本发明公开了一种基于模型判定矿井采空区上覆关键层层位的方法，属于关键层判定技术领域，包括如下步骤：S1、建立参考坐标系；S2、测量地表下沉盆地和地表的拐点G1位置；S3、测量地表下沉盆地的地表浅土层沉降区域双曲线上的点G2位置；S4、计算：计算采空区地表上覆松散层的沉降规律，上曲下直模型公式中双曲线的公式；S5、获取初次垮落断裂线和周期垮落断裂线上点的坐标，推导工作面推采过后初次垮落断裂线和周期垮落断裂线公式；S6、构建判定关键层层位的上曲下直模型公式；S7、得到其交点A和交点C，本发明创造性的运用现场具体坐标点与上曲下直模型相结合，使得关键层层位判定结果更加准确、可靠，提高了判断效率。