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张家沟硫铁矿经过多年开采，在井下形成了大量采空区，给下部矿体的开采带来了很大安全隐患。在综合分析张家沟硫铁矿采空区存在现状及地质概况的基础上，提出了3种开采方案，采用FLAC3D对＋120m水平的采空区稳定性进行数值模拟计算，分析了不同回采方案下矿柱及空区应力场的变化规律，通过对比分析，确定采场最优回采顺序，在此基础上，提出了采空区的处理方案，安全崩落顶盖，在113采场底柱上部形成足够厚度的松散垫层。研究结果可为现场的施工设计提供科学依据。