我国“三下”压煤量大，该问题在煤炭储量较少的中东部和南部地区尤为突出。湖南周源山煤矿压煤1651.2万吨，占矿井保有储量的81%，“三下”压煤问题严重。论文对充填材料及膏体充填开采对地表沉陷的影响进行研究，为解放周源山煤矿“三下”压煤提供理论依据，为同类型缓倾斜“三下”煤层开采提供借鉴。对“三下”采煤方法中的条带开采、分层开采、房柱开采、协调开采和充填开采优缺点进行分析比较，选用减沉效果好、煤炭采出率高、能解决煤矸石占地以及解决污染环境等问题的膏体充填开采作为解决周源山煤矿“三下”压煤的开采方法。以矿区周边地表大量堆积的煤矸石及附近电厂粉煤灰作为主要骨料的膏体充填材料的配比、性能等进行研究：（1）根据充填材料与添加剂的作用机制制定了18种不同的配比方案；（2）选取各方案中养护期间泡水不软化、养护期膨胀收缩小、不开裂的充填材料试件进行抗压试验，对所选试件分别进行1d、3d、28d抗压试验；（3）实验研究了不同配比方案充填膏体的初凝时间、初凝强度和终凝强度；（4）依据现场管路布置要求充填料可泵送时间不少于2.5小时，选用符合该条件且水泥用量较少终凝强度为5.18MPa的配方（水：水泥：煤矸石：粉煤灰=22.5%：10%：57.5%：10%，添加剂的添加量为总量1%左右）。运用FLAC3D对膏体充填开采对上覆岩层和地表沉降的影响进行数值模拟：（1）数值模型大小按照全部垮落法开采时影响范围建立；（2）通过岩样力学实验数据、全部垮落法概率积分法预测结果和全部垮落法数值模拟计算结果分析比较，确定充填法数值模拟计算参数；（3）根据所需充填材料强度参数拟合曲线方程，计算其5d、10d、15d、20d、25d抗压强度，并根据岩石力学相关经验公式计算数值模拟所用参数；（4）进行走向充填、倾向充填以及充填体不同终凝强度的膏体充填开采数值模拟；（5）计算过程中考虑充填前顶板下沉量以及充填体强度的逐渐增强过程。对计算结果及地表变形分析，比较选定充填研究方案得出以下结论：（1）走向充填开采地表变形小于倾向充填开采；（2）进行走向充填开采时工作面下部应力达到1.23MPa，在没有专用膏体充填支架时可优先考虑倾向充填开采；（3）膏体充填开采下沉盆地中心靠近采区中心，与进行垮落法开采时下沉盆地中心偏向采区下山方向的特征不同；（4）进行倾向充填开采时，下沉盆地中心靠近先开采的工作面一侧；（5）充填体终凝强度大于5.5MPa时地表下沉值基本不变，5.5MPa到4.6MPa之间地表下沉值变化量较小，其终凝强度小于4.6MPa时地表下沉值变化量开始逐渐增大。根据理论分析与数值模拟的结论，周源山煤矿可采用终凝强度为5.18MPa的充填材料进行倾向上行式膏体充填开采。