中国东部很多地区都面临煤炭资源枯竭的问题,矿井储量也在减少,且剩余储量大部分位于建筑物下、水体下、铁路下,同时各种保护煤柱如井筒保护煤柱、工业广场保护煤柱也压占了大量的煤炭资源,制约了煤炭资源的合理开发。随着煤炭资源的大规模开采,“三下”压煤量占可采煤炭储量的比例将会进一步增加,因此如何开采“三下”压煤是煤炭企业亟需解决的难题。综合机械化固体充填采煤技术近年来已趋于成熟,能够很好的减小覆岩及地表的移动与变形,在保护环境的同时,解决了开采“三下”压煤时所遇到的问题。我国许多矿区都在利用固体充填开采技术对建筑物下煤炭资源进行回收,随着煤炭资源的开采,必将遇到充填开采重复采动问题,而这一问题目前的研究还是一块空白。为实现重复采动条件下固体充填开采时地表及岩体内部沉陷预计,本文主要进行了以下的研究工作并取得一些研究成果:(1)分析了南屯煤矿73_上29工作面的地表移动观测站实测数据,总结了垮落法重复采动时地表移动特征以及重复采动时的地表产生二次变形的机理。垮落法重复采动时老采空区对新开采工作面地表沉陷的影响其实质是新工作面的开采产生的附加应力扰动了采空区岩层结构,上覆岩层中的空洞与孔隙被压实,产生二次下沉,最终传播至地表。(2)利用相似材料模型手段,研究了3_下煤层开采上覆岩层移动动态过程以及上覆岩层裂隙场发育规律进行。当3_上煤层开采完毕后,仅发育裂隙带和弯曲带,裂隙带与上覆岩层之间存在着离层,同时在采空区开切眼上方岩层之间产生裂缝,地表及上覆岩层二次变形主要是因为初次采动造成上覆岩层中裂隙被压实。(3)采用数值模拟手段,对充填开采地表及岩体内部移动与变形传播规律进行了研究,在此基础上研究了重复采动条件下充填开采时地表及岩体内部移动与变形传播规律,同时研究了层间距和采高对于地表移动变形值的影响。当单煤层充填开采时,随着覆岩厚度的增加,最大下沉值呈现减小趋势,水平移动值呈现先减小后增大的趋势,变形方向随着高度的增加呈现截然相反的两种方向。重复采动条件下充填开采时,随着层间距的增大,3_上煤层与3_下煤层开采结束后所造成的的地表水平移动值与地表下沉值呈减小趋势。3_上煤层对应的顶板在采空区中部位置的下沉值呈减小趋势,而采空区边界对应的下沉值呈增加趋势,3_上煤层对应的顶板处的水平移动值呈增加趋势,同时最大水平移动值出现的位置向采空区外侧方向偏移。地表处对应的水平移动值变化趋势和顶板处相反,当层间距的增加时,地表处的水平移动值呈减小趋势,同时最大水平移动值出现的位置向采空区内侧方向偏移。(4)根据数值模型与相似材料模型的结果,总结了充填开采时地表沉陷预计参数选取方法,在此基础上总结了重复采动时充填开采时地表沉陷预计参数选取方法。对于首次采动地表沉陷预计,各个概率积分参数可以参照垮落法沉陷预计参数进行选取,而岩体内部变形预计时,下沉系数、主要影响角正切在岩体内部呈线性变化,水平移动系数在岩体内部进行分段处理,拐点偏移距和开采影响传播角不变。重复采动条件下地表沉陷预计时,地表下沉系数的选取与两煤层层间距有关,当两煤层的层间距小于3_下煤层开采所造成的裂隙带发育高度时,下沉系数q增加10%;当两煤层的层间距大于3_下煤层开采所造成的裂隙带发育高度时,下沉系数q增加3%。地表水平移动系数b参考首次采动时。拐点偏移距取0,主要影响角正切值减小0.2,开采影响传播角参考首次采动时。岩体内部预计参数进行选取时,下沉系数仍按线性传播考虑,水平移动系数在岩体内部进行分段处理,取值与单煤层充填开采时相同,拐点偏移距取0,主要影响角正切值在岩体内部按线性传播考虑,开采影响传播角不变。该论文有图58幅,表10个,参考文献97篇。