固体充填开采技术发展丰富了采煤理论、方法和技术,并能够有效解决煤矿开采废料、控制地表沉陷、延长矿井服务年限等问题。但是,目前井下充填作业对操作人员技术水平依赖性较强,容易造成充填效果不一致的情况,不仅影响充填采煤的稳定性,而且降低了充填速度与充填质量。为进一步提高充填效率、保证充填质量,对矸石固体充填效果评价方法及监测体系展开研究。首先,对国内外充填开采技术以及充填效果评价的相关理论展开研究,根据现场充填工艺产生的实际作业夯实离顶距机理,优化了充填液压支架推力与密实充填率之间的数学模型;基于充填体压实机理与能量流动,探讨了压实功与充填效果之间的数学关系,提出一种矸石固体充填效果评价模型,将极限压实功作为充填效果的评价指标具有一定的可行性,为提高充填开采效率提供了一条新途径。然后,根据充填采煤的实际作业情况,从安全稳定、直观准确的角度构建了矸石固体充填效果综合评价指标体系;结合推压密实过程、充填体密实过程、充填效果评价过程以及充填液压支架安全评价过程等4部分内容对指标体系进行建立;采用多元信息融合技术对充填液压支架安全评价指标进行隶属度函数的建立,评价其危险状态,评价结果较为可靠;最后设置层级指标权重,提高指标体系精度,为充填开采的智能化奠定基础。最后,为了对充填效果进行实时监测,设计搭建了一种充填工作面三维监测系统。该系统主要由充填工作面三维虚拟监测软件、数据采集系统以及数据通信模块组成。系统采用三维建模工具对充填开采工作面的三维实体模型和虚拟场景的建立,通过Unity3d对三维充填开采工作面的虚拟场景进行二次开发,建立充填采煤工作面系统三维界面,实现对充填开采效果及设备工作状况的监测;数据采集系统以STM32F107为控制核心,实现对传感器信号的检测、处理和传输;通过对监测系统进行整体效果仿真、场景切换、监测界面显示等功能的展示,验证监测系统的可靠性。