对于金属矿床而言,薄矿体（脉）是典型的矿体类型之一,尤其是随着开采深度增加,矿床赋存变薄变细。对于该类矿体传统采用空场法开采,中段之间保留了品位较高的隔离矿柱和多中段空区。在后期回采过程中,无论是中段矿柱资源回收,还是空区下深部矿体回采,整个开采区域结构性控制尤为重要。包括空区与矿体间预留隔离层、保留永久矿柱作为结构支撑、充填关键区域控制地压等灾害控制方法都涉及同一问题,即关键支撑结构位置的选择。本文基于这一工程背景,利用矿岩体开挖变形能原理,建立载荷作用下关键区域支撑力学模型,推导了关键支撑区域位置计算理论公式,分析了埋深和倾角等主要赋存要素对关键支撑区域位置的影响,针对预留隔离带位置和多中段矿柱回采关键支撑矿柱位置两种工况,结合数值模拟结果验证了理论计算的准确性。最终,将该方法应用于矿山工程实际,计算得到了薄矿脉采场上采的关键支护位置,有效控制了采场地压显现,提高了上采高度。主要研究结果如下:（1）建立了地下开采倾斜薄矿体顶板承载力学模型,基于矿岩体开采变形能理论,推导了上覆载荷和支撑力作用下顶板围岩变形能计算公式。得到了最小变形能与关键区域位置关系式。分析了矿体倾角和埋深对关键支撑区域位置的影响规律:水平矿体关键支撑点的位置处于矿体延伸长度的中间部位（a/2l=0.50）,随着倾角的增大,关键支撑区域位置逐步下移,但基本保持在比值0.40～0.50之间。且矿体埋深对支撑区域位置影响不大。（2）利用理论分析结果,计算了薄矿体在不同倾角下隔离带具体位置,并结合数值模拟的方法,对不同位置预留隔离带对围岩控制效果进行分析,验证了理论公式的计算结果:由理论分析与数值模拟两种方法得到的拟合曲线在大范围倾角（0°～70°）内拟合程度较高,大于70°后出现较小偏差,整体拟合较好,验证了推导关系式的准确性。（3）运用FLAC数值模拟软件,模拟了不同倾角矿体多中段矿柱回采工况不同关键支撑区域位置下矿体变形能的变化,验证了理论公式的适用性:数值模拟方法拟合曲线,倾斜、缓倾斜角度（0°～60°）范围时与理论公式拟合曲线拟合度较高,比值变化范围约0.34～0.50,最低比值较理论分析值减小约0.06;随倾角的持续增大,数值模拟结果逐渐偏离理论关系式曲线,急倾斜范围内存在较大误差。（4）结合实际赣南某矿山工程背景,选择合适的试验采场位置,进行了现场试验:在72°急倾斜薄矿脉开采工程中,依据理论关系式计算得出下最佳关键区域位置,并设置关键位置支撑与监测仪器,仪器监测数据结果显示,开采前后的围岩位移、应力变化较小,稳定性良好;采场上采高度达到40m,较未设置支撑上采高度25m增加近一半,设置的关键区域支撑达到了较好的围岩控制效果,有效实现了地压区难采矿体的安全高效回采,证明了理论推导的关系式具有一定实用性。