黃隴煤田煤層頂板水害特征及其防控技術

靳德武，李超峰，劉英鋒，曹海濤，任鄧君，王紅亮，張金魁，黃 陽，楊國棟，郭 康，樊 敏，劉宸鎧

(1.中煤科工西安研究院(集團)有限公司，陜西 西安 710077；2.陜西省煤礦水害防治技術重點實驗室，陜西 西安 710077；3.陜西郭家河煤業有限責任公司，陜西 寶雞 721500；4.陜西正通煤業有限責任公司，陜西 咸陽 713600；5.陜西永隴能源開發建設有限公司，陜西 寶雞 721000)

陜西黃隴煤田作為國家規劃的大型煤炭基地，為國家煤炭增產保供發揮著重要作用。然而，煤層頂板水害威脅日益嚴重，給煤礦安全生產造成很大影響。例如，2016 年4 月25 日，銅川照金煤礦202 工作面發生一起水砂潰涌事故，造成工作面被淹，11 人遇難；2020 年3月29日、5月6日、7月1日，招賢煤礦1304 工作面發生3 次攜帶泥砂的離層涌水災害，工作面被迫封閉；2021 年8 月21 日，郭家河煤礦1309 工作面膠帶巷低洼地段及盤區水倉被淹，部分支架被煤泥淤死，工作面風流被阻斷，1 人涉險被困；高家堡礦井正常涌水量達1.7×105m3/d，嚴重制約著煤礦正常生產，導致礦井多年無法達產。

部分學者對煤層頂板水害類型與涌水機理等進行了研究。在水害類型劃分方面，武強院士等[1]提出了頂板充水型礦井水害的概念；虎維岳等[2]根據礦井充水水源和充水通道的不同組合關系提出了礦井水害類型“4-4-4 三線圖”劃分方法；董書寧等[3]將鄂爾多斯盆地侏羅紀煤田頂板水害類型概括為離層水害、薄基巖潰水潰砂、厚層砂巖水害和燒變巖水害4 種類型；李超峰[4]提出了頂板水害類型的透水系數識別方法。在頂板水害評價方法方面，武強院士等[5]提出了“三圖?雙預測法”。在頂板涌水機理方面，曹海東[6]、喬偉[7]、郭小銘[8]等分別研究了離層涌水或潰砂機理；李文平等[9]開展了突泥潰砂物源及成災模式研究；靳德武等[10]提出了“楔入比”概念，將導水裂隙帶自下而上波及洛河組砂巖的厚度與洛河組總厚度之比(簡稱“楔入比”)作為減水開采的控制性指標。在覆巖破壞與導水裂隙帶高度測試方面，尹尚先[11]、許延春[12]、張玉軍[13]等通過統計分析大量實測數據，獲得了綜采條件下導水裂隙帶高度經驗公式；李超峰等[14-15]通過對黃隴煤田綜采條件下實測數據的統計分析，獲得了包括工作面面寬和煤層采高雙因素影響下的頂板導水裂隙帶高度預測經驗公式。

此外，還有學者提出了頂板水害防治的新概念和新方法。許家林等[16-18]提出了煤礦綠色開采概念，開展了充填開采技術實踐；靳德武等[10]結合陜西彬長礦區不同開采充水條件提出了采高控制型、限高?限寬型、隔離?注漿型3 種減水模式；董書寧等[19]采用帷幕截流方法解放了受燒變巖水害威脅的煤炭資源。

筆者在系統收集黃隴煤田典型煤礦地質與水文地質資料、工作面涌水資料的基礎上，分析工作面涌水規律、頂板水害類型及其主控因素，研究頂板巨厚砂巖含水層的水害形成機理，提出頂板水害防控關鍵技術，以期為頂板水害防治提供參考。

1 黃隴煤田概況

1.1 煤礦分布

黃隴煤田包括黃陵、焦坪、旬耀、彬長、永隴5 個礦區(圖1)；建有40 余對生產礦井，2021 年原煤產量1.19 億t。

圖1 黃隴煤田主要礦井分布Fig.1 Distribution of main mines in Huanglong Coalfield

1.2 區域水文地質條件

黃隴煤田位于我國鄂爾多斯盆地西南緣(圖1)，屬鄂爾多斯盆地涇河?馬蓮河二級地下水系統。其中，高家堡井田位于涇河?馬蓮河地下水單元腹地，洛河組含水層巨厚且強富水；郭家河井田位于地下水系統西南緣，處于地下水系統接受補給區域；青崗坪井田位于地下水系統東南緣接受補給區域。

