工作面煤矸石充填回采技术系通过将从井下开采出的散体煤矸石等固体废弃物借助专业化机械设备充填至工作面后方的采空区内,同时将所压煤层置换出来,充填开采技术是煤炭生产过程中鲜有的一种绿色开采技术。该技术通过多年的应用与研究,在理论与实践中取得了巨大的进步,有效的解决了部分矿区“三下”采煤的难题。本文在文章前面简要概述充填开采技术近些年的发展以及固体废弃物充填开采现状的基础上,通过理论分析、UDEC数值模拟、FLAC-3D数值模拟、物理相似材料模拟、成本经济分析等研究分析手段,对山西海尾矿固体充填开采技术的应用进行系统总结。本文的主要研究内容如下:(1)结合近些年来固体充填发展相关理论与现状,分析采用充填开采技术后上覆岩层的移动变形特征,参照较为成熟的等价采高理论对影响上覆岩层移动变形规律的主要因素进行分析;(2)通过运用计算机模拟软件UDEC、FLAC-3D以及建立物理相似模型模拟不同充实率情况下的煤矸石充填开采后采空区上部覆岩的变形移动规律及围岩矿压显现规律展开分析研究,并设定充实率为0%、25%、50%、70%、80%、90%等多种充实率来分析研究,总结不同充实率下采空区上覆岩层移动变形及围岩应力变化规律;(3)基于UDEC数值模拟以及FLAC-3D数值模拟的分析研究结果,采用物理相似模拟实验,对充实率为0%、50%以及90%三种矸石充填情况下的采空区上覆岩层移动变形规律进行观测,将数值模拟结果与物理相似模拟实验结果进行相互印证。(4)归集实施固体充填开采所需的专业设备,计算实施该技术所需耗费的人工成本、设备成本、用电量及其他避免发生的拆迁成本等,结合国家现行经济政策及税收优惠政策,计算出山西海尾矿因采用充填开采技术所发生的吨煤成本及可获得综合经济效益。