我国薄煤层资源储备量十分丰富,分布范围比较广泛。但由于部分薄煤层埋藏较浅,上覆基岩厚度较薄,煤层开采容易引发地面沉陷灾害,对矿区环境及周边建筑造成危害。如何在保证将薄煤层资源安全有效采出的同时,减少开采沉陷对矿区周围环境的破坏具有重要意义。本文以陕北芦则沟煤矿为研究对象,芦则沟煤矿仅开采三叠系上统瓦窑堡组顶部的V号薄煤层,研究区地层为近水平地层。通过对研究区已有沉陷情况的实地调查,利用UDEC离散元软件对研究区开采沉陷进行数值模拟分析,总结出研究区薄煤层开采引发的地面沉陷特征,并应用概率积分法对其结果进行验证分析。进一步结合研究区开采煤层上覆岩土层的厚度分布规律,总结出上覆岩土层厚度变化对薄煤层开采地面沉陷的影响。取得的主要成果如下:(1)应用UDEC离散元软件对薄煤层开采后地表沉陷进行研究得出:在一定范围内,无论基岩厚度和松散层厚度如何变化,研究区内薄煤层开采导致的地表下沉曲线分布规律总体上与一般情况下水平煤层开采引起的地面沉陷特征相似。主要表现为:煤层充分采动后,在采空区上方形成沉陷盆地;采空区中心正上方的下沉值最大,向四周逐渐减小;地面沉陷影响范围远大于所对应的采空区范围;下沉曲线以采空区中央呈对称分布。(2)在一定范围内,松散层厚度保持不变时,地表最大下沉量随基岩厚度的增加而减小,减小速率由大到小,且基岩厚度变化与地表最大下沉量关系比较符合负指数曲线。基岩厚度保持不变时,随着松散层厚度增大,地表最大下沉量有增大的趋势,增大速率由大到小,且松散层厚度变化与地表最大下沉量关系近似符合对数曲线。(3)通过对研究区V号薄煤层上覆岩土层厚度的分析,建立“薄基岩厚表土”“薄基岩薄表土”“厚基岩厚表土”“厚基岩薄表土”四种厚度组合模型,结合研究区实际地层情况进行数值模拟计算分析,得出在一定的工作面推进范围内,薄基岩厚表土模型地面沉陷量最大,最大值970mm,煤层开采长度与埋深比约为1.4时煤层达到充分采动,下沉系数约为0.81,地表沉陷发育曲线出现平底现象。厚基岩薄表土模型地面沉陷量最小,最大沉陷量370mm,地层未充分下沉,此时的下沉系数约为0.31。(4)在一定范围内,地面沉陷量的大小和基岩厚度和松散层厚度以及土岩比有关,土岩比越大,地面最大沉陷量越大。且基岩厚度较厚时,松散层厚度的变化对地面沉陷下沉系数的影响相对较大,反之较小。松散层较薄时,基岩厚度的变化对地面沉陷下沉系数的影响相对较大,反之较小。