我国煤矿存有巨大的“三下”压煤和遗留煤柱,如何安全高效地将其采出是全行业研究的重点课题。本文以孙村煤矿为背景,自主设计研发了安全环保高效的零煤柱充填开采技术及高效快凝环保充填材料,并通过室内试验、数值模拟和现场试验等研究方法,对零煤柱充填开采的可行性进行研究并进行关键参数设计。通过充填材料配比试验,选出浆矸比1:5、质量浓度70%的配比方案为最优配比方案。数值模拟结果表明,零煤柱充填开采能够有效降低工作面侧煤柱巷的垂直应力由14.46MPa降为13.25MPa,煤柱所受最大压应力明显降低。并且,零煤柱充填开采时,充填体能够有效支撑顶板,间接增强煤柱的承载能力。因此,零煤柱开采时,需要随采随充,使用早凝充填材料,可达到零煤柱充填开采的最佳效果。对零煤柱充填开采关键参数进行设计,得到了零煤柱充填开采巷道尺寸、充填体强度及尺寸、锚杆支护参数计算方法,并结合孙村煤矿实际条件,计算得到了孙村煤矿零煤柱充填开采试验区部分关键参数,试验区巷道高为2.5m、宽为5m,充填体强度为3.0MPa,顶板采用Φ20mm×2000mm的锚杆进行支护,间排距为1400mm×1500mm;帮部采用Φ20mm×2000mm的锚杆进行支护,间排距为 1200mm× 1500mm。现场工业性试验结果表明,采动影响下,零煤柱充填开采后煤岩体稳定性安全系数较正常开采条件下煤岩体稳定性安全系数提高了50%左右,部分巷道围岩变形量较初始值变化4%左右,围岩变形得到了有效控制。根据经济效果显示,零煤柱充填开采条件下,孙村煤矿吨煤成本降低了 40.4元。孙村煤矿零煤柱充填开采技术符合科学开采的要求,能够实现煤矿安全、高效、环保的生产,在有效保护环境的同时,还能为煤矿带来较大的经济效益,具有较强的推广前景。