地下采场的稳定性分析与结构参数优化对地下工程开采设计具有重要的指导意义。本文结合云南省科技强省计划项目《蒙自复杂铅锌铟硫化矿资源采选冶综合利用关键技术及其产业化示范》课题，将统一强度理论运用到缓倾斜破碎薄矿体采场稳定性分析与结构参数优化研究中，利用顶板最大拉应力、矿柱内最大压应力、矿柱塑性发育区贯通性、顶板塑性发育区贯通性和顶板潜在拉破坏区等判据综合分析采场的稳定性。本文研究内容如下：
（1）基于矿山工程地质调查和矿岩力学试验，采用Q系统分级法和RMR分级法对矿岩质量进行分级评价，并用Roclab软件对试验所得岩体物理力学参数进行工程弱化处理。
（2）白牛厂矿区采场主要变形破坏模式为：层状岩体的离层破坏、节理化岩体的垮落、块状岩体的楔形体冒落、泥质岩的风化垮落、高采场边帮和矿柱的片帮垮落等；其主要破坏机理为：节理裂隙的切割破坏作用、采场顶板的受拉破坏作用、应力转移与集中、泥质岩的遇水膨胀与风化破坏作用等。
（3）在ANSYS提供的UserMat模块上采用半隐式向后欧拉法和Steffensen迭代法编写了基于统一强度理论的理想塑性模型。运用统一强度准则和非关联的Mohr-Coulomb流动法则推导了深埋圆形巷道有限域条件下应力和位移的弹塑性理论解。用自定义的本构模型模拟深埋圆形巷道弹塑性开挖过程，数值模拟结果与理论解很好的吻合，验证了模型代码的正确性。实践表明，采用半隐式向后欧拉法与Steffensen迭代法相结合的手段，可简化应力与一致切线模量的求解，该方法避免了应力偏离屈服面和求解流动函数偏导，算法简便易于推广应用。
（4）在ANSYS上用自定义的本构模型对原有采场结构参数进行稳定性分析，分析结果表明：原有采场的顶板和矿柱均不稳定，整体安全性差。对采场高度分别为2.5m、3.5m和4.5m三种情况下，采用正交设计选取9种不同的采场结构参数进行模拟计算。综合分析9种方案得出采场的优化尺寸为：采高2.5~4.5m，矿柱宽4m，排距4m，间距3~4m。