开磷集团用沙坝矿急倾斜中厚破碎磷矿体品位高且质量好,但矿体回采存在作业安全性差,生产能力难以发挥、开采成本高等问题,针对以上困难,应用“人工假顶下向高分段胶结充填采矿法”进行回采,其创新点在于预构筑高强度人工假顶防护结构并增加分段高度,使用中深孔爆破回采,确保安全高效回采。这其中,人工假顶防护结构是实现急倾斜破碎矿体安全高效回采的关键技术,直接影响着“人工假顶下向高分段胶结充填采矿法”的成功应用。考虑到地下矿岩特性、地质条件及地下矿山施工过程中的复杂与不确定性等因素,应对人工假顶结构承载强度设计及构筑方法进行探讨,并进行稳定性分析,本文就此展开深入研究,得出以下成果：(1)设计出主梁承载以及吊筋悬吊承载两种人工假顶承载方案,并从施工难易程度及矿山实际条件等方面进行分析比较,优选出吊筋悬吊承载人工假顶方案。(2)给出了人工假顶分别在充填体或冒落矿岩荷载作用下荷载计算方法,并推导出人工假顶所受最大弯矩计算公式；分析得出薄“板”力学模型适用于人工假顶失稳机理计算,且根据“软支弱板”结构可知,人工假顶设计中应重点考虑的破坏形式是弯曲拉伸破坏。(3)完成了不同分段人工假顶在自重和上部荷载作用下的强度设计、配筋设计及锚索承载力设计；推导出入工假顶造价函数,研究出不同厚度下人工假顶的合理配筋率；进行了详细的人工假顶施工设计与工艺流程设计。(4)运用ANSYS软件完成了人工假顶结构稳定性分析,得出金属网在提高人工假顶的整体强度和承载能力发挥重要作用,并且验证人工假顶设计厚度分别为0.8m与0.4m,合理配筋率对应分别为0.33%与0.325%时,人工假顶能保证稳定可靠承载。(5)通过人工假顶的现场施工,得出了人工假顶施工经验；且人工假顶成功应用于矿房回采试验中,矿山多回收矿石近3000t,创良好经济效益,人工假顶试验获得成功。