本发明公开了一种双介质垛式支撑坚硬顶板的煤矿采空区处理方法及装置,主要针对煤矿厚层坚硬顶板难以垮落的工程难题,采煤工作面采煤工序结束后,通过在采空区内充填基础垛体,基础垛体与顶板之间通过充填化学材料进行软接顶。充填垛的间、排距取徝受采深、采高和顶板岩性等因素影响,排距为15~30m,间距为8~15m;充填垛的截面可以为圆形、矩形或正方形;有效断面面积为0.8~1m2。接顶软介质为采高的1/10~1/8;基础垛体的充填可以采用砼或砂砾石等材料注浆。本发明尤其适用于浅埋薄煤层的连续开采,改变刀柱式支撑采空区需要频繁搬迁工作面设计,或减少以注水软化顶板、爆破预裂法的繁杂工序。