随着我国经济快速发展,对煤炭资源的需求越来越大,地下煤炭开采引起的采煤沉陷危害越来越明显。特别是采空区上覆岩层移动、破坏发生突变,给矿井安全生产和人身财产带来极大危害。因此,对采煤沉陷中突变现象的研究十分必要。基于突变理论,本文针对采煤沉陷中的突变现象做了以下几方面研究:首先,通过对突变理论已有的研究成果及相关资料分析,研究了采空区上覆岩层发生采煤沉陷突变的发生过程及危害,提出了采煤沉陷突变的概念,即采动条件下采场或采空区上覆岩体的运动,从一种稳定状态跳跃式地转变到另一种稳定状态,或上覆岩体系统在采动影响下,某些变量(如采空区面积、工作面长度及煤柱等)从连续逐渐变化导致岩体系统状态的突然变化。总结了采煤沉陷突变的特点为非线性、不连续性、突发性等。并根据覆岩破坏的过程、特点及危害程度等划分了采煤沉陷突变的类型;其次,在影响采煤沉陷突变因素的分析中,针对地质和采矿诱因,分别进行了定性和定量研究。定量分析采用层次分析法,计算了影响采煤沉陷突变各因素的重要性权重。在以上分析研究基础上,根据能量守恒原理和突变理论,建立采动覆岩中关键层突变力学模型,运用尖点突变理论研究关键层的失稳突变,通过构建关键层突变势函数,揭示了采煤沉陷突变发生的机理及煤沉陷突变发生的充分条件和必要条件,推导出关键层失稳时工作面的临界长度公式。并以铜川矿务局鸭口煤矿相似材料模拟实验为工程实例,应用关键层突变模型对实验结果进行分析,其结果具有较好的一致性,验证了研究方法的可行性及模型的合理性。最后,根据采煤沉陷突变的特点、影响因素和发生机理等,提出采煤沉陷突变的预防措施。