矸石固体充填技术是一项重要的绿色开采技术,它主要是将矸石做为骨料并配以其他辅料混合充填入采空区,控制矿压显现和覆岩运移程度,实现安全绿色置换煤炭的目的。然而矸石充填工程实践中存在充填体密实率不高、矿压时空显现机理认识不足而导致的矿压控制效果不佳等问题制约了矸石固体充填开采技术的长期广泛应用。因此,为了深入认识充填体与覆岩耦合作用和矿压显现的时空特性,提高矸石固体的密实性和充填率,本文以矸石固体密实充填为背景,采用理论分析、数值模拟、相似材料模拟和实验室试验等方法,对密实充填矿压显现和覆岩运移时空演化规律进行了系统研究,获得以下主要成果:(1)分析了充填开采覆岩结构和变形特征,推导了密实充填连续曲形梁的变形曲率与充实率等参数的关系式,建立了密实充填体与覆岩时空耦合作用分区模型,对密实充填矿压时空演化模型进行力学分析,最终确定了密实充填顶板下沉挠度与充填体强度之间的时空量化关系。(2)利用自主设计模拟试验台研究了矸石散体的推实特性,通过压实试验获得了密实充填矸石的最佳级配为泰伯系数n=0.4粒径级配,并以此为骨料掺入粉煤灰、水泥等辅料,研究了矸石固体的力学时效特性。(3)建立密实充填相似材料模型,研究了开挖充填过程中的覆岩活动、变形,矿压显现和充填体受力的变化规律,发现矿压显现和覆岩运移规律表现出一定的时空特性。(4)在充填材料力学特性研究基础上,利用数值模拟软件,分析了不同充填率和充填体强度下的覆岩应力和位移时空变化规律。(5)以邢台矿矸石固体密实充填工程实践为案例,对充填开采过程中的支架支护阻力、巷道顶板离层、地表沉降等监测结果进行分析,分析了密实充填矿压显现和覆岩运移规律的时空特性,研究结论最终得到验证。