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建国以来，我国加快了工业化进程，各地开始了各种工业化建设，因而对能源的消耗与日俱增，煤炭作为我国主要的战略能源，在工业化的进程中起到了重要的作用，消耗量逐年增加。山西作为我国的煤都，每年都向各地提供大量优质的煤炭。然而，大量的煤炭开发也带来了各种环境破坏，煤炭生产过程中产生的废气、废水以及废渣对当地的环境造成了诸多不利的影响。另外，煤炭大多埋藏于地下，需要进行地下开采，由此带来的后果便是大面积的地表变形，准确预测井工开采引起的地表变形范围，对于保护当地人民的生命财产安全是很有必要的。
本文以尚未进行开采的山西省某煤矿首采区为研究对象，对某煤矿进行了实地调查，收集了相关地质勘察资料，同时，对某煤矿附近其它已经开采且形成地表变形的煤矿也进行了现场调查。通过相关方法的研究，对某煤矿首采区地表变形规律进行了预测，包括地表变形沉降值、地表变形影响因素、变形特征以及地表变形成因等，并最终对该煤矿开采可能的地表变形特征及环境破坏特征提出了相应的治理、监测措施建议。本文初步成果如下;
(1)本文运用理论计算方法及数值模拟方法对比分析得到了地表变形沉降值。理论计算方法通过剖面函数法、影响函数法以及概率积分法的比选，并结合该煤矿的实际情况，最终选取概率积分法作为本次理论计算方法。数值模拟方法则选择有限元软件ANSYS10.0以及有限差分软件FLAC3D相结合进行模拟计算。两种方法的计算如下:
①结合本井田的实际开采情况和地质条件来确定本矿的地表移动参数，包括开采影响传播角(θ)、下沉系数(q)、拐点偏距(S)、主要影响角正切(tgβ)、水平移动系数(b)等。根据概率积分法的计算结果，某煤矿首采区开采达到稳定后的最大下沉值为1094mm，最大水平移动值为274mm，最大倾斜值4.4mm/m，最大曲率值0.027×10-3/m，最大水平移动变形值1.672mm/m。
②结合该煤矿地形地质图，运用ANSYS10.0软件建立矿区三维模型，并对所建立的模型采用四面体网格划分。首采区所建立的地质模型共有267876个单元，49774个节点。经过转换后导入有限差分软件FLAC3D中进行开采模拟计算，根据实际地层情况，对模型进行了分层处理，根据有限差分计算结果，地表变形达到稳定后X方向最大位移出现在采空区上方地表东部，其最大值为286mm;Y方向最大位移出现在采空区上方地表北部，其最大值为345mm;地表变形达到稳定后Z方向的最大位移为1116mm。
综合两种方法的计算结果，最终确定地表竖直方向的最大下沉值为1100mm，最大下沉值出现在采空区上方地表中央。
(2)本文分别从工作面尺寸，煤层倾角以及开采深度、厚度等几个因素对地表移动变形特征的影响进行了分析，某煤矿首采区开采后，地表将形成以采空区为中心类似椭圆的地表移动盆地。由于煤层较薄，且埋深较大，地表移动变形较平缓，不会出现大规模塌陷坑。随着开采继续进行而达到充分采动时，地表最大下沉值将不再增加，地表移动盆地将出现平底。另外，随着工作面的扩大，煤层底板由于卸荷作用及两侧煤层的水平挤压作用，会出现向上隆起的现象。
(3)结合该煤矿的地质资料，首采区开拓方式，本文主要从采空区形成后采空区顶板及顶板上覆岩层中的应力分析得出地表变形的成因。随着开采的进行，采空区顶板原有的应力平衡遭到破坏，顶板岩层会发生向下弯曲，直至达到新的平衡，当工作面达到一定尺寸时，顶板岩层将发生崩落直至破坏，这种变形模式会逐渐向上发展，直至地表，并最终在地表形成比采空区面积大的一个盆地。
(4)针对该煤矿开采后可能遭受到的地质灾害及环境破坏特征，文章的最后提出的几种相应的治理措施建议，主要包括对煤矸石的处理、地表塌陷及地裂缝的处理以及对煤炭生产工程中产生的生产及生活污水的治理等，并提出了几点监测措施建议。