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煤矸石是采煤过程中排放出的工业废渣，随着煤炭工业的发展，煤矸石的排放量与日俱增，大量的煤矸石因不能充分利用而大量的堆积在地表，并且污染坏境；同时，煤炭开采后，地下形成了大量的采空区，导致地表沉陷。固体废物膏体充填开采是把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰、工业炉渣、城市固体垃圾等在地面加工成牙膏状的浆体，然后泵送到井下，形成以膏体充填体为主的支撑体系，能够有效控制地表沉陷。不仅实现废物利用、降低充填成本，而且有效控制地表沉陷、保护环境。1)在煤矸石的活化研究中，探讨了不同的电石渣掺入量对煤矸石活性的影响。采用增钙煅烧热活化的方法来提高煤矸石胶凝活性，并借助SEM和XRD对煤矸石的微观形貌和矿物组成进行分析。掺入15%电石渣时，试样中生成具有低水硬活性的矿物CA和CS；当掺入25%-35%的电石渣时，生成了具有水硬性活性的新矿物C3A和C2S。同时，随着电石渣掺量的增加，f-CaO的含量和电石渣的消耗量也在增加。采用煤矸石胶凝材料的胶砂强度来评定煤矸石活性激发效果，随着电石渣掺量的增加，试样的抗折、抗压强度都呈现先升高再降低的趋势，存在一个最佳的范围掺量25%-35%。当电石渣掺量在35%时，试样的抗折、抗压强度达到最佳值，其3d、7d和28d强度分别达到2.6MPa、3.8MPa、6.7MPa和15.5MPa、22.3MPa、33.8MPa。2)在煤矸石胶凝材料的制备中，探讨了不同的煤矸石活化料掺量、石膏掺量、激发剂类型及掺量以及复合激发剂对煤矸石胶凝材料的性能影响，并研究了其水化机理。研究煤矸石活化料掺量对煤矸石充填胶凝材料性能的影响，得出随着煤矸石活化料掺量的增加，煤矸石充填胶凝材料的力学强度总体上呈现下降的趋势。当煤矸石活化料掺量为60%时，煤矸石充填胶凝材料的3d、7d和28d抗折强度分别达到了2.4MPa、3.7MPa和6.8MPa，3d、7d和28d抗压强度分别达到了15.2MPa、22.8MPa和35.5MPa。研究石膏掺量对煤矸石充填胶凝材料性能的影响，得出随着石膏掺量的增加，煤矸石充填胶凝材料的力学强度总体上呈现升高的趋势。当石膏掺量为4%时，煤矸石充填胶凝材料的3d、7d和28d抗折强度分别达到了2.3MPa、3.6MPa和6.7MPa，3d、7d和28d抗压强度分别达到了15.7MPa、24.4MPa和37.8MPa。研究激发剂类型及掺量对煤矸石充填胶凝材料性能的影响，得出随着激发剂掺量的增加，煤矸石充填胶凝材料的力学强度总体上呈现升高的趋势。各激发剂的单掺最佳值为：水玻璃4%，强碱1%，硫酸盐1%。在复合激发剂的研究中得出复合激发剂的最佳配比为，水玻璃：硫酸盐：强碱=5:1:1；复合激发剂最佳掺量为5%，此掺量下煤矸石充填胶凝材料的3d、7d和28d抗压强度分别达到了27.5MPa、35.4MPa和55.4MPa。3)在煤矸石膏体充填材料的制备中，探讨了不同的胶凝材料、集料配比以及浓度对煤矸石膏体充填材料充填体强度和料浆流动性的影响及其规律。研究胶结剂类型对煤矸石膏体充填料性能的影响，得出在浆体浓度和集料配比相同的情况下，煤矸石胶凝材料作胶结剂时浆体的流动性能和充填体强度都要明显好于水泥。当浆体浓度为80%、集料配比为煤矸石+粉煤灰时，与水泥相比，煤矸石胶凝材料作胶结剂时浆体的塌落度提高了26.3%，充填体3d、7d、28d和90d抗压强度分别提高了14.7%、12.2%、13.2%和17.5%。研究集料配比对煤矸石膏体充填料性能的影响，得出在膏体充填料浆中添加适当的粉煤灰可有效的改善充填体强度和流动性。当以粉煤灰代替部分煤矸石砂为充填集料时，充填料浆的塌落度提高了41.2%，充填体3d、7d、28d和90d抗压强度分别提高了25.8%、16.9%、16.7%和19.9%。研究料浆浓度对煤矸石膏体充填料性能的影响，得出随着充填料浆浓度的增大，充填体抗压强度也随之增加，而流动性随之降低。研究养护龄期对煤矸石膏体充填料性能的影响，得出随着养护龄期的增加，以煤矸石胶凝材料为胶结剂的充填体强度不断增大。