顶板垮落是金属矿山地下开采中严重的工程灾害之一,它不仅影响采矿进度,同时也对井下作业人员生命安全构成威胁。由于金属矿层状顶板分布较少,故硬岩层状顶板的支护研究也相对较少且处于起步阶段。本文以中钢集团苍山铁矿层状顶板的支护为工程背景,对硬岩层状顶板的失稳机理及支护进行了研究,提出了合理的支护方案,有着较强的理论研究意义和工程指导意义。论文主要开展了以下方面的工作：(1)采用理论分析方法,应用弹性力学中的薄板理论,将采场硬岩层状顶板简化成平面应变板,推导两端固支和两端简支的边界条件下岩层挠度、岩梁破坏的临界荷载、临界应力计算式；(2)应用FLAC-3D数值模拟,研究了埋深50-300m时,采场硬岩层状顶板随上覆岩层的分层厚度、分层类型、矿体埋深等因素变化的失稳规律；(3)提出限制硬岩层状顶板变形破坏的特殊支护原则、支护方式与支护理论设计依据；(4)以中钢集团苍山铁矿为工程实例,通过现场工程调查,分析层状顶板垮落与地质、采矿条件的关系；结合苍山铁矿的矿岩力学实验对采场岩石进行稳定性评价；设计了三种支护方案：树脂锚杆+加长树脂锚杆联合支护、树脂锚杆+加长树脂锚杆+钢带联合支护和砂浆锚杆+锚索的支护方案,通过数值模拟分析支护效果,确定了最优支护方案。