本文以国家十一五科技支撑计划课题“复杂富水矿床开采关键技术开发与研究(2006BAB02A01)”为依托,主要针对驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿区8~#矿体工程实际条件,运用岩体力学理论将工程地质调查、理论分析、数值模拟、现场监测等多种方法有机地结合起来,对采场结构参数以及回采进路顶板稳定性以进行了研究,提出了上向水平分层充填法两步骤大进路开采水压支柱护顶新工艺,主要完成了下述工作:(1)结合水压支柱支护理论以及支柱与围岩相互作用原理,引入煤矿中广泛使用的临时支护设备—单体水压支柱作为金属矿床地下开采支护关键技术,结合膏体、废石干式充填方法,实现了无轨机械化安全高效开采。(2)根据矿山目前技术装备水平和8~#矿体赋存条件,提出了大进路上向水平分层充填法水压支柱护顶两步骤回采方案,为解决深井高应力、高破碎带、高水位下回采倾斜薄至中厚矿体难题提供了新的途径。(3)将岩体力学理论用于上向水平分层充填法进路顶板稳定性的研究,运用MAP3D边界元软件,建立并分析了8~#矿体1331～1571m中段回采、支护、充填过程的三维模型,通过对开采过程中进路宽度、分层高度、支护方式、充填接顶程度和回采方式对顶板稳定性影响的研究,得出了不同条件下回采进路顶板应力分布规律,确定了合理的采场结构参数及开采顺序方案。(4)根据单体水压支柱护顶特点,开展了小型采矿试验。采用对支柱工作状态和顶板稳定性情况的监测,揭示了采场顶板运动及变形破坏规律,研究了支柱与围岩的关系以及支柱护顶在金属矿床地下开采的适应性。(5)通过此次研究,进一步丰富和发展了上向进路水平分层充填采矿法工艺及其相关理论,对类似矿山开采过程的地压控制提供了科学指导。该项研究对地下矿产资源安全、经济、合理的回采具有较为重要的理论意义和工程应用价值。