我国属于煤炭大国,煤炭资源的开发利用在国内经济发展中占据着不可或缺的位置。然而,随着我国城市发展不断的前行,压煤问题日益严重,对于我国绿色可持续发展道路起到了极大的制约。因此为了解决煤炭开采低回收率,以及对地表沉陷起到有效控制的作用,带状充填开采成为一项重要的研究,该方法不仅能够有效解决上述问题,还可以降低充填成本,以及解决充填材料来源不足等问题,是一种绿色开采技术。本文结合沈阳西马煤矿针对目前带状充填方面存在带状充填的基本参数设计方面存在的不足,通过充填膏体配比及其力学性能试验研究得到适合西马煤矿采空区充填的材料配比。通过理论分析、数值模拟及地表沉陷预测,对比分析了带状充填开采的覆岩移动和顶板下沉的规律。主要工作及成果如下:通过充填膏体配比及其力学性能试验研究得到,再以煤矸石、粉煤灰、水泥和水为主要组分时,选定了适合采空区充填材料的配比,其配比为:煤矸石:粉煤灰:水泥:水=10.21:4.1:2.5:3.8,其中添加剂用量为总质量的0.22%,此配比下,充填体的7d强度可达3.89MPa,28d强度可达6.06MPa,并且平均弹性模量为1.2GPa,可以满足实际工程需求。此外,在三轴压缩全应力应变曲线中的极限强度之后,该配比下的膏体出现屈服平台,呈现较为明显的塑性流动,具有较高的残余强度。通过有限差分FLAC 3D软件展开数值模拟研究,研究带状充填开采条件下的上覆岩层及地表变形规律,对比基于工作面倾向上宽度的不同充填率以及不同开采方式进行研究,总结了在不同影响因素下覆岩及地表移动变形规律以及揭示了在“采—充—采”三步走的形式下,多次开采扰动相对于“随采随充填”开采方式对覆岩以及地表变形的影响较大。通过对带状充填体及上覆岩层的稳定性分析得到:采用带状充填开采时,只要保证关键层的极限破断距离大于未充填区域的宽度,其能有效保持关键层上方岩层的稳定且不断裂,从而有效控制地表沉陷的问题。研究了带状充填体和关键层的力学作用机理,提出了“充填体—夹层—关键层”的简单力学模型,确定未充填的间距,以及结合SMP准则、带状充填体稳定性原则、布置参数协调等原则构建带状充填体宽度和充填间距的关系式。通过结合西马煤矿实际工况,得到带状充填体充填方案并通过地表沉陷预计分析,计算得出对应情况下的地表移动变形参数,并利用概率积分发对其进行预计,采用传统垮落法时通过预计地表下沉最大值、最大水平变形值、最大倾斜值、最大曲率值,预计值分别为400.02mm、1.40mm/m、1.72mm/m、0.02×10-3/m。采用带状充填开采可以有效的控制地表变形,可发现与原值相比,最大下沉值、最大水平值、最大曲率值皆被有效降低,分别有效降低了1494.86mm、6.43mm/m、0.09×10-3/m。地表建筑物的损坏等级为Ⅰ级。因此实施方案是可行的。本论文中有图41幅,表23个,有参考文献82篇