本文以软弱覆岩矿山煤炭开采引起的地表沉陷为研究对象,采用现场测量、相似材料实验、数值模拟、理论分析和实例应用相结合的方法,对软弱覆岩条件下地表沉陷的机理、预测方法和参数求取方法进行了深入、详细的研究。主要研究内容包括：(1)根据实测地表移动观测资料,分析软弱覆岩矿山煤层开采地表沉陷特征；(2)基于相似材料模拟实验,分析软弱覆岩地表沉陷机理和开采空间向地表沉陷转化的规律；(3)采用数值模拟方法,分析不同岩体力学参数对地表沉陷的影响；(4)利用弹性梁板理论和随机介质理论,建立适合软弱覆岩条件的地表沉陷预计模型；(5)根据空间等效原则,研究预计参数的求解方法。通过研究得到以下主要结论：(1)软弱覆岩条件下,地表沉陷具有下沉系数大、地表移动盆地边缘收敛速度慢,开采过程中下沉速度和变形值大的特点。(2)根据相似材料模拟实验结果得出,软弱覆岩条件下,顶板未垮落前,覆岩以梁板的挠曲为主；顶板垮落后,顶板岩梁与采场砌体梁接触形成“双梁”结构,并以此为介质不断将开采空间向上传递转化为地表沉陷空间。(3)相似材料实验和理论分析表明,软弱覆岩条件下,顶板较软,采后易于弯曲下沉,冒落空间减小,使得冒落带高度减小,同时由于采动过程中覆岩不易形成离层裂缝或者离层会很快闭合,使得软弱覆岩条件下采场空间向地表沉陷空间转化更加充分,是造成下沉系数较坚硬岩层大的根本原因。(4)本文模型预测结果与实测值吻合程度较好,能够有效避免传统预计方法收敛过快的缺点。(5)利用数值模拟方法,分析得出岩体弹性模量、岩层与采厚比、深厚比和岩体抗压强度是影响地表沉陷的主要因素；并根据软弱覆岩条件下岩层的变形特征,提出了评价地表沉陷能力的三个指标T1(岩层弹性模量与层厚积)、T2(岩层差异性指数)和T3(覆岩平均弹性模量)。(6)根据岩体破裂规律,分析得出了下沉系数的变化特征,即下沉系数随着开采深度的增加而减小,两者近似呈负对数关系；岩体越坚硬,下沉系数越小,反之越大。(7)根据空间等效效应,研究提出了求取地表下沉系数的近似计算方法。下沉系数可由采出率ε采、冒落岩体碎胀系数K碎和空间相关系数Kq求解,即(8)基于全局优化算法,编制了预计参数的自动提取算法,并进行了应用,计算结果表明,该算法不需要提供经验初值,且编程简单、计算精度高、受人为因素影响小,能更好的吻合实测数据,避免了因初值不当带来的求参失真,能够满足工程应用。