我国煤炭行业中的群死群伤特大事故主要由瓦斯突出和突水灾害造成,由矿井突水事故造成的直接经济损失一直排在各类煤矿灾害事故之首,各类突水事故给煤炭企业带来的人员伤亡和经济损失极为惨重。承压水上开采一直是我国煤炭开采的重点也是难点,在承压水上开采和研究方面,已经提出多种开采方法,如带压开采,条带开采,底板隔水层注浆等,这些方法都需要留设大量的保护煤柱来降低矿山压力造成的危害,不能满足高采出率和延长矿井服务年限的要求。本文针对岱庄煤矿16煤层下有两层含水层且含水层水压较高的特点,提出承压水上膏体充填开采的技术方案,旨在利用膏体充填开采对围岩扰动较小、矿压显现较弱的特点,通过理论分析、数值模拟等方法准确计算膏体充填充填体早、后期强度要求和充填步距、对采煤区段不同状态进行不同处理、研制膏体充填系统关键设备等综合手段安全合理地开采承压水上煤层。主要研究成果如下:(1)根据膏体充填过程中工作面后方采空区不断充填的特点,将膏体充填工作面简化成等效巷道,建立了膏体充填工作面底板破坏力学模型,得出底板安全性评价的安全系数k,并依据底板安全性评价公式得出安全系数k与充填步距、充填体早、后期强度等膏体充填参数的关系。(2)利用FLAC3d数值模拟软件计算承压水上膏体充填时不同充填步距和不同充填体强度对底板破坏的不同影响,为合理确定膏体充填参数提供有力依据。(3)根据底板导水通道的类型和工作面实际地质情况,将工作面分为3类区域:构造发育区、底板正常区和底板薄弱区。对不同区域采取不同的处理方法。(4)对膏体充填系统管道规格进行选择,校核了原有充填系统充填能力,并对配比搅拌精确控制技术、堵管事故预防及快速判断技术、堵管事故快速处理及恢复技术进行了研究,成功开发了管路压力检测系统、管路流量调节装置、管路系统切换装置、料浆自卸装置和管路伸缩装置。