大倾角煤层长壁工作面安全开采的核心取决于对采场围岩“关键域”与所形成岩体结构的有效利用和控制,而大倾角煤层长壁开采过程中采场围岩中“关键域”的非确定性和“岩体结构,”的“变异”是形成这类煤层开采岩层运动异常复杂且难以控制的关键所在,也是导致围岩动力灾害的根本原因。对大倾角长壁工作面岩体结构变异致灾关键区域进行局部充填长壁开采,通过充填体的支撑约束作用,控制围岩“关键域”形成和岩体结构稳定是大倾角煤层安全高效开采的有效途径,对丰富复杂煤层开采理论具有重要的研究意义。本文采用理论分析、数值计算以及物理相似模拟实验等多学科联合的综合研究方法,对大倾角煤层局部充填长壁开采覆岩运移规律进行了研究,结论如下:(1)提出了大倾角煤层局部充填长壁开采方法,给出人工充填工作面上部区域的布置方式,建立了顶板岩梁的力学模型,并确定出了影响充填的三个主要因素为充实率、充填比、煤层倾角。通过力学计算得出顶板破断的位置由0.66L处转移至0.55L处。顶板的挠曲度、弯矩和转角随着充实率的增大而增大,随着倾角的增大而减小,随着充填比的增大而增大。(2)随着充实率的增大,覆岩的应力、位移、塑性破坏范围都在减小,但减小的趋势不明显,当充实率达到100%时,发生突变,有效的降低覆岩应力拱高度。随着充填比的增大,充填区域影响范围越来越大,垮落影响区域越来越小,在充填影响区域和垮落影响区域的耦合作用下,覆岩应力拱的非对称特征缓和,最大拱高降低位于垂直充填边界顶板区域,当充填比1/3向1/2转变时,覆岩应力拱壳高度降低最明显,减小了 14.5m左右,并且拱壳曲线发生转折,不再呈平滑特征。随着煤层倾角的增大,位移分布特征与应力相似,拱高在降低,充填区域顶板破坏范围在减小,未充填位置区域顶板破坏范围增大。在煤层倾角由35°增大为40°时,覆岩破坏场高度由44m减小至38m。(3)沿工作面走向,未充填时,工作面受采动作用发生垮落的岩层层位较高,覆岩应力释放充分,应力值较大,随着充实率的增大,覆岩的垮落高度呈现减小,应力值也呈减小趋势。此外,随着充实率的增大,周期来压时支架载荷减小,来压步距增大。煤壁的支承压力减小,且峰值向煤壁深部转移。沿工作面倾向,在充填体的作用下,关键层结构发生变化,最大垮高位置不再位于工作面上部区域,而是集中在充填体边界垂直上部顶板位置处,覆岩应力拱的非对称性变缓和。工作面上部支承压力峰值较下部峰值小,上部支承压力峰值距煤壁的距离较下部峰值的小。随着充填比的增大,顶板垮落高度减小,工作面上、下部支承压力峰值也减小,但上部减小程度较下部大。