煤炭资源开发与利用过程中排放大量的固体废弃物,包括煤矸石、粉煤灰等,而井下充填开采技术能够实现对煤基固废进行有效处置。对于胶结充填材料,材料制备时通常需要添加一定比例的硅酸盐水泥作为胶凝材料,使胶结充填材料具备承载强度。但水泥的添加不仅提高了矿井的充填成本,而且对生态环境造成了一定的影响。因此,本文提出了煤矸石基微生物矿化充填材料的思路,以期研发一种价格低廉、环境友好型的胶凝材料。采用现场调研、理论分析、室内试验及数据处理等研究方法,研究了巴氏芽孢杆菌在煤矸石-粉煤灰培养体系中的生长规律及活性影响因素,建立了煤矸石基微生物矿化充填材料制备方法,测试分析了微生物矿化充填材料输送与力学性能,揭示了微生物矿化充填材料组分变化及微观结构演化规律。主要取得了以下研究成果:（1）总结了煤矿井下充填材料的类型、制备工艺及特点等,分析了微生物诱导碳酸钙沉淀的化学反应过程及对煤矸石颗粒的矿化作用,阐述了微生物诱导碳酸钙形成的影响因素,提出了煤矸石基微生物矿化充填材料的基本思路。（2）测试了煤矸石、粉煤灰等固废材料的物理化学性质,研究了巴氏芽孢杆菌在煤矸石-粉煤灰混合液中的生长规律,分析了p H、温度及接种量对矿化菌活性的影响情况,给出了矿化菌的最佳培养条件,建立了煤矸石基微生物矿化充填材料的制备方法。（3）测试了微生物矿化充填材料性能,研究了矿化充填材料制备过程中菌液浓度、尿素浓度及质量浓度对充填材料输送与力学性能的影响规律,分析了不同温度及时间等养护条件下充填材料抗压强度的变化特征,揭示了微生物矿化充填材料的性能演化规律。（4）测试了微生物矿化充填材料组分变化情况,得出了材料内部方解石型碳酸钙成分较多且矿化作用促进了材料内部的水化反应;研究了矿化充填材料内部煤矸石、粉煤灰与碳酸钙的相互胶结作用,分析了微生物矿化充填材料微观结构演化特征。该论文有图41幅,表15个,参考文献104篇。