我国现有尾矿库数量大,病库、危库多,潜在风险巨大。此外,受矿产需求量增加、矿石品位降低、暴雨极端天气发生频率增加等因素影响,尾矿库安全风险呈增长态势。一旦失事容易造成重大人员伤亡、巨额财产损失和严重的环境污染。因此,对尾矿库风险进行安全预警有着重要的理论意义和现实意义。但现行尾矿库监测系统通常依据浸润线、干滩距离、坝体位移等指标的具体量值进行单因素预警,缺少多因素协同作用预警,进而导致风险判定的精确性、灾害预报、安全分级评估与应急处置等方面亟待改善。本文根据国内外尾矿库事故统计数据,分析了尾矿库事故原因及致灾因素,确定了影响尾矿库安全的主要因素。在三维GIS技术支撑下,从多因素协同作用角度出发,采用定性与定量分析相结合的方法,构建了尾矿库综合安全预警模型、漫坝灾害定量预警模型、坝体稳定性分级预警模型,形成了三位一体的预警模式,实现了风险判定,灾害预报。并以杨家湾尾矿库为例,进行了工程实际应用。论文的主要研究工作及结论如下:（1）对国内外尾矿库事故进行统计,分析了导致事故发生的主要原因及致灾因素,明确了降雨、排洪系统、库水位、浸润线、坝体变形、坝体高度、尾砂抗滑能力、渗透压力、尾砂堆积容重、应急处置措施、安全管理为影响尾矿库安全的重点因素。（2）根据尾矿库失事原因分析,选取了洪水漫顶等4个一级指标和防洪标准等16个二级指标作为尾矿库综合安全预警评价指标。并依据多因素层次模糊综合评判理论,建立了综合安全预警模型,实现了尾矿库整体安全评价及综合预警。（3）在三维GIS技术的支撑下,依据尾矿库地形数据,使用Arc Scene进行三维建模。在此基础上,使用Arc GIS中的Model Builder模块建立通用水文分析模型,实现汇水区域、河网自动生成分析。（4）通过水量平衡理论、SCS模型、调洪演算理论建立尾矿库水位预警模型,实现根据尾矿库实际水位、排水能力、未来降雨强度等数据进行库水位超前预判,进而进行漫坝灾害分级预警预报。（5）研究了尾砂自流沉积强度规律,发现浸润线和尾砂沉积会对坝体材料物理力学性质产生影响。在此基础上,对瑞典条分法进行改良,实现了变属性条件下坝体稳定性计算,建立了坝体稳定性分级预警模型。（6）以杨家湾尾矿库为例,进行工程实例应用。安全分级预警模型计算结果显示,杨家湾尾矿库整体处于比较安全的状态,发生溃坝、漫坝灾害的可能性较小。