1.3 典型煤礦水文地質條件

選取頂板水害類型明顯不同的3 對生產礦井：高家堡礦井、郭家河煤礦、青崗坪煤礦，進行典型煤礦水文地質條件對比分析(圖2)。

圖2 典型礦井水文地質剖面Fig.2 Hydrogeological sections of typical mines

1) 高家堡礦井41103 工作面

洛河組地層巨厚，為382.68～435.58 m，平均404.98 m；單位涌水量為0.231 2～2.288 0 L/(s·m)，富水性中等?強；安定組地層厚度較小，為7.27～38.20 m，平均22.21 m；煤層與洛河組間距，為63.55～96.49 m，平均80.22 m；開采煤層頂板導水裂隙帶已充分波及洛河組強富水層段。

2) 郭家河煤礦1309 工作面

洛河組地層較厚，為113.00～305.79 m，平均199.27 m；單位涌水量為0.001 8～0.190 8 L/(s·m)，富水性弱?中等；安定組地層較厚，為138.86～180.99 m，平均168.47 m；煤層與洛河組間距巨大，為243.05～299.45 m，平均275.94 m；開采煤層頂板導水裂隙帶未充分波及洛河組含水層。

3) 青崗坪煤礦42105 工作面

洛河組地層巨厚，為257.57～267.32 m，平均262.45 m；單位涌水量為0.041 0～0.225 9 L/(s·m)，富水性弱?中等；安定組地層缺失；煤層與洛河組間距較大，為103.18～115.7 m，平均109.44 m；開采煤層頂板導水裂隙帶可波及洛河組含水層。

通過對比分析發現，3 對礦井的煤層頂板主要含、隔水層發育特征存在較大差異。郭家河煤礦安定組隔水層厚度最大，煤層與洛河組含水層間距最大；高家堡礦井安定組隔水層厚度較小，煤層與洛河組間距最小；青崗坪煤礦安定組隔水層缺失，煤層與洛河組間距較小。

2 頂板水害類型及工作面涌水規律

2.1 頂板水害類型及其分布

依據涌水特征，將黃隴煤田頂板含水層充水類型概括為3 類6 型。3 類包括持續涌水式、非持續涌水式和泥砂潰涌式。其中持續涌水式分為可控持續涌水型和高強度持續涌水型；非持續涌水式分為離層涌水型(包括偶發離層涌水型和頻發離層涌水型2 種)和脈沖式涌水型；加上泥砂潰涌型共6 型。

涌水類型具有明顯的地域性特點，例如永隴礦區主要表現為離層水形式的非持續涌水類型，彬長礦區主要為持續涌水類型，旬耀礦區出現過脈沖式涌水類型，永隴礦區和旬耀礦區均曾發生過泥砂潰涌型災害。彬長礦區高家堡礦井是高強度持續涌水型的典型范例，2022 年8 月礦井涌水量可達1.7×105m3/d，為國內地下開采煤礦涌水量之最，嚴重制約著礦井安全生產；胡家河、孟村、小莊、文家坡等煤礦屬于可控持續涌水型，礦井正常涌水量相對可控，對礦井生產影響不大。永隴礦區郭家河、招賢、崔木、園子溝等煤礦均表現為頂板離層涌水類型，其中崔木煤礦為典型的頻發離層涌水型，單個工作面多次發生離層涌水現象；郭家河煤礦為典型偶發離層涌水型，部分工作面發生1～3 次離層涌水，部分工作面未發生，規律性不明顯；招賢煤礦1304 工作面曾發生3 次攜帶泥砂的離層涌水災害。旬耀礦區的青崗坪煤礦表現為脈沖式涌水型，即工作面涌水量時大時小。

同時，部分礦井出現泥砂潰涌災害。例如，照金煤礦曾發生泥砂潰涌重大水害事故，郭家河、招賢、崔木等煤礦都曾出現過離層涌水伴有潰砂現象。

2.2 工作面涌水量變化規律

1) 持續涌水類型

頂板持續涌水類型礦井的回采工作面，瞬時涌水量隨回采面積增大而逐漸增大，在回采至初次見方時出現明顯的臺階狀增大，最后穩定在某一數值區間；工作面回采結束后，瞬時涌水量有所衰減，但采空區涌水量依然較大。在工作面回采至初次見方位置出現較大涌水之前，累計涌水量較長時間僅有微小增大；隨后累計涌水量隨著時間推移大致呈線性增加，增幅較大(圖3)。

