我国已成为世界金属非金属矿产资源开采大国,金属非金属矿产资源的开发利用成为了我国社会经济发展的重要支柱。随着矿产资源开采的力度和规模的不断扩大,随之而来的安全问题也日益突出。受矿床开采技术条件、开采成本、技术装备、经济效益等因素制约,在我国大约有半数以上的金属非金属矿山采用空场法采矿,在回收资源的同时遗留下了大量的采空区未处理,且大多数矿山的采空区存在不同程度的安全隐患。本文以潘洛铁矿为依托工程,以其非连续、复杂群采空区为主要研究对象；在深入分析矿山开采技术资料以及查阅和检索相关研究文献的基础上,开展了岩体工程地质调查和采空区形态调查等现场工作；采用全数字型刚性岩石力学试验机MTS对采空区围岩的力学参数进行了室内测试；对不同性质的岩体采用RQD指标法、RMR分级法和Q值法进行了岩体质量评价和工程分类；建立了采空区和地表的三位可视化模型。采用Barton“当量尺寸”极限跨度分析法和Mathews稳定性图解法,从顶板允许跨度和允许暴露面积两个方面计算分析了采空区顶板的稳定性；通过二维弹塑性有限元数值模拟计算,分析了采空区围岩的应力、位移和塑性区的大小及分布状况；综合考虑理论分析和数值模拟计算结果,对不同采空区的稳定性状况分别进行了分析和评价。根据不同采空区的稳定性状况和埋藏条件,通过计算分析、工程类比,有针对性地提出了从地表下掘充填天井,取地表废石充填采空区,构筑阻波墙和密闭墙等不同的处理方案,满足了矿山地表不允许塌陷、井下废石量较少等实际情况,技术上可行、经济上合理。本文的研究成果已成功应用于潘洛铁矿采空区综合治理和安全管理的生产实践中,取得了良好的实际效果。为矿山安全高效回采矿产资源提供了技术保障,也为类似矿山解决采空区安全隐患提供了可靠的技术借鉴。