目前,大面积采空区失稳是矿山最大的危险源之一,严重影响矿山企业的经济发展和人民群众的生命财产安全。然而,采空区是否稳定由矿柱和顶板两个基本要素共同决定,矿柱和顶板是反应采空区稳定状态最重要的结构单元。因此,研究采空区稳定性的核心问题就是要解决空区顶板和矿柱是否稳定。本文以大红山铁矿的采空区为工程背景,通过资料收集、现场调研、运用理论分析、数值模拟等多种手段对房柱法采空区顶板—矿柱稳定性进行系统性的深入研究,论文的主要工作和成果有:1)对大红山铁矿1#铜矿带800-880分段房柱法采空区进行实地调研、资料收集。总结采空区矿柱—顶板的破坏模型、失稳机理及其影响因素;运用结构力学梁理论法、厚跨比法、平板梁理论计算法、普氏拱理论四种理论方法计算采空区顶板安全厚度,推导出采空区顶板的安全厚度与其跨度的关系;计算空区矿柱的荷载和强度得出大红山铁矿采空区矿柱安全系数,对空区矿柱的稳定性进行分析。2)基于压力拱理论对采空区顶板—矿柱进行数值模拟分析得出:①压力拱边界随矿房相继开采的变化规律;②矿房矿柱、顶板竖直应力分布规律;③盘区矿柱的隔离作用;④矿房矿柱、顶板竖直方向位移分布规律;⑤继续开采矿房对相邻已采矿房的扰动影响;⑥将房柱法采空区破坏分为4个阶段:矿柱稳定阶段、矿柱大变形阶段、部分矿柱失稳、矿柱整体失稳,系统的阐述了房柱法采空区失稳机理,得出压力拱实质上是随着矿房不断开采,其范围不断扩展的一个“平衡—失稳—再平衡—再失稳”动态反复扩展拱结构。3)从导致采空区顶板—矿柱系统突变失稳的因素可看出,系统发生突变失稳及其过程中所释放出的能量是由系统自身的力学—几何特性所决定的。利用本文所得出的结论和公式,结合大红山铁矿Ⅰ≠铜矿带840分段采空区顶板—矿柱系统的力学—几何参数,利用系统是否发生失稳的充要条件对该空区的稳定性进行计算,结果表明,该空区的结构尺寸及岩体物理力学参数能够维护自身的稳定,目前该空区处于稳定状态。因此,科学、合理地设计采空区结构尺寸、改善围岩物理力学性质,从而避免系统达到发生突变的条件,才能保证矿山的安全生产。