充填采矿法是一种贫化率低、回收率高的采矿方法，在我国矿山中得到广泛应用和普遍重视。尤其在矿山地表不允许破坏、三下开采和有自燃倾向的矿床开采过程中，可以有效控制覆岩运动，防止地表下陷，保持围岩稳定。对于煤矿充填而言，粉煤灰矸石胶结充填开采是我国绿色开采技术的重要组成部分，是解决煤矿开采安全、环境问题的理想途径，是解煤矿矿井“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）大量压煤开采问题的迫切需要。为此，本论文通过理论分析、实验室试验、现场检测及数值模拟，对煤矿充填中粉煤灰矸石胶结充填体的基本性能和实际应用进行了系统的研究，获得了大量有价值的成果。本文主要做了以下几个方面的研究：（1）探讨了我国现阶段煤矿充填的主要原材料粉煤灰、煤矸石的现状，并介绍了粉煤灰、煤矸石的定义及形成过程。通过X射线衍射仪、激光散射颗粒粒度分布分析仪等各种化学仪器对曹庄煤矿所使用的粉煤灰和煤矸石材料基本性能进行细致的试验分析，对充填材料的物理化学性质进行了研究与总结，同时研制出一种适合于煤矿充填的新型胶凝材料，即FAC型胶凝材料。（2）通过大量实验室验研究，找出了影响充填体固化强度的诸多因素，如充填体强度与灰料比、质量浓度、扩散度、养护时间、养护方式等因素的关系，还找出了质量浓度与扩散度和容重的变化规律等。并对这些变化规律进行总结，解决了煤矿充填体强度变化的一些基本问题。（3）本章节针对肥城曹庄煤矿81006工作面的现场情况，进行现场的试验观测，分析了现场充填体的受力、变形规律以及充填采煤工作面超前压力真实的变化情况。（4）利用FLAC数值模拟软件，对曹庄煤矿81006工作面Ⅳ区进行有数值模拟，分析Ⅳ区工作面开采后、充填后两种状态下的顶底板应力变化情况和破坏深度情况，以便有效防治由于煤矿底板破坏而引起的突水事故的情况发生。该论文的创新之处在于通过大量实验室试验，找出了影响煤矿充填体质量的一些主要因素，完善了煤矿充填过程中的一些基本理论问题。通过现场检测总结出了采煤工作面充填体的受力及变形规律，充填后工作面的围岩压力分布变化情况。通过FLAC数值软件模拟，分析出煤矿工作面充填后的底板破坏情况，与煤矿工作面开采后但未进行工作面充填的情况作比较，得到一些重要结论，为我国煤矿充填的进一步研究打下了基础。