采空区是地下矿山的一大安全隐患,采空区失稳导致的地压灾害既威胁生产安全,也影响矿石资源的充分回收。本文针对马坑铁矿中矿段采空区稳定性及残矿回收问题,通过现场调查、理论分析结合数值模拟的研究方法,以典型复杂采空为例,研究了马坑铁矿中矿段采空区分布现状、稳定性状况,得到采空区稳定性分级评价结果,提出采空区治理及残矿回采建议。论文开展的主要研究如下:(1)通过现场调查和研究采空区现有图纸、数据资料,对中矿段采空区的地质水文特征、分布状况、几何参数、空间形态进行分析,掌握采空区分布现状及工程环境;对影响采空区稳定性的因素进行分析总结,为理论分析做准备。(2)利用AHP法建立层次分析模型,对影响采空区稳定性的多种因素进行单层次和多层次分析,得到影响因素权重排序;根据层次分析权重排序结果,选取对采空区稳定性影响较大的因素,采用FCE法构建评价指标体系,建立模糊数学模型,对采空区进行二级模糊综合评判,得到各采空区的稳定性分级结果。(3)运用有限元数值计算程序ANSYS对典型采空区,从静力分析和动力分析两方面进行数值模拟计算,通过分析采空区开挖前后围岩应力场,位移变化及塑性区分布,得到采空区稳定性结果,并模拟了矿柱回采过程中爆破震动作用对采空区稳定性的影响;然后将此方法应用于四块段12个采空区,计算结果与模糊综合评价法对比,得到最终的采空区稳定性综合评价结果。(4)在上述研究成果的基础上,将采空区分为A、B、C三类,提出分类治理方法和残矿安全回采建议,以典型采空区为例制定了具体的矿柱回采和空区处理方案,并从技术经济上验证了其可行性。