近年来,地下资源开采引起的采动损害与环境问题日益突出,“绿色开采”已成为煤炭工业可持续发展的重要方向。因煤炭开采引起的地表沉陷,不仅破坏矿区地表生态坏境、损害地表建筑物和构筑物,而且还伴生严重的安全隐患。解决这一问题迫在眉睫。本论文提出了多层位注浆沉陷区恢复治理的方法。该方法借鉴水力压裂法,利用高水材料流动性强、初凝时间可调、三向受力不可压缩等特性,在沉陷区地表,通过钻孔灌注高水材料浆液致基岩浅部弯曲下沉带内注浆层位(软弱岩层或软弱夹层),利用高压泵组使高水材料浆液在注浆层位产生高压,支撑起上覆沉降的岩层,恢复已沉陷、变形的地表。通过合理的布置钻孔间距,实现沉陷区区域性的恢复治理,保护了地表建筑物、构筑物和地面生态环境。本文通过理论分析得出了注浆层位选择确定的依据;参考离层注浆法和水力压裂法建立注浆沉陷区地表恢复力学模型;通过试验得出不同配比条件下所用高水材料的初凝时间、流动性和抗压强度等关系;采用三维相似模拟试验探究多层位注浆沉陷区恢复治理方法的可行性和合理性;采用相似材料二维模拟试验和计算机数值模拟试验研究了注浆间距和深度对沉陷区地表恢复的影响关系,得出沉陷区区域性恢复治理的最佳钻孔密度,为将来现场试验和应用提供理论依据和研究方法。