煤矿膏体充填开采是一种有效的解决煤矿“三下开采”问题的开采方法，对比与传统开采方法与水砂充填等开采技术，膏体充填开采对安全性大幅提高同时可以大幅提升采出率、保护生态环境等益处，该充填技术的推广及应用完全符合了国家大力提倡的绿色开采，并可以有效解决“三下”压煤、矸石山占地等传统煤炭开采所存在的问题。本论文将结合物理实验、数值模拟等手段，对煤矿充填开采覆岩的移动规律以及地表下沉等问题进行分析研究。膏体充填开采对岩层的控制区别于传统的开采方法，由于膏体充填开采因充填体控制了岩层的移动，因此膏体充填条件下的覆岩移动与地表下沉不同于传统开采方法。相比于其他充填开采技术，膏体充填技术最大优点在于对采空区进行充填时顶板并未发生垮落。顶板只在工作面前方与控顶区发生了下沉现象，采空区顶板因为得到因充填体的支撑作用其下沉量得到有效控制。因此，充填开采岩层控制的关键是控制直接顶及其下位老顶的移动变形。只要直接顶及其下位老顶的变形破坏得到了有效控制，那么保护地表构筑物不受破坏的目的即可达到。本文采用物理模拟、数值计算与实际工程相结合的方法，对充填开采时上覆岩层的移动变形过程以及范围进行了分析研究。并对充填开采充填体的支护作用机理进行了阐述。为揭示膏体充填采煤的覆岩移动规律，本文在不同充填率下对其进行物理和数值模拟，结果显示膏体充填采煤可使覆岩只发育弯曲下沉带和微小裂隙带并且不会出现垮落现象，使上覆岩层得到很好的控制，同时大幅度降低了工作面矿压显现的强度。对小屯矿膏体充填开采系统及工艺流程做了详细的介绍。探讨了充填开采的地表沉陷预测模型，对小屯矿充填开采时地表下沉系数进行了预测分析，发现在地表下沉系数控制在0.16以内时，可以达到对南旺村地表构筑物的保护要求。最后结合小屯矿充填工作面具体情况，对小屯矿充填工作面充填开采后地表沉陷规律进行了观测和分析，同时，详细分析了小屯矿充填开采的成本构成，并对小屯矿充填开采取得的成果做了介绍。