本发明公开了一种倾斜薄矿脉的机械化开采与废石充填方法。采用脉外斜坡道开拓、分段运输平巷联络、盘区溜井出矿的采准方式，自下而上逐层回采矿体；采用独头掘进的方式完成拉底进路回采；通过刷扩下盘围岩、抛掷爆破进行采空区废石充填；利用铲运机清渣，并在刷扩区与采空区之间架设隔离挡板；采用凿岩台车利用刷扩区所形成的采空区作为自由面向下压采矿体，提高回采效率；移走隔离挡板，再次进行下盘刷扩，重复上述步骤，直至整个分段回采作业结束。本发明具有机械化程度高、充填工艺简单、综合成本低、采场生产能力大、安全性好等优点。