采空区残留空洞、空隙是采空区二次沉降、煤层自燃、有害气体积聚、矿井突水等灾害的诱因之一。以采动破碎岩石次生岩体平衡结构为主要研究对象,采用理论分析的手段,提出当满足采空区煤柱稳定,关键块的稳定时,老采空区覆岩结构保持稳定的观点。基于岩层碎胀特性推导出不同情况下的垮落带、裂隙带的高度,从而可以得到任意岩性组合条件下导水裂隙带的预测高度,结合岩梁组合运动实现导水裂隙带高度最终确定。在破碎岩石压缩时,轴向载荷较小时,轴向应变增大主要是由破碎岩石位置调整引起的,轴向载荷较大时,轴向变形增大的原因还包括破碎岩石在应力集中条件下进一步破碎成小粒径岩石滑入空隙中。水对破碎岩石压缩变形起到了加速作用,一方面,水充当了破碎岩石间的润滑剂,有利于破碎岩石中颗粒位置调整;另一方面,水充当了破碎岩石进一步破碎的小颗粒的搬运工,加速了小颗粒滑动,填充大粒径碎石之间的空隙。相似模拟研究确定了空隙的分布规律,而破碎岩石压缩实验确定了垮落带空隙率,裂隙带由于闭合效应可注浆空隙很少,可忽略不计;垮落带分为不规则垮落带和规则垮落带,故注浆体积仅计算规则垮落带与不规则垮落带的空隙体积是合理的。规则垮落带的空隙高度以相似模拟的研究结果为准,不规则垮落带的高度为采出厚度的0.915～0.975倍,空隙率以破碎岩石压缩实验确定的空隙率决定,对采空区空隙体积进行预计。结合采空区注浆现场,通过钻孔检测、压浆检测、孔内电视检测、结石体承载性能实验对采空区注浆效果进行了检测,检测结果显示:经过注浆处理后,数据处理中心1#楼场地适宜建设。