固体充填是一种兼具固体废弃物减排和地表沉陷控制的煤炭开采技术,对保护矿区的生态环境具有重要意义。由于长期的开采,我国煤炭资源的开发已经步入深部开采阶段。而现阶段有关充填开采岩层移动的研究成果多以浅部工程为背景获得,从而限制了固体充填开采技术在深部资源开发中的应用。为此,本文综合运用相似模拟、数值模拟、理论分析多种方法,对深部固体充填开采岩层移动规律及控制方法进行研究,主要成果如下:（1）采用耦合数值模拟方法研究了深部固体充填开采的覆岩移动、应力场和围岩破坏演化规律,发现:1)随工作面的推进,深部固体充填开采不同层位岩层的沉陷变化速率不尽相同,并以此为依据将覆岩的整体下沉分为加速下沉、逐步贴合、协同弯曲三个阶段;2)深部固体充填开采岩层内部下沉边界曲线呈现为指数函数形式,其形态随工作面的推进由陡峭逐渐变的缓和,并在岩层协同弯曲阶段取得稳定,最终呈现为下部极度缓和、上部陡峭的特点;3)随着工作面的推进,深部固体充填开采的应力场分布经历了从“单一力拱”到“双力拱”模式的改变,采空区边界煤体的承载应力经历了急剧升高——缓量释放的过程,充填体的承载应力则一直增加,局部接近原岩应力水平;4)深部充填开采顶板岩层主要呈现为充填体弹性地基上固支岩梁的承压破坏模式,覆岩破坏集中发生在工作面各推进阶段的开采边界处。由于充填体对顶板弯曲的限制,顶板仅在有限高度范围内产生局部破裂。总体来说,深部充填开采的覆岩结构形态在垂直方向上仍表现出“裂隙带+弯曲带”的“两带”特征。（2）模拟分析了不同影响因素对深部固体充填开采地表沉陷控制的影响,结果表明:进行深部单工作面充填开采时,地表最大下沉与工作面宽度、煤层采厚、充填体孔隙率近似呈线性增加关系、与充填率近似成线性减小关系;各影响因素极差归一化后的比较结果表明,在保障良好的充填质量情况下,工作面宽度对地表最大下沉影响最大,其次为充填率和充填体孔隙率,煤层采厚对地表最大下沉影响最小。（3）在分析模拟研究结果的基础上,揭示了深部固体充填开采的地表沉陷控制机理:深部充填开采中,在充填体良好的支撑作用下,煤层上方一定高度范围内的多层岩层将形成“复合减沉控制层”。在复合减沉控制层内,岩层的下沉范围迅速扩张,使开采变形空间在横向范围上进行延展,从而实现岩层纵上的快速减沉。复合控制层上方岩层的沉陷范围扩张程度显著降低,减沉效果明显下降。（4）根据深部充填开采覆岩完整性和层间接触性良好的特点,基于空间层状介质理论,以弹性地基板为边界条件,构建了深部固体充填的三维岩层移动与地表沉陷计算一体化模型;以下沉空间等体积传播假设、岩层下沉曲线相似性假设为基础,并结合深部充填开采的岩层内部移动下沉边界曲线,构建了深部固体充填的二维岩层移动与地表沉陷计算一体化模型,为分析深部充填开采后覆岩的移动响应变化规律提供工具。（5）通过相似模拟实验研究了深部地层中赋存巨厚坚硬岩层时,大范围垮落开采时巨厚坚硬岩层对覆岩移动模式的影响。在分析、总结相应的覆岩移动和破坏规律的基础上,提出通过局部充填强化覆岩中存在的不均匀碎胀支撑作用,进而保证巨厚坚硬岩层（强控制层）的长期稳定,以实现此类条件下开采的区域性岩层移动控制。提出的局部充填设计一般流程为:巨厚坚硬下方局部控制岩层判别—局部控制岩层破断距求取（确定充填面设计位置）—充填参数调整及模拟分析（以满足地表沉陷控制要求）。按照提出的局部充填设计流程,通过数值模拟分析了不同局部充填设计参数对地表沉陷的影响,发现:在保证巨厚坚硬岩层不破断的情况下,固体充填面宽度和充填率的变化对地表下沉的影响较大;而固体充填面布设间距因被限制在巨厚坚硬层的破断距范围内变化,其取值的改变对地表沉陷影响相对较小。（6）通过引入基于层间叠合薄板假设条件的岩层移动预计影响函数,建立了适用于深部充填开采的地表沉陷预计模型,给出了其进行地表沉陷预计时开采空间函数的计算方法,并对相关预计参数取值的确定进行了探讨,同时结合唐口矿830采区的地质采矿条件,给出了预计模型的实际工程应用示例。