为了解决矿山井下采空区多,尾矿和废石堆存空间不足的问题,探索一条“全废治三害”道路,开展了全尾砂、水泥和碎石膏体充填实验研究。实验研究了膏体质量浓度、灰砂比和废石掺量对膏体的塌落度、离析率、泌水率、凝结时间、单轴抗压强度、屈服应力和塑性黏度等指标的影响。根据矿山生产需要,从-20μm细粒级含量、不均匀系数CU、曲率系数CC等方面对碎石掺量范围进行了界定,并通过极差分析研究了膏体质量浓度、灰砂比、碎石掺量对充填料浆屈服应力和塑性黏度的影响规律。研究发现,膏体质量浓度对料浆的屈服应力和塑性黏度影响最大,灰砂比次之,碎石掺量影响最小。最终确定最佳配比组合为膏体质量浓度77%,碎石掺量20%,灰砂比1∶4,对应塌落度27.3 cm,14 d抗压强度6.4 MPa,屈服应力为112.01 Pa,塑性黏度为0.78 Pa·s。优化后的结果可为后续工业试验和实际应用提供参考。