积家井矿区地层区划属华北地层区陕甘宁盆缘分区马家滩小区。大地构造位置处于鄂尔多斯地台西缘拗陷带中部偏东，称鄂尔多斯盆地西缘断褶带。从物探数据反映的区域构造形迹看，区域基本构造格架主要由一系列的北北西向～近南北向的宽缓褶皱和断层组成。距勘探区较近的煤矿有位于勘探区西北约21Km的石沟驿煤矿及位于勘探区东部约2Km的冯记沟煤矿。矿井涌水量较大，每天达2200m3/d；煤层项底板多为细粒砂岩，有炭质泥岩、泥岩伪顶，发生过顶板垮落现象。因此，对地区开采沉陷规律的研究迫在眉睫。本文以积家井矿区银星一井煤矿最具典型性的副斜井工作面为例，采用现场调查观测和数值模拟等方法，研究了煤层开采诱发地表沉陷变形的形成规律及致灾机理。所作的主要工作有：　　 (1)对副斜井工作面地表沉降观测数据进行分析，得到的规律为：当掘进进尺越大时，地下掘进施工影响传递到地表所需要的时间较短；地表开始移动后迅速进入活跃期，活跃期周期长，下沉量大，活跃期过后地表移动基本停止。　　 (2)运用FLAC3D软件对井筒地下掘进引起的上覆岩层应力和位移的变化过程进行了模拟，分析认为：在厚积沙薄基岩覆盖区地下采煤时，地表沉陷是由上覆基岩和积沙层双层介质变形、移动迭加作用所致，基岩是积沙层地表沉陷的控制层；积沙层内的水平位移和垂直位移的大小和分布与地形密切相关，地下井筒掘进使最大主应力σ1变化较大，引起地表的上升和下沉，产生水平位移；积沙层与基岩接触面和采区边界通常是各种应力集中区，积沙层与基岩的层间摩擦力引发浅部基岩随积沙层发生滑移，导致最小主应力σ3产生变化，产生部分垂直位移。　　 (3)在厚积沙薄基岩条件下，基岩和地下水是煤层地下开采引起的地表积沙沉陷的控制层。当地下掘进区面积扩大到一定程度，造成一定范围内井筒顶板岩层大面积垮落，随着掘进区面积的进一步扩大，引起主关键层关键块的依次塌落，塌陷基岩的边缘裂缝便向上扩展，很快与上覆积沙层以垂直节理为主的不规律节理贯通，使塌陷区基岩之上的积沙层从土体中分离出来，成为相对独立的作用在基岩之上的静荷载，伴随基岩的塌陷而沉陷，从而使地表出现不连续裂陷和台阶状断陷。　　 (4)结合矿区实地情况和沉陷特征，提出选用锚喷技术应根据掘进进尺及顶板岩性情况进行改变锚喷角度，从而达到最佳锚固的效果。