我国华东矿区地表多为村庄农田且第四系松散覆盖层较厚,目前长壁垮落法开采会导致地表塌陷严重、地下水位上升、农作物绝产等问题,极易诱发严重的工农矛盾。目前厚松散层下控制地表沉陷的措施主要有条带开采和充填开采等方法,但条带开采存在回采率低、掘进率高等问题,全采全充存在采煤效率低、充填成本高等缺点,且厚松散层条件下煤炭开采覆岩及地表移动变形表现出了显著变化。为了控制开采对地表沉陷的影响,本文提出了冒落条带和膏体充填条带“采-充”耦合开采技术方法,通过理论分析、相似材料模拟和数值模拟相结合的手段对“采-充”耦合开采覆岩及厚松散层地表移动变形特征进行了研究,主要结论如下:(1)基于弹性力学及薄板理论,建立了基于覆岩关键控制岩层条件下充填条带和“采-充”耦合开采覆岩结构力学模型,通过四边固支薄板极限承载能力推导出覆岩关键控制岩层条件下充填体受力表达式,结合充填体临界失稳极限状态下的体积载荷给出充填体合理宽度和采空区宽度的表达式,并根据实际地质采矿条件分析了“采-充”合理尺寸的留设。(2)基于相似材料模拟试验,研究了工作面推进过程中关键控制岩层对覆岩大结构的影响,表明合理“采-充”尺寸上覆关键控制岩层能有效控制地表不发生波浪形下沉盆地,开挖结束后地表最大下沉610mm;应力监测表明整个开采过程顶板应力集中最大11.9 MPa,应力集中系数为1.5。(3)通过FLAC3D数值模拟研究了“采-充”耦合开采覆岩及地表移动变形特征,得到地表最大下沉601mm,地表形态为相对平缓的下沉盆地;地表最大倾斜变形值1.52mm/m,水平移动值324mm,水平变形值-1.21 mm/m;盆地边界处于水平拉伸状态,中间部分处于水平压缩状态;充填体支承应力分布呈“马鞍形”分布,充填体中部应力值10 MPa,两侧应力峰值达到20.42MPa,为原岩应力的2.3倍;分析了不同充填工作面宽度、采厚、充填率、松散层厚度条件下覆岩及地表移动变形特征,基于回归分析得到各变量与地表移动变形值及下沉系数之间的关系。通过正交试验分析了各因素对地表移动变形值及下沉系数的影响程度,得出地表移动变形影响程度排序:充填率>充填面宽度>煤层采厚>松散层厚度,顶板应力影响程度排序:松散层厚度>充填面宽度>充填率>煤层开采厚度。(4)通过与条带开采地表沉陷对比,得到采-充耦合开采相对条带开采地表下沉值和下沉系数增加50%,倾斜变形值增加45%,水平变形值增加60%,当充填面宽度大于60m时可以将地表变形控制在Ⅰ级破坏范围内,采-充耦合开采充填面宽度100m时对地表的沉陷控制效果等同于条带开采留设煤柱52m;同时对采-充耦合开采的经济效益进行分析,表明采-充耦合开采对煤炭资源的高回收率及全采全充在充填成本控制上有明显优势。