒武系灰岩单位涌水量为1.325～0.0000718 L/s . m，渗透系数为4.8～0.00075m/d，水化学类型为HCO3-Ca型。Mg水，盐度为0.255 ~ 0.324 g/L，含水量中等偏弱。而煤系地层的薄层灰岩单位涌水量为0.302~0.0000479 L/s.m，渗透系数为2.93~0.000458 m/d，水化学类型为碳酸氢钙型。Mg，矿化度约为0.55 g/L，含水较弱，含煤砂岩单位涌水量为0.45~0.000217 L/s.m，渗透系数为4.0~0.000721 m/d，水化学类型为HCO3-Na。Ca型水，矿化度约为0.37g/l，因此其含水量较弱。

煤系地层下伏、上覆、夹层中的含水层，除寒武系灰岩水有时略大可引起矿井突水外，均为弱含水，地下水流动缓慢，可被其静水压力封闭，形成煤层气区域性富集。其中平顶山矿区地下水由西南向东北方向流动，水压从+80到-400 m，对煤层形成很大压力。地下水的年变化幅度较小，为3 ~ 7m

(5)徐淮含煤区

这个地区有四个煤田，这本书的叙述主要是关于淮北和淮北。该地区地形基本上为西北高东南低的冲积平原，年降雨量为750~900毫米。煤系地层覆盖有新生界松散层，厚度为200 ~ 400米。煤田为轴向NWW-东西向向斜构造，两翼发育一系列走向挤压和扭转逆断层，部分地层垂直反转。煤田内走向逆断层也很发育。

主要含水层为新生界松散孔隙含水层，分为四个含水层和三个分区，尤其是底部含水层和第三含水层对煤田有重要影响。底部含水层单位涌水量为0.0176~0.8311 L/s.m，渗透系数为0.00226 ~ 2.367 m/d，水化学类型为Cl- K+Na水。第三含水层与上层含水层有一定的水力联系，单位涌水量为0.025 ~ 2.3 L/s.m，渗透系数为0.82~15.98m/d，水化学类型为Cl- K+Na水，矿化度为0.8 ~ 2.69 g/L，因此该含水层补给来源差，地下水运动缓慢，近停滞，垂向渗透性差，近封闭状态，含水层以储水为主。

煤系地层中，砂岩裂隙含水层单位涌水量为0.00152~0.8911 L/s.m，渗透系数为0.00152~2.37m/d，矿化度为2.368~2.45g/l，水化学类型为Cl-K+Na。含水层的含水量极低。太原组薄层灰岩单位涌水量为0.00105~0.224 L/s.m，渗透系数为0.0017~3.09m/d，矿化度为1.9~2.99g/l，水化学类型为Cl-K+Na。煤系中的砂岩和薄灰岩富水性弱，地下水径流缓慢或停滞。

(4)覆盖煤系地层，地下水运动缓慢或停滞，对煤系地层几乎没有补给。