圖3 高家堡礦井41103 工作面涌水量變化規律Fig.3 Variation law of water inflow in working face 41103 of Gaojiabao Coal Mine

2) 離層涌水類型

頂板離層涌水類型的回采工作面，正常涌水量相對較小甚至無涌水。離層涌水初期瞬時涌水量急劇增大，持續時間較短，累計涌水量相對有限，表現為一種典型的有限體積水體釋放的過程；累計涌水量隨每次離層涌水出現顯著增大，總體呈現臺階狀增大趨勢(圖4)。

圖4 郭家河煤礦1309 工作面涌水量變化規律Fig.4 Variation law of water inflow in working face 1309 of Guojiahe Coal Mine

3) 脈沖式涌水類型

頂板脈沖式涌水類型是一種比較少見的頂板涌水形式。工作面正常涌水量相對較小，隨著工作面回采多次出現數倍于正常涌水量的瞬時最大涌水量；累計涌水量隨時間線性增加，增幅較大。由于瞬時涌水量表現為一種類似脈沖形式的較短時間忽大忽小急劇變化趨勢，因此稱之為“脈沖式”涌水(圖5)。

圖5 青崗坪煤礦42105 工作面涌水量歷時曲線Fig.5 Variation law of water inflow in working face 42105 of Qinggangping Coal Mine

3 頂板水害形成的主控因素分析

3.1 地質條件

地質條件包括煤層厚度、埋深、構造發育情況，含(隔)水層厚度、巖性及其組合，煤層與含(隔)水層間距等。地質條件是頂板水害類型劃分的地質基礎，也是影響煤層頂板導水裂隙帶發育的重要因素。例如隔水層厚度較小或者不發育時，采煤對煤層頂板含水層的破壞影響更為劇烈，頂板涌水量更大；存在巨厚隔水層且煤層距離含水層較遠時，采煤對煤層頂板含水層影響甚微，頂板涌水量微小甚至不涌水。煤層厚度制約采高，并與煤層埋深、含(隔)水層巖性及其組合、構造發育情況等因素影響煤層頂板導水裂隙帶發育高度。

以隔水層厚度為例進行說明。安定組是區域隔水層。崔木煤礦22303 工作面安定組厚度為97.15～134.27 m，平均115.07 m；煤層與含水層間距為146.02～256.64 m，平均205.51 m。工作面離層涌水表現為頻發，即單個工作面發生多次離層涌水現象(圖6)。

圖6 崔木煤礦工作面離層涌水位置Fig.6 Locations of water inflow in working faces of Cuimu Coal Mine

郭家河煤礦一盤區工作面離層涌水形式表現為偶發，即部分工作面發生數次離層涌水，部分工作面不發生涌水。與崔木煤礦相比，郭家河煤礦安定組地層更厚，煤層與洛河組間距更大，而離層涌水形式由頻發過渡為偶發。因此，巨厚安定組泥巖是離層水害形成的關鍵性地質控制因素，決定著離層涌水的表現形式。

3.2 水文地質條件

水文地質條件包括主要含水層厚度、富水性、滲透性，隔水層隔水能力等。水文地質條件是頂板水害類型的控制因素，也是工作面涌水量大小的主要影響因素。

1) 洛河組垂向富水性

洛河組含水層是鄂爾多斯盆地白堊系地下水主要含水巖組，主要發育細、中、粗粒砂巖和泥巖類地層，其含水層內部尚未發現區域上的隔水層。天然條件下，洛河組垂向水文地質特征存在顯著差異，例如高家堡井田三、四盤區洛河組垂向上可劃分為上段、中上段、中下段和下段4 個含水層段，其中：中上段和中下段是主要含水層段，上段和下段為弱含水層段；富水性由強至弱依次為中上段、中下段、上段、下段[20](表1)。

表1 高家堡井田三、四盤區洛河組垂向水文地質特征Table 1 Vertical hydrogeological characteristics of Luohe Formation in the third and fourth panels of Gaojiabao mine field

2) 洛河組水平富水性

含水層水平方向上的富水異常區是防治水工作的重點研究對象，一般通過物探探查、鉆探驗證并預疏放水的方式消除水害威脅。

實際工作中發現，含水層富水性可影響離層涌水。郭家河煤礦一盤區已回采9 個工作面，其中5 個工作面共發生10 次離層涌水，在地表河流位置附近出現3 次，有一定的規律可循，且瞬時涌水量和累計涌水量均顯著增大。表明在地表河流附近易發生離層涌水，分析主要接受地表河流滲漏補給，洛河組含水層富水性相對較強(圖7)。

