矿业是我国的重要支柱产业，在全国各地的采矿工程中，经常会形成各种形态的采空区，这些已形成的采空区一旦失稳，将会引起地表沉陷、顶板冒落、冲击波以及生态环境破坏等危害，给矿山的安全生产和人们的生产生活造成严重的影响。因此，有必要对采空区的稳定性及其相应的处理措施进行分析研究，为矿山的安全生产及后续的资源回收提供理论依据。
本文首先对国内外关于采空区稳定性及处理方面的研究文献进行了综述，对采空区稳定性分析方法及采空区处理方法进行了系统的总结；其次，以甘肃肃北博伦矿业有限公司七角井铁矿采空区为研究背景，根据七角井铁矿采空区的工程特点，通过现场岩体结构面调查和室内力学试验，对采空区围岩节理裂隙和物理力学性质进行了研究分析，在此基础上，运用RMR分级法、Q系统分级法和MRMR系统法分别对该矿采空区的围岩稳定性进行了分级研究；同时，根据七角井铁矿采空区地质特征、赋存条件、分布情况及其稳定性现状等，对采空区失稳危害类型、采空区失稳模式以及导致采空区失稳的影响因素进行了分析研究；为进一步了解采空区稳定性状况，用Mathews稳定性图解法和三维有限元数值模拟相结合的方法，对七角井铁矿原始采空区稳定性进行了研究分析，并在此基础上对采空区进行安全分级；在对比分析各种采空区处理措施的基础上，结合七角井铁矿采空区的实际情况，提出了合理的采空区处理措施，最后，再次利用FLAC3D软件对采空区处理效果进行预测分析。
本课题的研究成果对甘肃肃北博伦矿业有限公司七角井铁矿采空区上盘钒矿体的保护和下部采矿作业的长久安全性具有一定的指导意义。