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在空区末充填的情况下回采矿柱，矿柱与采空区顶板的稳定性是一个关键问题。利用相似理论，建立矿柱回采的平面应力相似材料模型，通过观测模拟矿柱开挖过程的应力与变形变化情况，研究了狮子山铜矿西山特大空区下矿柱回采过程的应力变形的变化规律，结果表明，采用分步凹采预帮永久矿柱的回采方案是可行的，矿柱凹采过程中永久矿柱和采空区顶板足稳定的。矿柱回采的实践证明了相似材料模型试验结果是正确的。