阶段空场嗣后充填采矿法中充填体作为地下采矿工程的人工构筑结构,是控制采场地压的主要手段。阶段空场嗣后充填采矿法将矿块回采工作划分为一步矿房和二步矿柱回采,二步矿柱回采工程中一步采场充填体两侧为二步矿房,当二步矿房开采时,一步充填体便出现暴露于采空区的暴露面,随着充填体暴露面积的改变,使得一步充填体的应力场重新分布且使充填体易发生失稳破坏,对二步回采工程安全作业环境产生影响,因此有必要对二步矿柱回采过程中充填体的受力情况及破坏机制进行分析,同时为矿山回采方案进行优化设计。为此,本文针对迁西龙湾铁矿-110m矿体根据其工程地质条件及矿岩性质,采用阶段空场嗣后充填采矿法进行矿体回采工作,并设计回采方案,进行如下研究:基于损伤理论,结合阶段空场嗣后充填采矿工艺,建立二步矿柱回采过程中充填体受力模型,利用RFPA3D数值软件分析矿柱回采过程中充填体内部的受力状态以及揭示充填体细观破坏机制。以迁西龙湾铁矿矿山地质资料为背景,展开模拟相似材料的正交试验,利用相似定律进行以阶段空场嗣后充填采矿法为基础的相似模拟试验,分析矿柱回采过程中,充填体及其顶板发生应变场演化规律,研究充填体承载机制。基于龙湾铁矿的尾矿不同的力学特性参数,结合龙湾铁矿工程地质实际情况,利用有限元分析软件FLAC3D结合对充填体的破坏机制分析结果对二步矿房回采方案进行优化,探讨不同矿柱宽度条件下充填体的稳定性,优化矿柱结构参数。