我国采矿事业伴随着国民经济建设高速发展，金属矿产资源的供给为工业建设提供原材料的保障，同时金属矿山在开采以后也遗留下一些问题，大量采空区已经成为影响矿山安全生产的重要问题。采空区上覆岩体失稳后，是否会对下阶段采场生产造成灾害，是采空区安全防护的首要问题。针对这个问题，矿方通常采用经验类比方法，根据采空区空间范围、岩体大小及相邻采场处理经验进行防护。但是不同采场采空区空间大小不同，岩体强度各异，采空区治理缺少科学依据。　　本文通过理论分析垫层对冒落体冲击荷载的缓冲作用，并结合矿山采空区相关数据，进行数值模拟分析，在保障顶部矿柱和采场安全的前提下，最终得到合理缓冲垫层防护措施。主要完成的工作包括，对冒落体冒落路径进行分析，得到冒落体冲击荷载大小；采用碰撞理论分析冒落体冲击荷载对顶部矿柱的影响；对缓冲垫层特性和缓冲作用进行分析；采用数值分析软件FLAC3D对2号采空区冒落体冲击顶部矿柱进行模拟，并对结果进行分析。研究主要得到如下结论：　　1）冒落体塌落冲击顶部矿柱，通过能量守恒理论得到冒落体冲击荷载大小为28.8 MPa，通过弹塑性理论分析得到冒落体冲击荷载为29 MPa。　　2）东升庙铅锌矿现阶段顶部矿柱可承受极限荷载为2.4 MPa，超过矿体极限抗拉强度，在冲击荷载作用下会发生冲切抗拉失效破坏。　　3）碎石垫层受力后，抗压和抗剪强度相对增强，有助有承受冲击荷载。碎石垫层内摩擦角选取为49°。通过厚板理论分析，在冒落体冲击荷载作用下，矿体厚板厚度需满足20 m，才能保证矿体整体稳固。　　4）数值模拟冒落体冲击顶部矿柱过程，无垫层情况下，顶部矿柱在冲击荷载作用下发生破坏，逐步加厚垫层进行模拟，当垫层厚度为16 m时，顶部矿柱整体稳固。通过模拟不同体积模量的垫层受力响应过程，得知体积模量超过120 MPa时，顶部矿柱垂直位移趋于稳定不再发生急剧变化。