固体充填采煤技术通过将固体充填材料直接充入采空区，置换出一般传统方法无法采出的煤炭资源，属煤矿绿色开采技术。作为该项技术的重要组成部分，近年来固体充填材料向多元化发展，种类包括矸石、粉煤灰、高原黄土、露天矿渣和风积沙。固体充填材料的力学特性对采场充填标准的制定、充填体与围岩变形特征的分析以及覆岩变形情况的预测等研究有重大意义。本文在简要介绍固体充填采煤方法和岩层移动特征的基础上，采用试验研究、理论分析、数值模拟及现场实测等多种研究手段，对固体充填材料的压实变形机理以及基于固体充填材料的充实率控制进行研究，得到如下研究成果：（1）在分析固体充填采煤和传统垮落法开采岩层移动规律的不同之处的基础上，研究固体充填材料力学特性对岩层移动控制的影响。通过相同地质条件改变充填体变形模量的数值模拟结果可以得出，充填材料的力学特性对固体充填采煤地表控制起着明显作用。（2）通过电镜扫描试验，对固体充填材料的细观结构进行分析，探究其压实变形的内部机理，从颗粒大小及孔隙结构的角度分析了风积沙、矸石、露天矿渣、高原黄土和粉煤灰的抗变形能力依次增大。又通过五种充填材料的压实试验，总结出在侧限压缩条件下的应力应变、应力容重和压实本构特性规律，为固体充填采煤技术的实施提供基础数据的同时进行对比分析，进一步验证风积沙、矸石、露天矿渣、高原黄土和粉煤灰的抗变形能力依次增大。（3）对矸石、粉煤灰、高原黄土、露天矿渣和风积沙五种充填材料进行压实流变试验，得出如下结论：相同充填材料，轴向恒载作用力越大，稳定后的压缩变形量越高；在压力水平相同时，流变变形稳定后风积沙、矸石、露天矿渣、粉煤灰和高原黄土的变形量依次减小，由此可以看出，抗变形能力依次增大。（4）基于充填材料压实特性，对固体充填采煤控制覆岩移动的关键因素指标充实率进行分析，提出固体充填采煤液压支架夯实力2MPa设计指标、充填工艺指标充采质量比。并根据压实时间相关特性得出的试验数据，制定了基于固体充填材料的充填开采设计流程。通过在济宁花园煤矿工业性实验，验证了基于充填材料压实特性的建下固体充填采煤设计方法的合理性。论文研究成果不仅为掌握矸石、粉煤灰、高原黄土、露天矿渣和风积沙五种充填材料的力学特性提供重要的理论依据，而且为研究其他充填材料的充填工艺指标和地表沉陷提出了一定的参考和见解。固体充填采煤技术在济宁花园煤矿现场的成功实施为煤矿生产技术的革新提供科学指导，同时对论文的成果给予检验，提升了论文理论价值和现实意义。