地下煤炭开采引起的地表沉陷不仅破坏矿区生态环境、损害地表建(构)筑物,而且伴生严重的安全隐患,而解决这些问题的根本出路在于开采空间的合理处理。与传统的采空区水砂充填、矸石充填以及金属矿采场膏体充填不同,本文提出一种“垮落带高压充填(注充)粉煤灰浆体控制顶板及覆岩移动”技术途径,以实现控制顶板及采动覆岩移动,减缓地表沉降,保护地表建(构)筑物安全的目的。针对该技术实施必须要解决的垮落带形态、浆体扩散、控顶机理等问题,论文利用数值模拟方法研究了:在不同采深、不同采宽、不同覆岩结构类型时垮落带产生特征;粉煤灰浆体在垮落带破碎岩体中的流动规律;垮落带实施浆体注充前后,老顶及覆岩层的下沉特征。垮落带破碎岩体注充粉煤灰浆体后,形成一种特殊的材料。本文将这种材料定义为“混合体”,并建立了“混合体”的本构方程,给出整个“混合体”层在支撑上覆岩层时变形量的计算方法。对垮落带注充形成的“混合体”进行压实试验,得出了“混合体”变形与承载压力的关系、在不同压力情况下“混合体”压实度的变化、不同水灰比浆体注充形成“混合体”的应变特征。对垮落带不同粒径的破碎岩体进行两边约束单轴压实试验,得出各粒径岩样的变形、孔隙率、碎胀系数与轴向应力的变化关系,并分析了这些参数变化对注浆的影响。通过分析顶板覆岩结构类型,引入板壳理论,推导出当顶板为薄及中厚岩板或厚硬(层合)岩板时,在覆岩作用下煤层老顶的下沉量计算方法。论文最后给出了该技术工程实践的相关参数和设计思路。通过邯郸矿区某矿设计实例的结果分析和预计效果评价,得出:实施垮落带注充技术可有效的控制老项及覆岩采动下沉,减缓地表沉降,保护地表建(构)筑物的安全。