开滦荆各庄矿经过三十余年高强度开采,除了工业广场煤柱外煤炭资源几近枯竭。按照规划停产后的矿井将作为矿业系统相关专业学习和参观教育的基地,所以,一方面工业广场区域主要井巷设施和主要建筑物必须得到长期有效的保护,以满足今后正常使用;另一方面工业广场2400万吨保护煤柱也要经济安全回收。因此,基于荆各庄矿井煤层赋存、开采技术条件以及建构筑物的保护要求,优化设计既能保证建筑物的安全使用,又能提高煤炭的开采率,对实现开滦荆各庄矿井转型有重要意义。论文研究以荆各庄矿工业广场煤柱为背景,通过理论分析、现场调研、数值模拟以及实验相结合的研究方法,通过对工业广场的地质条件开采技术条件以及原有区域开采地表观测站获得的数据统计分析,结合工业广场建构筑物保护要求,对工业广场的外围煤柱进行全采设计;对内部煤柱进行了开采设计,设计出四个符合现场的开采方案,对方案的安全性和稳定性进行分析,确定荆各庄工业广场煤柱煤层群的开采采用9煤和12-2煤充填条带开采技术;同时,对煤柱条带充填开采变形预计分析,即采用概率积分法对地表及井筒进行分析,工广区域的地表变形的计算结果均在要求的范围内,对方案四煤柱开采用FLAC软件数值模拟,从水平位移、垂向位移、水平应力以及垂向应力这几个方面进行分析,得出的结果和概率积分法相一致,符合安全要求;对采空区进行膏体充填工艺设计,包括从地表面到井底采空区的整个系统过程的总工艺流程,并对这个过程中的各个充填子系统进行了符合实际的设计,对膏体充填原材料进行配比研究,即煤矸石、粉煤灰、水泥、水以及添加剂,经过充填环管实验确定其参数比例,并对搅拌成的膏体进行可靠性能分析,其结果符合要求,并且通过对充填后的地表进行预测。