目的

　　为解决我国大规模煤炭开发中十分突出的资源和环境问题，走出我国独具特色的安全、绿色和高效的科学采矿之路，中国矿业大学组织研发团队，与众多煤炭企业和煤机生产厂家合作，在充填采煤岩层控制理论研究取得重大进展的同时，还开发出了具有完全独立自主知识产权的综合机械化固体（矸石、粉煤灰等废弃物）充填与采煤一体化技术，使长期以来的充填采煤技术攻关取得了关键性的重大突破，并在大型城市建筑群下、铁路和公路交叉网下以及大型水体下和松散含水层下等20多个矿区进行了规模化的工业性推广应用，取得了显著的经济、社会和环境效益。本文就综合机械化固体充填采煤技术的研发进展情况作一综述。

方法

　　在简要综述充填采煤历程和发展现代化充填采煤技术的目标、要求和难点的基础上，系统介绍了综合机械化固体充填采煤技术的研究进展。重点论述了密实充填采煤的岩层移动控制理论，其理论上的突破是新技术发展的前提，主要包括：充填开采岩层移动控制的等价采高理论、充填开采岩层运动的连续介质力学模型、充填开采岩层移动的计算公式和固体充填的采场矿压与支架受力分析。进而系统介绍了综合机械化固体充填采煤的系统、装备及工艺，以及在密集建筑群下、孤岛村庄煤柱区域、临近松散含水层区域和大型河堤下进行大规模充填开采煤炭的工程实例。

结果

　　（1）固体充填采煤三大技术难点包括充填空间、充填物输送通道和充填体的密实度，其主要目标为在安全、高效采煤的同时实现安全、高效快速充填。（2）基于充填采煤等价采高理论Me=(kc－k0)M，得到了密实充填采煤基本顶岩层弯曲挠度的表达式和地表下沉近似曲线，并建立了采场矿山压力力学模型，分析了固体充填支架的受力和主动加载对顶板变形的影响。（3）设计出了与现代化矿井系统相匹配的井上下输送系统、工作面采充一体化液压支架，以“以充定采”和“采充并举”的工艺设计为原则，优化设计了固体充填采煤工艺，并研发了监控夯实效果的采空区充填密实度监测系统和岩层移动观测系统。（4）固体充填采煤工程实践表明：在济宁花园煤矿建筑物下，地表最大下沉值为196mm，减沉率85%以上；在济三煤矿大型河堤下，地表最大下沉值为340mm，减沉率80%以上；在平煤十二矿，地表最大下沉值仅为173mm；在皖北五沟矿近松散含水层下，有效地控制了导水裂隙带发育；在新汶翟镇煤矿密集村庄群下，地表沉降控制良好，全面提高了矿井采出率。

结论

　　（1）阐述了固体充填采煤技术的技术难点、目标和要求，已发明的固体充填采煤技术可有效克服充填采煤充填空间、输送通道和密实充填等充填采煤三大技术难点。（2）建立了充填采煤岩层控制的等价采高理论、岩层移动连续介质力学模型以及采场矿压与支架受力关系模型。（3）优化设计了固体充填采煤井上下输送系统、工作面采充一体化液压支架以及充填采煤工艺。（4）济宁花园煤矿、兖州济三煤矿、平煤十二矿、皖北五沟矿和新汶翟镇煤矿工程实践表明：综合机械化固体充填技术的应用可有效地提高矿井资源采出率，控制岩层移动，提高地表减沉率，实现“三下”压煤的安全、高效开采。