上行开采作为一种特殊的采煤方法在特殊的地质条件下有其优越性和适应性,而在上行开采过程中往往受到下部煤层的采高、上下煤层的间距、煤层间岩层的岩性等诸多因素制约,对生产造成影响。为提高上行开采的适用性,本文提出了将矸石充填法运用于上行开采中,以贵州山脚树矿22189工作面上行开采为工程背景,在前人的研究成果基础上通过理论分析、矸石压缩特性实验、数值模拟对此进行了研究,得出了如下结论:⑴基于弹性地基梁理论得出了矸石充填开采的顶板岩梁下沉曲线公式。确定了矸石充填开采中采场覆岩移动的主要人为可控因素有:控顶区地基系数、充填体的地基系数以及欠顶量。⑵对上行开采可行性进行了理论分析,得出了上行开采可行性理论判据及矸石充填上行开采时,上部煤层在下煤层采动影响下保持结构完整性的理论判据。⑶结合矸石充填开采覆岩移动规律和上行开采的可行性理论判据,设计了贵州山脚树矿22189工作面矸石充填上行开采的充填参数。⑷通过矸石压缩特性实验,确定了运用连续级配矸石作为充填料。⑸采用3DEC数值模拟综合分析,得出了充填时欠顶量应小于0.5m,充填体弹性模量为0.5GPa左右时较为合适,与理论分析结果基本吻合。⑹结合理论分析和数值模拟等相关研究结果,设计了山脚树矿22189工作面矸石充填系统,充填高度为2.7m。