在由露天向地下开采转型的过渡期内,需在露天坑底构建合理覆盖层以保护矿山安全过渡。对于覆盖层散体的研究不仅对矿山形成覆盖层有着重要意义,更有利于推进覆盖层理论研究的进展和完善覆盖层系统理论。结合庙沟铁矿露天转地下的工程实例,利用物理相似定律对现场进行物理放矿相似实验的模拟,通过对于不同结构参数的对比和修正,最终确定最优放矿的结构参数;对覆盖层进行透水实验研究,探索覆盖层的持水度和给水度,以及渗水过程的描述。最后运用物理实验得出的结构参数建立PFC数值模型,探索不同级配比的状态下覆盖层散体的运动和损失破坏情况,为矿山形成覆盖层提供理论指导。通过物理相似实验得出,分段高度为20m时的放矿最优结构参数为进路间距18m,崩矿步距1.8m,矿壁倾角在90o~87.5o内。结合物理实验结果建立数值实验模型,数值实验结果表明,颗粒的速度矢量和位移矢量以进路口为中心向四周衰减,颗粒移动速度与其粒径成反比。覆盖层的损失是随着小颗粒的比例增加而先增加,后减弱,最后剧增的过程。所以,覆盖层的粒级配比应适中,小颗粒含量过大将破坏覆盖层结构,而过小则易发生组拱现象。建议覆盖层的小颗粒含量在4.34%~26.04%之间。