圖7 郭家河煤礦一盤區工作面離層涌水位置Fig.7 Locations of water inflow in working faces of the first panel of Guojiahe Coal Mine

3.3 開采條件

開采條件包括采煤方法、工作面布置及回采順序、工作面尺寸(包括面寬、面長等)、采高以及煤層頂板導水裂隙等，開采條件是頂板水害形成的前提條件。煤層頂板導水裂隙帶波及上覆含水層段及其發育范圍等，決定了參與工作面涌水的主要充水水源及其過水通道。采煤方法、工作面尺寸和采高等直接影響煤層頂板導水裂隙帶發育情況，例如綜放比普采、條帶開采等條件下的煤層頂板導水裂隙發育更為劇烈，工作面寬度和采高共同影響煤層頂板導水裂隙帶發育高度[14]。

李超峰[14]系統收集了綜放條件下黃隴煤田頂板導水裂隙帶高度實測數據，采用數理統計方法獲得了面寬和采高雙因素影響下煤層頂板導水裂隙帶高度預測經驗公式。

4 黃隴煤田頂板水害形成機理

1) 脈沖式涌水機理

基本條件：煤層頂板主要含水層富水性弱，靜儲量較小，動態補給量甚微；煤層與主要含水層間距較小，例如小于100 m；關鍵隔水層厚度較小甚至缺失；煤層頂板導水裂隙帶可直接波及上覆主要含水層(圖8)。

圖8 頂板脈沖式涌水地質條件Fig.8 Geological conditions of pulsed water inrush on the roof

涌水機理：隨著工作面回采，煤層頂板導水裂隙周期性向前、向上發育，受其波及的煤層頂板主要含水層靜儲量釋放水量涌入工作面。由于含水層側向動態補給量甚微，靜儲量大量釋放后工作面涌水量隨即大幅度減小，繼續推采將發生反復涌水，周期性出現瞬時涌水量數倍于正常涌水量的變化趨勢。因此，工作面涌水量大小隨時間或者回采距離呈現出“脈沖式”急劇變化特征。

2) 持續涌水機理

基本條件：煤層頂板主要含水層富水性中等至強，靜儲量和動態補給量相對較大；煤層與主要含水層間距較小，例如小于100 m；關鍵隔水層發育，但厚度相對較小，例如20～50 m；煤層頂板導水裂隙帶可直接波及上覆主要含水層(圖9)。

圖9 頂板持續涌水地質條件Fig.9 Geological conditions of continuous water inrush on the roof

涌水機理：隨著工作面推進，煤層頂板導水裂隙周期性向前、向上發育，受其波及的煤層頂板主要含水層靜儲量和動態補給量共同構成工作面涌水。由于含水層側向動態補給量相對較大，靜儲量釋放時側向及垂向動態補給水量也同步大量參與工作面涌水。因此，工作面涌水量隨時間或者回采距離呈現臺階式逐漸增大的變化過程。

3) 離層涌水機理基本條件：煤層頂板主要含水層富水性弱；煤層與主要含水層間距巨大(如200～300 m)；關鍵隔水層巨厚(如100～180 m)；煤層頂板導水裂隙帶未直接波及頂板主要含水層，或已波及但被導水裂隙破壞的巨厚關鍵隔水層具有良好的再生隔水能力，使其在一段時間內具備對一定量離層積水體的支撐作用(圖10)。

圖10 頂板離層涌水地質條件Fig.10 Geological conditions of water inrush from spaces between roof layers

涌水機理：隨著工作面推進，煤層頂板巖層之間由于不均勻沉降產生規模不一且動態發育的離層空間；在接受相鄰含水層地下水滲流補給后，離層空間開始積水，形成離層積水體。當離層積水量持續增加或受到采動影響使離層下部密閉空間動態積水平衡被打破時，工作面發生離層涌水。

4) 泥砂潰涌機理

泥砂潰涌是一種與頂板涌水相伴生的疊加災害形式。當煤層頂板導水裂隙帶發育范圍內存在膠結不良地質體(圖10)或者出現冒頂時，伴隨涌水過程形成泥砂潰涌災害。例如郭家河、招賢、崔木等煤礦都曾出現過離層涌水伴有潰砂的現象，照金煤礦曾發生泥砂潰涌重大水害事故。由于泥砂在較短距離內即可沉淀，易堵塞水倉、巷道和工作面，使排水系統失效，造成工作面風流阻斷、人員被困等嚴重后果。

