开采沉陷是矿区环境地质灾害的直接根源。国内外学者对开采沉陷的机理、监测、预计等做了大量的研究工作,而对于采空区上覆岩体的不连续性和可变性方面的探究较少。针对这一问题,本文依托国家自然科学基金面上项目(项目号:41172289)与中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(项目号:2652015125),以山西省朔州市安家岭1号地下矿为工程实例,采用相似模拟与数值模拟相结合的手段,研究浅埋藏近水平特厚煤层初采与重复采动条件下覆岩及地表的移动变形规律,主要研究内容及成果如下:1.通过相似模拟试验,分析总结了浅埋藏近水平特厚煤层在初采及重复采动条件下,沿煤层走向及倾向方向覆岩与地表随工作面推进的动态移动规律,以及开采结束后,地表随时间的静态移动变形规律。结果表明:浅埋藏煤层上覆岩层的下沉系数随着岩层埋深的增加而增大,且覆岩的下沉系数在重复采动作用影响下会增大;重复采动作用虽然加剧了地表的移动与变形,但在一定程度上缩短了采空区中部地表达到稳定状态的时间;开采结束后,地表达到稳定状态的空间位置顺序先后为:采空区中部地表→停采线一侧地表→开切眼一侧地表。2.基于相似材料模拟试验,对关键层下离层率随工作面推进距离的变化规律进行了研究。认为在初采条件下,岩体先后受自重作用与侧向挤压力作用,导致开切眼处离层裂隙的重复扩张与闭合,通过上覆岩体垮落范围内的测点有沿与推进方向相反的微小水平移动也验证了这一推论。3.基于分形几何理论,研究了岩层裂隙分形维数随工作面推进距离的变化曲线,以及重复采动作用对分形维数值的影响。通过分析得出在工作面推进距离相同的情况下,“三带”分形维数大小为裂隙带>垮落带>弯曲带;重复采动加强了岩体采动裂隙的闭合压实程度,加剧了岩体结构的破坏,使得“三带”的分形维数值会有显著增大。4.运用相似模拟、经验公式和数值计算方法对开采引起上覆岩体垂直分带的界限和特征进行了预测研究,对比三种方法的结果论证了相似试验的可靠性。