基于司家营铁矿南区2000万t/a采矿工程建设需求,采用工程类比法、力学分析法及数值分析法相结合的手段,对南区首采-450m中段一步胶结充填体的合理充填配比及质量标准进行综合分析与选取;在此基础上,结合南区矿床开采技术条件及现场各工程布置等影响因素,提出4种可行回采方案。利用有限元分析软件Midas-GTS建立首采矿段内3#盘区开采模型,并针对安全性较差的二步回采施工阶段的采场稳定性开展深入探究,实现了基于采场安全的回采方案优选。根据矿区勘察地质资料及地质调研,将区内岩体划分为四个工程地质岩组,采用RMR分级法进行岩体质量分级,结合Hoek-Brown强度准则得出了南区矿岩体物理力学参数。采用经典力学分析法与极限平衡力学分析法,对南区一步胶结充填体的自立强度进行分析与计算。以3#盘区内北侧13个采场为研究对象,借助Midas-GTS建立南区首采中段充填体与围岩匹配数值分析模型。依据各配比充填体与围岩作用效果,并结合不同配比充填体极限抗压强度与其所受最大主应力差值,确定1:8为南区首采中段最佳充填配比。结合南区矿床开采技术条件、基建开拓及采准工程布置等关键因素,提出4种可行回采方案。利用有限元分析软件Midas-GTS建立首采矿段内3#盘区开采模型,对不同回采方案的采场稳定性进行数值计算。同时,借助不同方位典型剖面图,对二步矿块回采采场稳定性开展深入分析与探究。以采场最大拉应力等6项指标为基础,运用层次分析与模糊综合评判法建立南区回采方案优选系统,计算得出4种方案相对于目标层的综合隶属度分别为0.8933、0.9140、0.8289和0.8383,即方案2为最优回采方案。