矿井充填开采是解决我国“三下压煤”难题的最佳途径之一。经过近30年的发展，我国矿山充填工艺经历了废石干式充填、水砂充填、混凝土胶结充填、细砂胶结充填、废石胶结充填、高浓度全尾砂胶结充填、膏体泵送胶结充填及超高水材料充填的发展过程。超高水材料是由中国矿业大学研发的一种矿用充填材料，具有早强快硬、单浆流动性好、初凝时间可调，生成的固结体不收缩，体积应变小，在三向受力状态不可压缩等优点，是目前解决“三下压煤”难题，实现绿色开采的一种理想的充填材料。我国因煤炭开采、利用等造成的固体废弃物如煤矸石、烟道灰等堆积现象日趋严重，对环境造成了很大的污染。将这类固体废弃物与超高水材料复合进行矿井充填，一方面可以改善环境，同时也可以进一步降低超高水材料的成本。本文首先研究了煤矸石与烟道灰作为超高水材料骨料的基本特性，考察了煤矸石与烟道灰形成适宜浓度浆体的影响因素，得出了骨料浆体的最佳输送条件。研究表明：煤矸石与烟道灰的来源、灰矸比、水温、浆体质量浓度、煤矸石的粒级组成等都对浆体的黏度特性有影响。各影响因素按显著性由大到小分别为：浆体质量浓度>灰矸比>煤矸石的粒级组成>温度>煤矸石与烟道灰的来源。煤矸石的化学成分及矿物组成对骨料浆体黏度特性的影响与相应煤的变质程度有关，与煤矸石相对应煤的变质程度越高，煤矸石中化学成分及矿物成分对骨料浆体的影响就越小。同时得出骨料浆体的适宜工程条件为：水温20℃、煤矸石粒级组成0-6mm、煤矸石产地（XZJH）、烟道灰种类（陶二电厂烟道灰2#）、灰矸比1:1或2:3，对应的浆体质量浓度范围分别为：72%～74%、76%～77%。其次研究了煤矸石、烟道灰与超高水材料复合后的混合浆体的黏度特性、初凝时间及单轴抗压强度。研究结果表明：影响混合浆体的黏度特性及初凝时间的因素按显著性由大到小分别为：水料比>灰料比>水温>灰矸比，但是这四种因素只对混合浆体的黏度值的大小有影响，对混合浆体黏度随时间的变化规律无影响。混合浆体的黏度随时间的变化规律为：开始时混合浆体的黏度较小且变化不大，初凝前20min左右混合浆体的黏度迅速增大并在短时间内达到初凝。通过对适宜条件下的混合浆体初凝时间及其固结体强度的研究，结果表明：水料比及灰矸比越小，灰料比越大，混合浆体固结体的强度就越大；减少用水量、增加超高水材料用量可以提高固结体的强度；细颗粒的烟道灰用量过多有降低强度的作用；固结体强度随着时间的增加逐渐增大，但是增大的幅度会越来越小，且28d及以后固结体的强度逐渐趋于稳定。结合实际采矿充填需求，最终得出超高水复合灰渣充填材料的最佳配比为：水料比6:1、灰料比5:1、灰矸比2:3、水温20℃，即实际材料中水、超高水材料、煤矸石及烟道灰所占的百分比分别为30.77%、5.13%、38.46%及25.64%。并且与相同水料比的超高水材料对比，得到单位体积的超高水灰渣充填材料可节约超高水材料用量44.73%左右。