陕北地区是我国重要的能源化工基地之一，蕴藏着丰富的煤炭、石油、天然气等资源。但其地处干旱半干旱地区，生态环境脆弱。煤层开采对上覆岩层和地表造成一系列损害，产生严重的地质环境问题，威胁到矿区居民的生命财产安全。研究地表移动与变形的机理，预测地表移动变形的范围、程度等，对矿区地质环境保护及可持续发展具有重要意义。本文以杭来湾井田为例，以采煤沉陷基本理论为指导，将野外调查与室内综合分析相结合，探讨了采煤沉陷分布规律和机理；以杭来湾井田30101工作面为例，运用概率积分法对采煤引起的地表移动变形进行了预测。通过研究，获得了以下成果：(1)通过野外调查和室内分析，揭示了区内采煤引起的地表移动变形规律。调查的裂缝共发育21条，走向基本平行为135°，宽度存在分级性；房屋沉陷破坏严重。(2)根据前人经验公式计算了采煤引起的冒落带、导水裂隙带及保护层的高度分别为33.60~42.40m、85.87~107.02m、16.80~21.20m，其平均值分别为38m、96.45m、19m；并从地质条件和采矿条件两个方面探讨了杭来湾井田采煤沉陷的机理。(3)以区内的地质、水文地质和煤层埋藏条件为基础，结合采煤工程实际情况，以采煤沉陷机理为中心，确定了采煤沉陷预测所需的参数，建立了概率积分法预测模型，对区内采煤沉陷进行了预测。利用野外实测数据对预测结果进行了验证，表明利用概率积分法进行采煤沉陷预测具有可行性和可靠性。预测结果表明：理论最大沉陷值为7.17m，倾斜变形最大值为68.9mm/m，水平变形最大值为31.42mm/m，通过实测和模拟研究计算得出边界角为68.9°，移动角为70.4°，裂缝角为89°，移动盆地的沉陷范围是2.193km2。(4)根据采煤沉陷预测结果，结合野外调查数据分析表明：3号煤开采对区内主要的含水层—萨拉乌苏含水层影响很小，但对延安组和直罗组含水层有一定的影响；为保护红石峡水源地应在头道河则向杭来湾井田方向留设1000m陆域保护区的保护煤柱。上述研究成果对杭来湾井田其它盘区的开采以及陕北类似井田的开采具有借鉴作用，同时，可为陕北能源化工基地环境保护和可持续发展提供依据。