煤层顶板垮落是矿井生产中常见的灾害之一,进行矿井煤层顶板稳定性评价及开采过程中覆岩的破坏规律研究,对煤矿的安全生产具有重要意义。本文以五沟煤矿主采煤层顶板为研究对象,综合分析了影响煤层顶板稳定性的沉积学因素,探讨了顶板岩石沉积的垂直层序；依据钻探、物探和矿井生产资料,对井田内的褶皱、断层等地质构造的发育程度进行了分析,并以断裂分维值为基本特征量对煤层顶板的岩体结构进行了分区研究；测试了1021工作面10煤层顶板岩石的物理力学性质。运用层次分析方法确定影响煤层顶板稳定性各因素的权重后,把研究区划分为若干单元,再利用GIS叠加分析功能对煤层顶板的稳定性进行综合分区。结果表明：10煤层顶板不稳定区主要分布在南二采区、首采区东南部和南部中间地带,约占全区面积的25%；82煤层顶板以不稳定区分布为主,约占全区面积的70%。应用FLAC3D软件模拟了10煤层1021工作面由开切眼向前推进时不同阶段的围岩应力场及位移变化,分析了工作面覆岩破坏特征。结果显示：随工作面不断推进,采空区上方顶板的最大垂直应力在15Mpa以上；顶板冒落带高度为7～8m,裂隙带发育高度为29～36m。