地下矿山开采属于高危行业，灾害发生频繁，安全生产形势相当严峻，不仅给国家造成了巨大的经济损失，而且危及人民群众的生命财产安全，严重破坏生态环境。虽然近些年来，随着矿产品市场的持续走强，许多地下矿山纷纷引进国内外大型机械化设备，使我国地下矿山装备水平有了较大的提高，矿山安全形势有了一定改观，但安全问题仍然没有从根本上解决，加之矿山整体设备的管理水平仍然较低，设备事故和人身伤害事故时有发生，制约了我国矿山企业的可持续发展。本文针对新桥矿业集团有限公司(简称新桥矿)地下开采过程中存在的采空区顶板安全问题和大型机械化设备的安全管理问题，综合采用现场测试、理论分析、数值模拟等手段，进行了系统的分析和深入的研究，取得了如下研究成果：1．进行了广泛的现场调查和测试，在掌握矿山工程地质状况、矿山开采工艺、大型机械化设备应用经验的基础上，对矿山采空区顶板安全现状及大型机械化设备的应用现状进行了评价；2．利用大型有限元分析软件ANSYS，模拟并分析了新桥矿不同采场结构参数和不同回采顺序条件下地下采场的应力、应变情况，对采场结构参数和回采顺序进行了优化研究；3．从岩石力学的角度分析了采空区围岩的破坏机理与破坏类型，找出了影响采空区稳定性的主要因素，利用事故树分析方法，建立了采空区顶板灾害事故分析模型，计算出各基本事件结构重要度，分析了事故可能发生的最小路径及预防事故的基本途径；4．根据“安全第一、预防为主”的方针，编制了顶板事故应急预案，确保新桥矿在发生采空区顶板事故时，能以最快的速度，最大的效能、有序地实施救援，最大限度减少人员伤亡和财产损失；5．现场测试了铲运机、凿岩台车工作参数并提出了改进措施，研究了机械设备的优化配套；6．利用灰色理论对大型机械设备发生故障的时间进行了预测，据此可提前进行维修、保养等工作，建立和健全了设备安全管理制度，保证设备的顺利运行。