早期用空场法回采的矿山,经过多年的开采,遗留下大量采空区,引发地表塌陷等地压活动,诱发岩爆等各类地压灾害,给矿山带来严重的安全威胁。因此,准确判定围岩的岩爆倾向性和安全经济的治理采空区,做到岩爆与空区防治同步,保证矿山的可持续开采,是多数硬岩矿山迫切需要解决的重大技术问题。本文以某铅锌矿为工程实例,运用现场调查、现场监测、理论分析、正交试验和数值模拟等手段和方法进行岩石岩爆倾向性判定和胶结充填体矿柱高度优化研究,主要研究内容及成果包括:(1)在现场进行岩爆情况调查,采集了6种主要围岩岩样,进行力学参数测试,利用广义Hoek-Brown准则进行折减,得到了各类型岩石和岩体的力学参数,为后续的计算和分析提供准确的基础资料。(2)通过测试与计算,得出6种岩石的弹性能量指数WET、冲击能量指数WCF、有效冲击能量指数W、脆性系数K和最大储存弹性应变能指标Es等5种岩爆倾向性指标值。将5种岩爆倾向性指标值算术相加,提出了岩石岩爆倾向性综合判定指标R。利用该指标可以准确的判定岩石的岩爆倾向。(3)将岩爆控制与空区治理相结合,提出将现有的采矿方法改为分段空场嗣后充填法。划分标准矿块进行回采,回采结束后,先充填1:4尾砂胶结充填体矿柱,上部在用1:10尾砂胶结充填体全部充填,保障矿山的安全、可持续回采。(4)分析得出影响胶结充填体矿柱高度的主要因素是跨度l,上部载荷q,充填体容重?、内摩擦角?和内聚力c。通过数值模拟正交试验,得出,胶结充填体矿柱高度与跨度、内摩擦角呈非线性增函数关系,与内聚力呈非线性减函数关系,与上部载荷呈线性增函数关系,容重对胶结充填矿柱高度基本没有影响。(5)经过单因素变化和多因素组合回归分析,建立出多因素组合影响下胶结充填体矿柱高度的数学预测模型。该模型具有一定的普适性,对其他类似工程具有参考和借鉴价值。(6)结合现场实际,选取3-6#矿体的43、45和49勘探线剖面建立计算模型,进行数值模拟。得出,按照预测高度进行充填的方法,能在回采过程中和最终充填后保证矿山的安全,同时,现场应力监测表明充填有效的起到岩爆和空区防治的作用。证明,所提出的防治方法和数学预测模型是准确、合理的。