5 頂板水害防控關鍵技術及管理對策

5.1 頂板水害防控技術

1) 地下水位監測預警技術

當含水層地下水涌入工作面時，其地下水位一般提前數天或數小時開始出現異常下降趨勢。因此，可通過地下水位異常下降預警工作面涌(突)水。煤礦建立礦井地下水動態監測系統時，應在回采工作面附近設置主要含水層地下水位監測分站并實現水位數據的自動傳輸。例如，離層涌水型和脈沖式涌水型礦井，應在回采工作面內沿其走向方向，按間距不大于500 m的距離分段設置地下水位監測鉆孔。持續涌水型礦井應在回采工作面附近300 m 范圍內設置地下水位監測鉆孔。

在積累一定的工作面涌水和地下水位變化數據后，可進行地下水位變化與工作面涌(突)水之間相關性分析，從而確定回采工作面涌水預警的地下水位閾值。

2) 地面鉆孔疏放離層積水技術

包括地面鉆孔抽排和泄水2 種方式。

(1) 地面鉆孔抽排

在地面施工大口徑鉆孔(抽水段孔徑一般為400～500 mm)揭露煤層頂板主要含水層段并下泵保持長時間抽水。目前，永隴礦區郭家河和招賢煤礦采用地面鉆孔抽排方式疏放離層積水效果較好。自2021 年11 月14 日開始至2022 年8 月23 日，郭家河煤礦1310 工作面共施工7 個抽水孔，單孔抽水量37.20～166.90 m3/h，累計抽排水9.858×105m3，離層積水疏放效果顯著。

(2) 地面鉆孔泄水

采前施工地面鉆孔至煤層頂板，待工作面采煤通過鉆孔位置后即可與煤層采空區連通，發揮疏放離層積水作用并監測地下水位變化情況。永隴礦區崔木、郭家河、園子溝等煤礦均采用地面鉆孔泄水方式疏放離層積水，取得了較好效果。

3) 井下泄水巷集中排水技術

盤區泄水巷：根據工作面煤層底板起伏形態，在煤層低洼區底板下施工盤區泄水巷并通過聯巷或者大口徑鉆孔將其與各工作面連通，實現涌水自流，及時排出工作面涌水。高家堡煤礦為高強度持續涌水型，主要采用盤區泄水巷保證了工作面的正常生產。

工作面泄水巷：根據煤層起伏形態，沿工作面走向在其低洼一側按“一路下山”原則施工泄水巷，并通過聯巷或大口徑鉆孔與其鄰近巷道連通，實現涌水自流出工作面。郭家河煤礦為偶發離層涌水型，主要采用工作面泄水巷排水技術實現“不淹面”“不堵人”。

4) 排水系統建設與維護技術

煤礦應根據《煤礦防治水細則》要求建立礦井、盤區和工作面排水系統。對于正常涌水量和最大涌水量相差較大的礦井，例如離層涌水型和脈沖式涌水型礦井，應建立具有一定抗災能力的工作面排水系統；可施工大容積水倉并配備大泵量排水系統，確保涌水初期及時排出工作面或在工作面外某個空間暫時存儲起來，從而爭取撤人時間并顯著降低水害威脅程度。

排水系統檢修與維護是一項日常工作，應確保排水能力的有效性，特別是在涌水初期發揮作用。

5) 減水開采技術

注漿和充填開采屬于減水開采的技術范疇。研發黃隴煤田煤層頂板巨厚砂巖含水層減水開采技術，既是黃河流域生態環境保護和高質量發展的要求，也是礦井水害治理的迫切需要。由于洛河組存在吃漿量小和漿液擴散半徑不大，注漿層位難以選擇、漿液難以快速形成有效注漿層段等技術問題，自2017 年至今，高家堡礦井實施了多個洛河組砂巖注漿減水工業性試驗項目，目前仍然存在一些關鍵技術“瓶頸”有待攻克。亭南煤礦完成了1102 工作面充填開采試驗，積累了減水開采的技術經驗。

