我国铁矿资源储量丰富,钢铁产量位于世界前列。目前,随着经济的快速发展,对资源的需求也越来越大,铁矿石产量逐年递增,由此造成铁矿开采灾害逐年增加,其中采空区灾害尤为严重。为此选取地方有代表性的地方矿山宽城县大梨树沟铁矿地下采空区为研究对象,采用现场空区探测、理论计算和数值模拟的方法进行研究,选取了典型采空区建立数值模拟分析模型,模拟并分析了大梨树沟铁矿地下采空区的稳定性,确定了充填采空区处理方案。主要研究内容包括:1)通过利用激光三维扫描技术对对人员无法进入的复杂采空区大梨树沟铁矿采空区进行了探测,探明了地下采空区分布状态和空间分布信息,并利用3DMine矿业软件建立了基于采空区分布的三维实体模型;2)利用Plaxis3D模拟软件建立了典型空区的数值模型,分析了采空区围岩的应力、应变分布状态和分布规律,进而分析了采空区的稳定性。3)确定了全尾砂胶结充填采空区的处理方案,分析了充填后采空区的稳定性及对地表构筑物的影响,确定了适合的充填料浆配比、浓度等,选择了合理的充填工艺流程。4)提出了滞留矿柱的残矿回采技术方案,可回收矿柱矿量8万吨,在避免采空区造成危害的同时,还有效的回收了残矿资源,增加企业的经济效益。