采用传统的全部垮落法管理顶板,大规模开采后带来的包括地表沉陷、矸石排放等在内各种生态环境问题日益突出,此外随着煤炭资源的大量开采,越来越多的矿井涉及到开采“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤问题。近年来,由中国矿业大学自主研发的综合机械化固体充填采煤技术已成功解决上述问题并取得了良好的经济社会效益。但井下原煤混矸仍需提升至地面经洗选后由投料井运送至充填工作面。鉴于此,本论文提出煤矿井下采选充采一体化生产模式,文中采用理论分析、数值模拟、工业性实验等研究方法,阐述了煤矿井下采选充采一体技术内涵,研究了采选充采一体化生产技术的系统布置和工艺设计、分析了其关键技术设备的选型设计原则及其设备结构和性能。取得主要研究成果如下:(1)揭示了煤矿井下采选充采一体化技术内涵,形成完善的煤矿井下采选充采一体化系统,建立井下采选充采一体化生产模式,为井下采选充采一体化技术的实施与发展提供依据。(2)建立了井下采煤系统、分选系统和充填系统之间的生产能力合理配套关系,分析了影响三大系统能力的关键因素,优化得到了井下采选充采一体化关键技术参数。(3)从模拟结果来看,支撑结构可以显著改变周围岩石应力分布。在支撑结构中,周围岩石的应力集中范围较小,位移分布略有变化,为160mm,巷帮移动距离接近81mm,模拟结果表明,增加硐室的支护可大大提高硐室内围岩的稳定性保证巷道的质量。(4)解决煤流矸石地面排放造成的环境污染问题,实现了井下煤矸有效分选及分选矸石输送通道、充填空间和充填设备与综采工作面的衔接,煤流矸石直接经井下洗选系统洗选后进行采空区充填,解决矸石地面排放造成的环境污染与破坏的问题,缓解了埋深超千米矿井辅助运输压力,节约辅助运输成本,实现井下采选充采一体化各生产系统的有序、高效、安全生产。