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。在元宝山露天矿采场降深的过程中,南帮边坡出现了多次滑坡。随着残煤回采工作的逐步开展,采场南帮边坡稳定性问题将变得更加突出。在保证安全的前提下,确定回采工作帮、内排土场及非工作帮三者的空间位置关系以尽可能多的回收资源是迫切需要解决的问题。论文针对元宝山露天煤矿南帮残采边坡,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,对南帮残煤回采边坡稳定性进行了深入研究。提出并运用复合煤层顺倾层状边坡参数逐阶段优化方法,从二维角度确定了南帮到界边坡形态;以此为基础,模拟研究了回采工程位置、开挖角度和弱层暴露长度对滑坡模式和三维边坡稳定性的影响,最后确定了南帮残煤回采边坡的空间形态。研究结果表明:弱层是控制边坡稳定性的主要因素,元宝山露天矿南帮边坡易发生剪切圆弧-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,当暴露长度超过一临界值时边坡的三维效应消失,稳定系数不再发生变化;开挖角度对边坡稳定性的影响随回采位置加深而逐渐凸显,开挖角度的增大降低了边坡的稳定性。