为解决焦家金矿尾矿粗颗粒缺失、充填效果不理想,下向进路充填法人工假顶稳定性差,上向进路充填法进路规格小、生产效率低等重大技术难题,综合运用现场调研、文献检索、室内试验、力学分析、数值模拟等手段,对焦家金矿尾矿固结材料胶结充填配比、下向进路人工假顶稳定性、上向进路充填体承载性进行了深入研究，并提出了人工假顶优化构筑工艺和上向进路碎石胶结充填工艺。完成的主要研究工作和结论如下：(1)对充填材料的物化性能、强度、胶结微观结构进行分析,得出最优组合料配比。分级尾渗透系数较低,脱水困难,但密实程度极高,在沉降变形过程中,几乎不发生任何变形；粉煤灰SiO2、Al2O3含量高,具有一定的潜在胶结性能,主要作用是提高充填体的终期强度；选矿尾水可以作为充填用水,以实现工业用水的循环利用；固结材料能提高充填体早期强度,但后期易脱水碳化,强度明显降低；推荐一步采上向进路采用碎石胶结充填(灰砂比1：15固结材料砂浆浇注),二步进路尾矿非胶结充填,下向进路打底充填灰砂比1：6,普通充填灰砂比1：10～1：15,质量浓度均为70%-73%,料浆满足管道自流输送要求。(2)对下向进路人工假顶稳定性影响因素进行综合分析,得出其影响因素集。人工假顶稳定性影响因素众多,既有定量因素,又有定性因素,且相互影响、相互制约,包括充填材料特性、人工假顶构筑工艺、采矿工程因素三方面；前两者通过控制承载层强度来影响人工假顶稳定性,后者通过改变承载层受力状态来影响人工假顶稳定性；因此,构筑人工假顶时,必须选择合理的充填材料配比和进路结构尺寸,以提高人工假顶稳定性和回采作业安全性。(3)应用弹性力学基本原理对人工假顶受力状态进行研究,得出其失稳机理。简支“梁”力学模型适用于上下分层进路斜交(或垂直)的情况,主要破坏形式为中截面上的拉伸破坏,但由于各“梁”之间的粘结力较弱,此破坏不会迅速引起相邻“梁”的连环破坏,对整个进路顶板稳定性破坏较小；薄“板”力学模型适用于上下分层进路平行相错布置的情况,易于沿相邻充填体假顶间的结构弱面发生拉伸破坏,甚至贯穿整个进路顶板长度方向,导致整个顶板的失稳冒落,且上下进路平行相错布置时,易发生上部人工假顶处于悬臂“梁”状态,在回采工作面顶板上产生很大的拉应力集中,回采作业安全性差；因此,人工假顶应布置底筋,防止拉伸破坏,且上下进路应尽量斜交(或垂直)布置。(4)将薄“板”力学模型应用于焦家金矿下向进路人工假顶稳定性分析,表明其稳定性差。二步回采进路人工假顶的最大拉应力远大于一步回采进路；随着承载层厚度的增加,人工假顶内的最大拉应力减小,但当承载层厚度h≥1.8时,仅增加其厚度对人工假顶的稳定性并无实质意义；人工假顶内的最大拉应力(安全系数)随着进路宽度的增大而增大(减小)；矿山目前充填体特性条件下,二步回采进路人工假顶的安全系数分别为q=1.79～4.15和η=1.16～2.08,进路回采安全程度不理想(η≥3时,为理想状态),应优化人工假顶构筑工艺。(5)运用ANSYS数值模拟对焦家金矿下向进路人工假顶稳定性进行分析,表明其稳定性差,并提出人工假顶优化构筑工艺。目前生产情况下,应力状态不理想,承载层基本处于临界状态,相邻充填体几乎均发生压坏现象；优化工艺使用推荐的料浆打底,并铺设底筋网(无吊筋),打底厚度为1-1.5m(以1.3m最佳),且安全程度较高,进路断面取3m×3m最为理想,可进一步试验将进路断面扩大至4m×4m。(6)运用ANSYS数值模拟对焦家金矿上向进路充填体承载性能进行分析,表明其强度偏低,回采安全性差,并提出碎石胶结充填工艺。二步回采进路直接顶板和相邻充填体发生大面积拉伸破坏,安全性差；使用推荐配比料浆进行碎石胶结充填,进路断面尺寸3m×3m,应力状态理想,回采安全性高,且可进行扩大进路规格即4m×4m的试验,以提高生产效率,降低成本。