1、隨著我國煤礦高強度、粗放式開采，因煤層開采造成的煤矸石占壓土地、地表建筑物損害等問題越來越突出。矸石充填開采技術是綠色采礦的重要發(fā)展方向，不僅可以解決煤柱回收與地面矸石堆放問題，還可以控制地表移動變形。矸石充填開采覆巖變形破壞機理的研究對充填開采推廣應用至關重要。為此，本文綜合采用室內試驗、數(shù)值模擬、理論分析和現(xiàn)場探測相結合方法，揭示了采空區(qū)充填開采控制覆巖變形破壞機理。主要結論如下：
　?。?）系統(tǒng)研究充填矸石物理力學特性，通過

2、室內壓縮試驗測試獲得了矸壓實特性及流變特性。研究得出矸石的應力-壓縮率曲線整體上呈現(xiàn)對數(shù)規(guī)律分布，矸石變形模量與應力近似為線性關系，變形模量隨著應力的增大而不斷增大。
　?。?）采用 FLAC3D數(shù)值模擬方法，對比研究了充填開采覆巖應力分布及變形破壞規(guī)律，揭示了充填開采覆巖動態(tài)損傷演化規(guī)律。采空區(qū)矸石充填對控制覆巖變形破壞有重要作用，采用充填開采后覆巖塑性破壞高度降低達63％。頂板沉降量約占傳統(tǒng)綜采的60%。充填體壓縮過程中產生反

3、作用力給圍巖，改善了圍巖的應力狀態(tài)從而提高了圍巖自身強度及承載能力，減緩了礦壓顯現(xiàn)程度。
　　（3）通過建立薄板力學模型，考慮了充填矸石對頂板的支撐反力，推導了充填矸石對覆巖變形的撓曲面方程，揭示了采空區(qū)矸石充填控制覆巖變形破壞機理。并利用簡化的彈性地基梁理論分析走向剖面巖層移動變形問題，并對影響覆巖變形效果的彈性地基系數(shù)、充填體欠接頂量進行了定量分析。
　?。?）在矸石充填開采頂板沉降及覆巖變形破裂連續(xù)監(jiān)測的基礎上，分析了