我国煤炭资源大规模、高强度开采,给矿区生态环境造成了严重的破坏,同时,“三下”压煤问题也越来越突出。充填开采是一种有效解决“三下”压煤,控制岩层和地表移动,处置地表矸石的绿色开采技术,是实现矿区生态环境保护的重要发展方向。本文通过室内试验、力学分析和数值模拟相结合的综合手段,系统研究了充填开采岩层移动规律、不同充实率覆岩结构形态、覆岩连续移动变形曲率,并对充填开采地表沉陷进行预测。通过本文的研究,主要取得如下成果:（1）系统总结和分析了充填开采矿压显现特征及岩层移动变形规律,揭示了充填开采岩层移动变形的本质。在充填材料限制岩层移动变形空间及其压缩变形的缓冲作用下,充填开采岩层移动是准连续或者连续变形过程。（2）基于充填开采岩层移动变形结构形态分类,构建了不同充实率条件下,覆岩移动变形空间结构力学模型,分析了不同充实率覆岩结构力学机制及其形成条件。（3）通过不同配比充填材料压缩试验,发现应力-应变曲线均呈现相似的非线性关系,整体上充填材料压缩变形表现为快速变形、缓慢变形和稳定变形三个阶段。随着轴向压力的增大,不同配比充填材料地基系数也增大,且增长率不断减小,呈现非线性关系。随着充填材料中水泥占比的提高,充填材料地基系数增大,提高了材料抵抗变形的能力。（4）基于充填开采连续移动变形结构形态,建立了充填开采顶板岩层连续变形固支梁力学模型,推导了充填开采顶板岩层极限跨距公式。分析得出了充填体支撑力、关键层位置、顶板岩层抗拉强度和顶板岩层厚度是极限跨距的关键影响因素,而支架支撑力、支架长度对极限跨距的影响较小,并提出了顶板岩层连续性判据。（5）基于充填材料压缩变形非线性力学特性,建立了充填开采顶板岩层薄板力学模型,分析了顶板岩层应力分布特征,探讨了不同影响因素顶板岩层移动变形规律。（6）基于充填开采覆岩连续移动变形特征,建立了充填开采覆岩移动变形曲率模型,提出采用曲率来评价充填开采覆岩的变形特征,揭示了充填开采覆岩连续变形曲率变化规律。依据不同层位高度的岩层曲率变化特征,以极限曲率作为岩层破断的判别标准,判别不同充实率岩层破断位置。（7）充填开采地表移动盆地呈现浅而缓的“碗状”,通过理论计算,确定了充填开采连续移动变形关键层下部岩层移动变形边界呈现“半拱形”,且随着岩层层位高度的增加,移动边界逐渐减小;随着充填地基系数的增大,岩层移动边界向采空区侧移动,且影响范围逐渐减小。采用“力学与数学”相结合的方法,建立了充填开采地表沉陷预计模型,得出了充填开采无关键层和有关键层地表沉陷预测公式。