我国西部地区煤炭资源十分丰富,由于煤层赋存条件简单且厚度大等特点,为煤炭机械化、高强度开采提供了得天独厚的条件,但由于高强度开采所造成的地表沉陷严重的破坏了当地的生态环境,使得生态环境快速恶化并且影响社会经济的可持续发展。因此,深入展开浅埋采空区地表沉陷预测方面的研究具有重要意义,论文以神东矿区22615面为工程背景,采用相似实验、数值模拟、理论分析、现场实测相结合的方法,对浅埋采空区覆岩结构特征及地表沉陷预测展开深入研究。该矿区煤层赋存条件具有埋藏浅、薄基岩、厚砂土层等特点,煤炭开采过后上覆岩层移动及变形与一般矿区具有明显差异,因此针对神东矿区浅埋煤层赋存条件,通过现场取样,开展采空区垮落岩体力学性质实验,测定垮落岩体力学性质参数,开展垮落岩体变形特性实验确定岩块所受应力与其残余碎胀系数关系,为浅埋采空区地表沉陷量预测研究提供基础参数。基于采空区垮落岩体力学参数,建立二维物理相似模拟模型,分析浅埋煤层开挖后覆岩破断以及采空区覆岩结构特征,同时在模型上布置闪斑点,对模型移动变形进行数据采集,分析覆岩移动变形规律。利用UDEC数值模拟分析采空区覆岩应力分布特征,基于采动覆岩结构特征研究的基础上,采用固支梁、悬臂梁、应力拱及老顶岩块铰接结构经典力学理论分析采空区覆岩应力空间变化规律,推导浅埋采空区垮落岩体应力与煤壁距离的数学模型。将垮落岩块碎胀-应力关系带入浅埋采空区垮落岩体应力空间变化数学模型,划分碎胀特性分区,利用垮落带内各岩层碎胀特性对采空区地表沉陷量进行预测,并通过现场实测对预测合理性进行验证。最终,形成一套完善的浅埋采空区地表沉陷预测方法。