采用空场法开采的急倾斜薄矿脉,矿房回采结束后会留下大量空区,给深部开采及残矿回收带来了严重的安全隐患。因此,对采空区的赋存状况及稳定性需要有一个准确的判断,保证经济、可靠、安全的前提下,对残留矿柱进行回采,是新老矿山急需解决的难题。本文以漂塘钨矿为工程实例,运用现场调查、理论分析和数值模拟等手段,对矿区主要采空区整体的稳定性进行分析,并对空区内顶柱与夹墙岩体的稳定性进行判别,提出切实可行、安全合理的残矿回采方案,主要研究内容及成果包括:(1)在现场调查取样的基础上,通过岩石室内试验,得到研究区域内主要三种岩性的岩石力学参数。采用广义Hoek-Brown准则进行折减,得到了岩体力学参数。(2)在地压显现区域调查的基础上,对地压成因深入分析,导致采区中、东部地压活动明显的主要因素有:自重应力场、构造破碎带、特殊的地形地貌、不平衡开采、周边空区影响、塌陷区地表水渗透。(3)利用3D激光探测仪扫描并建立单个空区三维模型,大致了解空区的规模及矿柱的超爆和欠爆情况。根据采空区调查及各中段平面图,建立了全区采空区三维立体分布图。(4)针对影响因子权重确定过程中的存在的缺陷,引入极大熵理论,构建多目标规划模型,使得权重分配更为科学合理。借助未确知测度理论处理不确定性和隐蔽性这类信息的独特优势,构建单个采空区稳定性评价体系。并应用于实际工程中,得到了漂塘钨矿Ⅲ号和Ⅰ号矿体共52个采空区的稳定性等级。(5)针对急倾斜薄脉状矿体顶柱与夹墙岩体,建立了简化的力学模型进行分析。将尖点突变理论,引入到空区内顶柱与夹墙系统稳定性分析中。从系统发生突变失稳的充要条件中能够得到,系统的控制变量a、b及刚度k是决定采空区是否发生突变失稳的充要条件。(6)根据残留矿柱回采过程中存在的损失贫化严重的问题,提出采用上向分层胶结充填法回采。利用FLAC3D对松散废石充填下的水平矿柱回收可采临界厚度进行了数值计算,最终确定31132采场至少保留7m高的隔离矿柱,才能对上部松散充填体起到支撑作用。通过对回采进路结构参数和回采顺序进行优化,最终确定采用尺寸为4.5m×5m(高×宽)的中间对称式开采方案最优。