条带嗣后充填法回采缓倾斜矿床,保证矿柱稳定是矿床安全开采的关键。以上横山矿床V3层矿体为研究对象,运用弹性应变能理论、岩石断裂力学理论及数值模拟等方法研究了两面临空下矿柱破裂区宽度计算问题,以此分析矿柱稳定性。基于弹性应变能平衡原理,认为条带矿层中储存的应变能释放后全部转化为使板矿柱变形破坏的能量。由矿房开采前后能量平衡,推导了矿柱破裂区宽度解析表达式,建立了矿柱破裂区宽度计算模型,分析了矿柱破裂区宽度影响因素。根据岩石断裂力学理论,视矿房空区为无限大岩体垂直剖面中相隔一定间距的共线裂纹,分析了裂纹尖端应力场分布特征。以矿山地质参数为基础,绘制了矿体埋深在150～400m时应力强度变化曲线。依据莫尔库仑判据,推导了矿房围岩破坏范围的解析表达式,建立了矿房底板破坏深度计算模型。基于正交试验原理,选取埋深、采厚、矿房宽度和矿体抗拉强度、内聚力、内摩擦角两组参数作为矿柱破裂区主控因素,分别采用3因素3水平的正交表L9(34)进行方案设计,得到18种模拟试验方案。运用FLAC3D数值模拟计算了不同方案下矿柱破裂区宽度,试验结果表明矿柱破裂区宽度两组因素的敏感性排序分别为埋深>矿房宽度>采厚,抗拉强度>内摩擦角>内聚力。采用数值模拟方法,对上横山矿床矿房宽度分别为30m、25m、20m、15m、10m下对应不同矿柱宽度共15种方案进行模拟。由矿柱支承压力分布规律表明,除矿房矿柱宽度均为10m的回采方案外,其它方案开采矿柱支承压力分布为“圆拱形”或“马鞍形”分布。同时,除矿房矿柱宽度均为15m的回采方案外,其它回采方案回采塑性区贯通整个矿柱或发育至邻近矿体,对邻近矿体扰动大。结合矿柱破裂区宽度计算模型估算得到的矿柱宽度理论结果与数值模拟结果,选取上横山矿床矿房矿柱合理宽度均为15m时,矿柱围岩稳定性较好。研究可为条带嗣后充填法的矿房矿柱参数设计提供参考。