我国矿产资源需求日益增加导致资源开发的加速进行，许多矿山在矿产资源大规模开采生产过程中形成了上百个采空区。采空区顶板一旦冒落就会造成地表的沉陷或开裂，破坏了露天作业环境，威胁着露天矿的生产安全。在采空区所引起的地质灾害日益严重的今天，采空区的稳定性也就成为了露天开采至关重要的安全保障。本文结合武家塔露天矿工程实例，对武家塔露天矿现场取样的试件进行试验，计算出武家塔露天矿岩体顶板的物理力学性质，根据计算结果分析了影响其稳定性的主要因素并分析出顶板的破坏机理，发现了地下采空区顶板的拉应力是关系到顶板稳定性的关键因素。根据目前地下采空区顶板安全厚度计算方法，选择厚跨度比法、荷载传递线交汇法、结构力学梁理论计算法、普氏拱理论估算法、K.B.鲁佩涅依理论估算法五种经典的理论计算方法和ANSYS数值模拟方法分别进行计算，发现每种方法计算出的结果变化趋势大体相同，最后对计算结果进行数据处理，得到武家塔露天矿不同采空区跨度与顶板安全厚度的关系，根据计算结果可以得出任意采空区跨度的顶板安全厚度。