对于充填法开采的矿山,充填采空区的稳定是资源回收及安全开采的重要条件,如果采空区的充填接顶率低,将导致空区大范围垮塌,影响矿山生产安全,引发地表沉陷、破坏生态环境成为严重的工程地质灾害。因此,开展充填采空区的稳定性研究对矿山的安全生产具有十分重要的意义。论文以充填法开采矿山为研究背景,基于拱架效应及结构力学理论,通过理论分析、数值模拟及现场监测等方法,开展了相关研究,论文主要工作如下:(1)在分析采空区的破坏形式的基础上分析了影响了充填采空区的稳定性因素,包括空区结构因素及外部因素。分析了充填体拱架效应、土体拱架效应及岩体拱架效应等的表现形式。(2)分析了拱架效应影响下充填体内水平应力及垂直应力的分布规律,构建了充填体作用下底柱及间柱的弹性梁力学模型,研究了充填体拱架效应对采空区间柱、底柱及充填体稳定性的影响。(3)在研究充填体拱架效应对间柱、底柱稳定性影响的基础上,利用弹性力学理论及岩体极限强度准则,对间柱及底柱的安全尺寸进行计算分析,为矿山开采设计提供矿柱尺寸选择依据。(4)基于矿山顶板冒落特点及空区充填体的约束作用,构建空区顶板拱力学模型,开展不同充填接顶率下空区顶板轴力分析,推导出不同接顶率下最不利截面拱轴压应力表达式,依据临界轴力判别式,研究充填后采空区顶板的稳定性,提出维系顶板自稳的接顶率最小值,对矿山充填工程具有一定的指导作用。