厚冲积层矿区在中国分布广泛，且厚冲积层矿区地表沉陷规律表现出一些独特的现象，比如下沉系数大于1.0（即最大下沉值大于煤层的开采厚度）等。因此厚冲积层矿区的沉陷规律和机理一直是开采沉陷学研究的热门问题。本文利用淮南矿区同时具备厚冲积层和薄冲积层条件下的开采沉陷特性，在大量实测数据的基础上，结合物理模拟、数值模拟和理论分析的方法，研究了岩体内部动态移动破坏规律，分析了厚冲积层矿区岩土体的协同作用，提出了厚冲积层矿区土体沉陷响应的新方法新思路，系统研究了厚冲积层矿区的开采沉陷机理，在此基础上初步研究了多煤层重复采动下沉系数规律，构建了能反映厚冲积层土体沉陷作用的开采沉陷组合预测模型。利用相似材料模型实验的方法，研究了薄冲积层矿区岩土体内部动态移动破坏规律，研究结果表明：随着开采的推进，导水裂缝带高度开始缓慢增高，当工作面推进到一定距离后，导水裂缝带高度突然急剧增大，随后渐趋稳定；采动损坏由下向上传递的过程中，下沉逐渐减小，水平移动逐渐增大；煤层上覆岩层移动分成3个区域：矢量指向采空区中心区域，矢量垂直向下区域和矢量指向煤柱区域；通过不同区域点动态移动轨迹的分析，得到不同区域的动态移动规律，进而得到岩层的边界在岩体内部不是一条直线，而是一条接近“S”型曲线，与传统的移动边界不同。对指导岩体内部的移动变形预计，保护岩体内部井巷工程具有十分重要的意义。针对厚冲积层矿区开采导水裂缝带发育高度及分布形态的问题，在数值模拟结果、理论分析和实测数据的基础上，研究了厚冲积层矿区岩土体的协同作用机理。研究结果显示：厚冲积层对导水裂缝带竖向高度起到一定的抑制（减小）作用。厚冲积层在一定程度上增大了导水裂缝带侧向发育宽度。在厚冲积层影响下，导水裂缝带整体发育形态由“瘦高型”向“矮胖型”转变。厚冲积层对导水裂缝带影响的内在机理是厚冲积层以荷载的形式影响采空区上覆破裂岩体及离层，进而影响导水裂缝带的发育高度及形态。冲积层厚度增大，受到冲积层荷载影响的采空区冒落带内破碎岩体更加压实，岩石碎胀性减小，裂缝带内沿层裂隙及离层趋于闭合，从而抑制了导水裂缝带在竖向发育，使导水裂缝带高度减小。然而，采空区破碎岩体及岩体裂隙及离层中的空隙是有限的，导水裂缝带竖向减小的幅度也有限，约10%。置换出来的岩石空隙（空间）将以下沉的形式传递到地表，增加地表的下沉量，这也是厚冲积层矿区地表下沉量偏大的内在原因之一。由于冲积层荷载向下传递过程中受到岩层硬岩（关键层）的影响，导水裂缝带竖向发育高度和侧向发育宽度的变化趋势类似，均呈“台阶状”变化。论文从充分利用实测数据的角度出发，提出了新的研究思路和方法。该方法的特点是可以将冲积层土体和上覆岩体分开，并获得了各界面的实测数据，以实测数据作为岩体和土体的上下边界控制条件，为更全面的研究和揭示厚冲积层矿区沉陷机理提供方法论支持，也弥补了目前研究方法的缺乏实测数据支撑的缺陷。该方法可以为该领域的科研人员提供一种思路和技术途径，可以为厚冲积层矿区开采沉陷的研究提供实测数据支撑，促进该学科更全面的发展。基于淮南矿区南区和北区特殊的地质采矿条件和丰富的实测资料，采用文中新提出的研究思路，研究了厚冲积层矿区开采沉陷机理，得到厚冲积层矿区地表沉陷由四部分组成：①基岩面下沉引起的冲积层土体跟随下沉；②岩土协同作用下沉；③矿区土体的失水固结下沉；④开采扰动下浅部土体密实性下沉。通过对该四部分下沉在重复采动时的变化规律研究，得到厚冲积层矿区重复采动时的地表下沉系数与一般条件下的规律不同：随着采动次数的增加，下沉系数逐渐减小，最终趋于一个稳定值。以淮南矿区为例，证实了该结论，研究成果对巨厚冲积层矿区重复采动条件下沉陷预计具有实用价值。针对目前沉陷预测模型在厚冲积层矿区应用时存在的共性问题，从厚冲积层矿区沉陷机理出发，结合岩土体内部的变形特性，利用土力学和开采沉陷学的相关理论，推导出来浅部土体压密下沉和深部土体失水固结下沉计算模型。通过“叠加”原理，构建了厚冲积层矿区开采沉陷的组合预测模型，对提高厚冲积层矿区地表沉陷预测预测精度具有指导意义。