边坡稳定是露天煤矿进行开采的先决条件,直接影响着露天矿正常的生产和安全。露天矿边坡是一种动态发展的边坡,随着剥采工程进行而不断变化。在霍林河露天矿在降深的过程中,确定符合安全和经济的采出煤炭资源的边坡形态至关重要。随着回采工作的逐步开展,首采区顶帮边坡由于存在多个弱层稳定性问题将变得更加突出,深部的边坡在采用横采内排方式时,需要在保证安全以及尽量多回收资源的前提下,确定采场边坡的开挖位置、内排压帮的位置以及弱层的暴露长度。论文针对霍林河南露天煤矿首采区顶帮边坡,通过现场调研与资料收集、理论分析、刚体极限平衡和数值模拟等方法,对首采区顶帮边坡稳定性进行了深入研究。提出并运用多煤层层状边坡参数逐阶段优化方法,从二维角度确定了首采区顶帮到界边坡形态;从三维角度出发,用二维与三维结合确定边坡的空间形态并且使用数值模拟研究了弱层暴露长度对滑坡模式和边坡稳定性的影响,最后确定了首采区顶帮边坡的形态。研究结果表明:弱层是控制霍林河南露天矿首采区顶帮边坡稳定性的主要因素,易发生剪切圆弧-弱层相结合的滑动;受弱层产状的影响,优化后的二维边坡各阶段的平盘宽度并非一定值。边坡的稳定性随弱层暴露长度的增大而减小,呈负指数规律,当暴露长度超过250m时边坡的三维效应消失,稳定系数不再发生变化。