煤炭开采对矿区含水层造成极大破坏，引起含水层空间分区变化，导致区域地下水循环发生改变，进而引起区域地下水资源重新分布。山西即是煤碳大省更是缺水大省，煤碳开采会进一步加剧水资源短缺的矛盾，需要认真研究解决水资源短缺的治本之策。因此，为了保护矿区地下水资源，为采煤保水提供理论支撑，更为促进矿区经济的快速协调发展，首先要查明研究矿区煤层开采前后含水层空间变化情况。本文选取山西长治盆地四个煤矿为研究区。长治盆地经过煤炭开采，已经出现冒落带和裂隙带，引起上覆含水层变化。通过收集矿区地质资料、煤层开采情况和钻孔数据等，划分研究区地层；结合计算机三维空间模拟技术，建立研究区三维地层模型和开采后采空区塌陷模型；基于计算机模拟数据，计算各采空区冒落带和裂隙带高度；运用对比分析方法，分析采煤影响下含水层空间的变化情况，并为进一步研究采煤引起区域含水层空间结构非均质演化，获取采煤后区域地下水的最新补、径、排信息数据，研究采煤对区域地下水循环的影响奠定基础。本次研究在研究方法上进行了创新，在群矿开采的基础上，以GIS技术为平台，应用最新的三维地层建模软件MAPGIS K9设计制作地层模型；利用模拟所得数据，分析采空区冒落带、裂隙带与上覆含水层的相对关系；结合模拟数据预测采空区裂隙影响范围，得出含水层分区变化，半定量的分析了采煤对主要上覆含水层的影响。