为了安全开采“三下”煤炭,减少地面沉陷,保护矿区环境,多年来国内外采用了多种不同的开采技术措施,其中,条带开采与采空区水砂充填和矸石风力充填最为常用、有效。离层注浆充填是一种控制地表沉陷的新技术,该技术是通过地面布置钻孔向在岩移过程中覆岩内部形成的离层空洞充填进外来材料来对上覆岩层起到支撑作用,从而降低覆岩向地面的移动变形速度和地表下沉量。离层注浆充填技术的充填区域在采空区上覆岩层间充填而不同于采空区内充填,因此离层注浆充填工作不会影响井下工作面正常生产。但是,目前对于覆岩离层注浆沉陷控制原理还有待进一步研究,且国内针对覆岩离层注浆控制地面沉陷的工程实例也较少。为此,论文采用理论分析、实验模拟和现场应用相结合的手段,对覆岩离层注浆充填减沉机制开展研究。论文选取淮北矿区祁南煤矿某首采工作面作为研究对象,该工作面上方村庄位于煤层切眼一侧,属于“切眼侧局部压煤”,注浆充填控制宽度和注浆终止时段与已往有所不同,该工面煤层采高3.5m,对于注采匹配的控制极为苛刻,上述典型特点在淮北矿区尚属首次。论文首先从理论上对采动覆岩离层发育和充填层位进行研究,然后,基于相似材料物理实验和数值模拟相结合的手段对覆岩离层注浆充填过程进行模拟,分析总结覆岩离层注浆对地表沉降的控制机制。最后,采用理论、实验、工程三者相结合的手段,对地表减沉效果进行评价。实施覆岩离层注浆充填后,注浆充填减沉率达96%,通过现场实测地表水平变形值最大仅为0.5mm/m,远低于“三下”采煤规程中规定的Ⅰ级损坏水平变形临界值2.0mm/m,地表建(构)筑物没有造成任何破坏,达到了安全采煤目的,取得了显著的技术、经济与社会效益。