本文针对碱沟煤矿急倾斜特厚煤层水平分段放顶煤开采工艺特点，通过顶煤破坏理论分析和实验室力学实验，得出了顶煤在不同含水率情况下力学参数的变化规律，并运用物理相似模拟和FLAC3D软件模拟了水平分段开采时顶底板破坏运移规律及顶煤不同垂高应力分布状况，依据薄板理论分析顶板破断步距，进一步通过注水弱化特厚坚硬顶煤，确定水平分段段高，以确保分段高度内顶煤顺利放出，提高顶煤回收率，指导生产中的顶煤注水软化工作。首先，从力学角度分析顶板破断规律，理论分析顶板岩梁的破断步距，同时运用分段开采模型研究了急倾斜特厚煤层水平分段放顶煤开采时顶底板对顶煤破坏的影响，并通过力学实验探究煤岩力学参数与含水率之间的关系。然后，通过碱沟煤矿煤层赋存的地质资料，运用物理相似模拟研究急倾斜厚煤层分段开采顶底板的破坏垮落规律及顶煤的运移规律，应用FLAC3D软件模拟分段开采时顶底板沿走向和倾向应力分布规律及顶煤沿走向倾向的分布规律，分析分段开采时覆岩和顶煤的应力场分布规律，为合理段高提供依据，在此基础上通过注水弱化改变顶煤的物理力学性质，进而改变顶煤应力场分布，确保顶煤回收率。最后，利用上述研究结果，在碱沟煤矿水平分段27m综放工作面进行注水实践。实践证明，坚硬顶煤注水后顶煤回收率增加，原煤产量增加，工作面粉尘量大大降低，注水效果良好。