金川龙首矿西二采区面临矿石价格走低和随采深加大地压增大的困境,考虑进行采矿方法的变更。无底柱分段崩落法不仅具备开采效率高成本低的优点,同时还可有效改善围岩的应力状态从而与充填法地压控制需求互补,因此龙首矿决定在西二采区某中段试验将下向水平胶结充填法改为无底柱分段崩落法开采。为保持过渡期矿山产能稳定,西二采区在过渡时期会形成复杂的开采现状,上下两中段同时回采,存在采用两种不同采矿方法的三个采场。此时存在几个关键的技术难题亟需解决:其一,由于无底柱分段崩落法要求形成覆盖层,当在原充填法开采后形成的30m厚充填体下进行崩落法开采时,如何将胶结充填体和上部覆岩构成的复合顶板（以下简称复合顶板）安全高效崩落形成覆盖层;其二,同水平相邻的两个采场分别采用崩落法和充填法进行生产,崩落法要求顶板崩落形成覆盖层,而充填法则要求顶板稳定,如何协调两种采矿方法对地压控制的要求;其三,在复杂地层条件以及开采环境条件下,如何便捷可靠的评判下部中段充填法采场稳定性,以确保上部分段同水平充填法和崩落法采场的安全。为解决以上技术难题,本文主要针对崩落法复合顶板冒落形成覆盖层、充填采场和崩落采场安全高效协同开采,以及下中段充填法采场稳定性判定等方面进行了如下研究,并取得了一定的研究成果。（1）复合顶板的破坏机理及冒落规律研究。通过研究复合顶板的力学特性及结构特征,进行了可冒性分析计算;通过运用DDA方法数值模拟研究了侧压比、充填体埋深、充填体强度、充填体厚度及上部岩层倾角等因素对复合顶板的冒落机理、模式和过程的影响作用,同时研究了充填体暴露空间扩展顺序及放矿控制对复合顶板冒落发展的影响作用,为制定覆盖层形成的方案提供了理论依据和制定方向。（2）西二采区复合顶板冒落形成覆盖层方案构建。根据上文得到的理论基础,重点关注上部岩层倾角、采矿顺序和出矿控制等方面,形成了复合顶板诱导冒落形成覆盖层的初步方案。通过现场调查、理论计算及数值模拟等手段对充填采场上覆复合顶板的崩落机理及模式进行了研究,构建了包括确定合理的初始回采位置、拉槽方案、采场结构参数、爆破参数、采矿顺序和出矿控制措施等现场实施方案。（3）西二采区无底柱分段崩落法和下向分层胶结充填法时空协同开采方案研究。通过运用颗粒流（PFC）数值方法对崩落法影响下围岩二次应力的动态变化规律进行研究,提出了根据分区开采的布置,通过控制开采顺序和开采进度实现无底柱分段崩落法与下向胶结充填法的安全高效协同的方案。（4）对下中段充填法采场顶板的稳定性进行研究,特别针对下向胶结充填法在多条进路回采之后再集中充填时易形成的大面积相邻非连续采空区的稳定性判定的难题,提出了转化为“等效采空区”来进行判定的方法,并在西二采区进行试验和验证,取得了良好的效果。（5）开展西二采区充填与崩落法协同开采的工业试验,并通过现场观测、微地震监测技术及GNSS地表沉降监测技术对西二采区复合顶板的冒落发展过程进行了全面监测,将监测结果与井下采矿状态实时、动态结合,表明本文对西二采区复合顶板的冒落特性及规律的分析和研究结论与实际相符合,同时也验证了本文提出的覆盖层形成和协同开采的方案的有效性。理论研究与生产实践表明,利用本文提出的复合顶板诱导冒落形成覆盖层的方案,可以安全高效地实现胶结充填法向崩落法的过渡;同时合理调整崩落法和充填法的开采顺序和进度,能够有效实现了这两种采矿方法的安全高效协同开采,为类似矿山采矿方法的更变、井下协同开采以及采空区稳定性分析提供了一条新途径,对于推动低成本、安全高效采矿技术和理论的发展具有重要意义。