论文以香炉山钨矿大面积空区群为研究背景，针对香炉山缓倾斜厚大矿体开采后，遗留的采空区规模大、相互贯通且上下层空区重叠等特点，开展了空区群稳定性研究。通过采空区现场调查，对主要三种岩体进行质量分级；室内试验确定岩体物理力学参数。在这一基础上，利用Mathews图解法、极限厚度法、以及Bieniawski公式等不同方法分析采空区顶板与矿柱的稳定性并对采空区进行稳定性综合分级，确定了危险区域。分析了不同跨度与长度条件下的采空区顶板安全厚度并提出顶板安全厚度跟采空区长度与跨度的比值有关。指出了传统矿柱安全计算公式的局限性，研究提出了新的安全系数计算方法。将弹性小薄板理论与重叠空区紧密联系，建立了基于重叠空区的弹性小薄板模型，改变隔层顶板的厚度，研究了隔层顶板的受力状况，结果表明，隔层顶板厚度越小，其所受拉应力与剪应力越大，稳定性越差，通过反算确定了最小顶板厚度值；将GTS和FLAC^3D耦合建立了不同矿柱重叠率的采空区三维数值模型，首次运用数值计算方法对不同矿柱重叠率情况下的围岩位移、应力分布特征进行了计算分析，研究了矿柱重叠率对重叠空区稳定性的影响，结果表明矿柱重叠率越小，重叠空区稳定性越差。针对传统分析方法的不足，建立了采空区顶板与空气冲击波耦合模型，引入数学差分思想解决了特定时刻飓风速度的计算难题，研究了顶板块体冒落过程中产生的飓风的时程特性、破坏力与冲击影响范围；研究表明受压缩空气阻力影响，顶板块体冒落时间延长了0.89s，灾变过程中巷道中飓风速度可达到508.1m/s，冲击范围为370m。比较各类采空区处理方法的优缺点及适用条件，针对香炉山大面积采空区群及周边环境的特点，提出构筑、加固人工矿柱、封闭采空区等局部解危措施、利用微震监测与尾砂胶结充填相结合的综合治理的措施，以及建立应急预案、加强应急演练的采空区安全管理的建议。研究提出了充填工作的整体思路：首先设立缓冲区先行充填将东部采空区与西部矿体隔离，然后充填危险区域解除最大安全隐患，再按顺序逐步充填采空区。