5.2 頂板水害防治管理對策

1) 工作面防治水“一面一策”制度

煤礦應嚴格落實工作面“一面一策”制度。編制工作面防治水設計，在專家評審或上級公司審批后作為防治水工作開展的依據。回采前，根據防治水工程實施情況，進行工作面采前水文地質條件安全性評價；回采后，及時總結積累防治水工作經驗，形成防治水工作技術體系。

2) 建立工作面水情日分析制度

煤礦應當建立工作面水情日分析制度。每天統計工作面地質信息(如煤厚、構造等)、采煤信息(如進尺、產量、平均采高等)、支護信息(如煤壁片幫、支架初撐力等)、水情信息(如涌水征兆、涌水量、地下水位變化等)，以及其他相關信息(如瓦斯、礦震等)，分析工作面水情變化規律，發現異常時及時進行預警。

3) 建立工作面精細管理制度

采煤工作面布置與設計時應統籌考慮防治水工作需要。例如，工作面走向方向應盡量避免巷道出現較大起伏變化從而形成易被水淹沒的低洼地段；運輸巷應設置在工作面較高一側從而顯著降低涌水對煤炭運輸的影響。

受頂板水害威脅嚴重的煤礦，應嚴格控制工作面推進速度及采高，提高支架初撐力。據永隴礦區多個煤礦經驗，工作面停采后的復產初期離層涌水概率顯著增大，應盡量避免較長時間的停采、滯采。采高直接影響頂板導水裂隙帶發育高度及其向上波及的含水層段，在可能出現異常涌水區段應采取控制采高的措施降低異常涌水概率和強度。為了防止冒頂時支架被壓死導致涌(突)水災害，煤礦應結合自身實際情況制定防冒頂和泥砂潰涌的專項技術措施，提高工作面支架和兩側巷道超前支架的初撐力。

4) 防治水工作例會制度

煤礦應建立防治水工作月度例會制度，定期組織專家、技術人員和施工人員等共同分析防治水實施情況，總結工作經驗，研判水情并提出防治水工作建議。

5) 與科研單位合作制度

頂板水害威脅嚴重且涌水機理不清、治理措施尚不可靠的煤礦，應與科研單位建立長期合作關系；借助科研單位專業技術力量，提升煤礦重大水害治理能力與水平。為落實責任制、保證防治水工程實施效果，重大水害(如頂板離層水)治理的方案設計、施工、治理效果檢驗原則上應由同一單位完成。科研單位要持續跟進礦井涌水量和地下水位等水情變化，動態優化防治水工程，不斷總結防治水工作經驗；在煤礦出現異常涌水、搶險救災等情形時提供專業技術支撐。

6) 建立專家會診及對標學習制度

煤礦應當每年至少組織一次水害專家會診，依托專業技術力量對礦井水害進行問診把脈。工作面回采前進行防治水工程驗收及安全評價，及時發現存在問題，提出防治水工作合理化建議。定期到條件相似礦井進行技術交流，邀請專家開展防治水專題技術培訓等。

6 結論

a.黃隴煤田頂板含水層充水可分為持續涌水式、非持續涌水式和泥砂潰涌式3 類，包括可控持續涌水型、高強度持續涌水型、偶發離層涌水型、頻發離層涌水型，脈沖式涌水型以及泥砂潰涌型6 型。

b.黃隴煤田地質與水文地質條件存在顯著差異。地質條件與水文地質條件是頂板水害類型差異化的基礎條件；開采條件是頂板水害形成的前提條件；地質與開采條件共同影響煤層覆巖破壞情況，水文地質條件影響礦井充水強度。

c.煤層頂板覆巖含水層水文地質條件及隔水層賦存條件共同決定著頂板含水層充水類型。當關鍵隔水層厚度較小甚至缺失，主要含水層富水性弱且其與煤層間距較小時可發生脈沖式涌水；當關鍵隔水層厚度較大且發育穩定，主要含水層富水性中等至強且其與煤層間距較小時可發生持續涌水；當關鍵隔水層巨厚，主要含水層富水性弱且其與煤層間距巨大時可發生離層涌水；當煤層頂板導水裂隙帶范圍內發育有膠結不良地質體或者煤層出現冒頂現象時，可形成水砂潰涌災害。

d.地下水位監測預警技術、地面鉆孔疏放離層積水技術、井下泄水巷集中排水技術、排水系統建設與維護技術、減水開采技術等是黃隴煤田頂板水害防治的關鍵技術；工作面精細管理制度、工作面水情日分析制度、專家會診及對標學習制度等是水害防治配套管理對策。