目前，铁路下采煤的主要开采方法有:条带开采、全部垮落法协调开采、充填开采和预留保护煤柱法开采。单一的铁路下采煤方法存在煤炭资源回收率低、地表沉陷过大、或开采成本过高的问题。论文以中井矿铁路下采煤为工程背景，采用理论分析、数值模拟和基于“概率积分法”的沉降预计相结合的方法，对中井矿铁路下充填开采的实施范围、充填开采的减沉机理、充填开采支架与围岩的关系、中井矿各可采煤层充填开采的等价采高、充填材料和充填率分别与充填开采的减沉效果的关系进行了系统性的研究，得出了如下结论:　　1)本文通过对“三下”采煤的开采方式进行了分析比较，认为充填开采能够有效解决中井矿铁路下压煤问题。同时，结合铁路下采煤的特点，提出了先采用垂线法确定铁路保护煤柱，然后采用充填开采置换铁路保护煤柱的想法，并得出了充填开采前铁路保护煤柱的留设范围。　　2)通过对充填开采的减沉机理进行了理论分析与计算。结果表明:当煤层采高在1～3m时，由于充填开采的充填率和充填体的压缩模量的不同，充填开采的下沉系数为0.11～0.78，减沉效果为η=21.6％～88.2％。　　3)结合关键层理论和等价采高理论认为，影响充填开采充填效果的主要因素有:充填开采充填高度、充填材料压缩率、充填前顶板下沉量。　　4)根据充填开采支架、采场煤体和充填体支撑体系耦合作用特点，建立了采场顶板变形力学模型，对充填开采支架与围岩的关系进行理论分析，分析结果表明:充填开采采场支架的支护强度主要与采场顶板的悬顶长度、等价采高及充填前需控制的顶板下沉量有关。　　5)采用数值模拟研究了不同充填率和不同充填材料对充填开采采场上覆岩层移动的影响，得出了地表下沉值与等价采高和充填率的关系式，提出了中井矿各可采煤层充填开采建议参数。　　6)通过MSPS沉降预计系统对中井矿各可采煤层采用建议的充填参数开采的充填效果进行了检验。检验结果表明:相比全部垮落法采煤，充填开采后的铁路干线上的地表变形在国家Ⅰ级损害等级范围内，铁路能够保证安全、正常地运营。