硬质围岩采空区顶板的稳定性是其完整性、变形特性、强度及受力状态的综合反映,其影响因素繁多,影响机理复杂。因此,硬质围岩采空区顶板稳定性是一项极为复杂的研究,须考虑诸多条件。本文以新浦磷矿为例,分析研究了硬质围岩采空区顶板的稳定性影响因素、破坏模式和破坏机理,分析研究了新浦磷矿硬质围岩采空区顶板的安全厚度和极限跨度计算方法以及顶板的稳定性评价等问题。本文的研究成果对同类型硬质围岩采空区顶板的研究具有参考意义。主要研究成果如下:(1)基于采空区顶板稳定性的影响因素、顶板的破坏模式和破坏机理,分析研究了新浦磷矿硬质围岩采空区顶板,得到新浦磷矿硬质围岩采空区顶板的主要影响因素是采空区几何参数中的顶板跨度和厚度,主要破坏形式为脆性破坏,破坏模式为筒冒型破坏模式。(2)通过室内试验测定了顶板岩石的物理力学参数,采用结构力学梁板理论法、厚跨比法、荷载传递线交会法和普氏拱理论法四种计算方法,分析研究了了新浦磷矿硬质围岩顶板安全厚度和跨度的关系,绘制了顶板安全厚度和跨度的关系曲线图。通过分析新浦磷矿采空区的实际开采情况,得到了新浦磷矿采空区各中段顶板的安全厚度和极限跨度。(3)根据新浦磷矿的实际开采情况,建立了采空区顶板地质模型,将地质模型转换成数值模型,通过软件模拟反演了矿层开采后顶板的应力分布,得到顶板中部会出现明显的拉应力集中现象。分析模拟结果后认为,随着采空区顶板跨度增大,顶板中部拉应力逐渐增大;随着顶板厚度增大,顶板的极限跨度也随之增大。通过分析模拟结果,绘制了顶板跨度与其所承受的最大拉应力曲线图,以顶板岩层的抗拉强度作为破坏基准,确定了顶板的极限跨度。分析研究了理论计算和数值模拟结果,认为结构力学梁板理论计算方法更适合新浦磷矿硬质围岩采空区顶板的安全厚度和极限跨度计算。(4)综合分析研究了理论和数值模拟结果,认为顶板的稳定性取决于其跨度,在顶板处于当前跨度的情况下,顶板跨度满足安全要求,顶板是稳定的。而-120m中段和-200m中段的顶板发生局部塌陷,在研究区地表形成塌陷坑。分析研究这两个中段的实际开采情况及顶板的稳定性,推测地面塌陷原因是矿柱受到地下采矿、爆破活动以及周边建筑工程活动的影响,部分相邻矿柱发生破坏从而失去支撑能力,导致顶板达到了极限跨度并发生了局部塌陷破坏,在地表形成了漏斗状的塌陷坑。