我国西北地区的侏罗系煤炭资源开采过程中面临顶板水害威胁，其危害程度与煤层上覆地层的水文地质结构有关，对煤层顶板含水层富水性进行合理有效的预测评价，有利于对顶板水害防治做出科学的决策，从而实现安全开采。以宁东矿区金家渠煤矿为例，基于岩性，选取了砂岩等效厚度，砂岩岩性系数，砂泥互层数 3 个评价因素，建立了岩性影响指数评价指标；基于构造，针对断层、褶皱，选取了断层交端点密度、断层规模密度、煤层倾角变异系数 3 个指标作为主采煤层上覆直接充水含水层-直罗组砂岩含水层富水性的评价指标。在此基础上，引入集对分析-可变模糊集耦合评价方法，构建了基于集对分析-可变模糊集耦合评价法的直罗组含水层富水评价模型。利用“联系度”实现了富水评价指标与评价等级间的反映联系，利用“相对隶属度函数”实现了富水评价指标值之间的有机融合。在富水性相对分区的基础上，以研究区钻孔抽(放)水试验的单位涌水量为基准，综合确定了研究区富水性分区，结果表明，研究区整体富水性较弱，具有中等、弱 2 个等级分区，其中富水性中等区域主要位于研究区中北部，富水性弱区主要位于南部、东部及西部。该方法能够较好地反映富水性非线性和不确定性的特点，为含水层富水性预测提供了一种科学有效的方法。