河北矾山磷矿西区2线以西425m水平以上矿体赋存于第四系Q2含水层下,是典型的水体下资源。水体下资源开采的关键是采取合理的开采顺序、充填采矿法、留设合理的保安矿柱与地压管理及监测,控制矿床开采产生的岩层和地表连续的变形、移动和非连续破坏来保护上覆的含水岩层以及预警地压安全事故。本文针对水体下矿体开采技术条件,综合采用现场调查、理论分析、数值模拟等手段,进行了该区矿体安全开采关键技术的系统分析和深入的研究。首先,调查、研究国内外开采水体下矿山的发展历史,以及水体下开采的主要关键技术。结合矾山磷矿具体的开采技术条件,分析研究该矿山的安全开采技术难点为护顶矿柱厚度、选择采矿方法保护护顶矿柱及采场结构参数的研究,并采用理论分析和数值模拟的方法解决以上难点。第二,在对矾山水体下矿体工程地质环境调查研究基础上,分析了矿床赋存的条件和矿区地层分布、地质构造、并重点研究了区域水文地质以及矿床水文地质条件。测出了矿区主要矿岩体的密度、内聚力、内摩擦角、单轴抗压强度和抗拉强度等物理力学参数。第三,分析了影响导水裂隙带高度分布的主要因素,以确定合理的安全开采技术方案。第四,计算导水裂隙带的高度。利用Midas简单、快捷的建模优点进行数值建模。再采用计算方法更为合理,计算能力更强、适合大变形的Flac 3d程序进行力学模型的计算,分析采用点柱式上向水平分层充填法对矿体顶板的应力、位移分布的影响情况,计算出导水裂隙带的高度；利用经验公式计算导水裂隙带的高度,并与数值模拟计算的结果进行比较,分析导水裂隙带以及护顶矿柱的最终结果。第五,根据国内外水体下开采成功经验以及矾山磷矿开采技术条件,初选出充填采矿方法,并进行经济技术比较分析、选择出最优的点柱式上向水平分层与进路联合充填采矿法。最后,利用代数概率与统计学中的正交实验法设计实验方案,Midas GTS和Flac 3d进行各方案的力学建模及计算分析优化采场结构参数。