坚硬顶板是煤矿普遍存在且难以控制的一种顶板类型，具有强度高、悬顶面积大、难破断等特点。实践证明，坚硬顶板下采煤工作面容易发生冲击地压、煤与瓦斯突出及采空区飓风等动力灾害，严重威胁矿井的安全生产。固体充填采煤技术作为新兴的绿色开采技术，近年在我国“三下”压煤开采方面已取得了重大突破，理论与实践证明，充填开采限制了上覆岩层的移动与变形，减弱了采场矿压显现，有效控制了覆岩层的运动。鉴于此，本文提出固体充填控制坚硬顶板动力灾害的新方法，采用理论分析、实验室试验、物理模拟、数值分析及工业性试验等多种研究方法，测试了充填材料的能量耗散特性，分析了坚硬顶板的致灾机理及防治关键，系统研究了充填体与顶板相互作用关系、不同控顶充填率时顶板变形及采场围岩能量分布规律，建立了固体充填防治坚硬顶板动力灾害的工程设计方法，并进行了工业性试验，取得的主要创新成果如下：（1）测试得到矸石耗散能量与应变之间的非线性增长关系，分析得出矸石受压缩时经历了能量缓慢耗散、加速耗散和快速耗散三个阶段，揭示了粒径、加载速率及初始加载应力影响耗散能量变化的规律。（2）基于顶板变形过程中能量演化规律以及各类动力灾害的致灾原因，分析了坚硬顶板揭露至断裂的能量积聚、转化与释放过程，得出降低工作面能量积聚与释放量是防治动力灾害的关键，并提出了采用固体充填防治坚硬顶板动力灾害的新方法。（3）建立了固体充填采煤工作面坚硬顶板变形的非均匀分段弹性地基梁模型，给出了顶板变形及断裂前后能量分布与释放的计算方程，研究了不同控顶充填率条件下顶板与充填体的相互作用关系，揭示了充填控制顶板变形及能量变化的规律。（4）通过物理模拟与数值分析，得出不同控顶充填率时采场围岩应力及能量分布规律，建立了固体充填防治坚硬顶板动力灾害的工程设计方法，优化设计了充填采煤系统与工艺，并成功进行了工业性试验。