平朔东露天矿在资源整合以前是由多个民营企业开采,存在多个地采小煤窑且乱采、滥采现象严重,采场内存在一定数量、情况不明的空区。随着露天开釆作业的进行及暴露时间的增加,可能出现顶板岩体冒落而造成上覆岩层塌陷,威胁着露天作业人员与设备的安全,定量地确定这些地下采空区顶板安全厚度能确保矿山生产安全进行。对东露天矿进行详细的现场地质调查,采用钻孔探测法摸清采空区的形态大小和特征;理论分析采空区顶板破坏机理并计算出顶板安全厚度。采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件建立含采空区的台阶爆破模型,进行不同跨度不同埋深条件下的采空区顶底板及两侧墙体的应力分析;并通过Midas软件模拟设备静载条件下不同跨度的采空区顶板应力分布特征;最后提出东露天矿地下采空区的治理方法。全文主要研究成果如下:(1)通过对东露天矿岩体进行工程折减,得出数值模拟计算需要的工程岩体力学参数,抗压强度值为8.01MP,抗拉强度值为0.45MPa。(2)通过5种经典理论计算公式得出采空区顶板安全厚度推荐值,即跨度10m时其顶板安全厚度7.4m,跨度15m厚度11.4m,跨度20m厚度15m,跨度25m厚度18.5m,跨度30m厚度23.7m,跨度40m厚度31.5m。(3)综合爆破冲击荷载和设备压力荷载条件下的不同跨度采空区顶板安全厚度,结果表明跨度10m时其顶板安全厚度12m;跨度15m厚度16m,跨度20m厚度21m,跨度25m厚度25m,跨度30m厚度30m;跨度40m厚度42m。(4)提出采空区治理步骤,结合东露天矿实际情况选择合适的探测方法并根据顶板安全厚度(H0)、最大打孔深度(hm)以及空区上缘距上覆台阶面高度(h)三者之间的关系将空区分为3类,并对每类空区根据矿岩稳固条件、治理难易程度再细分三种情况;针对不同类别的采空区提出高效、安全的处理方法即崩落法,并对某一采空区进行实践处理,效果明显达到治理目的。通过上述研究确定了东露天矿不同跨度下采空区的顶板安全厚度,对于顶板厚度不合要求的采空区运用崩落法来治理,消除了东露天矿地下采空区安全隐患。