随着我国煤炭工业的不断发展，伴生出了数量众多的矸石山，这些矸石山主要有两种堆积形式：平底锥形起堆和沟谷填充推平，这两种堆积形式的矸石山都可能引起地质灾害，进而对当地的人身安全和财产安全造成威胁。国内外的许多专家和学者已经对矸石山的稳定性有了一些研究，并取得了一定的成果。本文在参考前人成果的基础上，从理论分析、现场实测和数值模拟三方面对沟谷填充推平的屯兰矿矸石山的稳定性进行综合研究和分析，取得了一定的研究成果。通过对屯兰矿矸石山基地进行现场调研和考察，并查阅相关文献，收集到了矸石山所在地的地质情况、地貌特征、气候特征、卫星影像图以及矸石散体的物理力学参数和水力学参数等资料，为屯兰矿矸石山稳定性的研究和分析做准备；通过研究散体力学，得出了散体的动、静抗剪强度和变形特征；通过建立岩土体边坡的数学力学模型，并推导力学模型公式，得出了判定边坡是否稳定的安全系数公式，并得出了影响边坡稳定性的因素有：边坡应力状态参数K、边坡坡高H和坡角以及构成其结构岩土体的重度、内聚力c、内摩擦角等；通过采用全站仪和RTK对屯兰矿矸石山的测线和测桩进行定期的现场监测，分析所测数据可以得出：屯兰矿矸石山基地的边坡边缘区域的变形大于其内部区域的变形，其在竖直方向的变形大于在x方向的变形，在x方向的变形大于在y方向的变形，且屯兰矿矸石山基地的变形值都较小，即屯兰矿矸石山整体上属于稳定状态；通过采用GeoStudio软件模拟屯兰矿矸石山在表面覆土前、后，分别在自然状态下和降雨状态下的边坡稳定性，可以得出：矸石山在覆土后比覆土前的稳定性有所减小，且随着降雨持续时间的增加和降雨强度的增大，矸石山受到的孔隙水压力、体积水含量、水平位移、垂直位移、最大剪应变都在增加，安全系数都在较小。当降雨时间持续90d，降雨强度为24mm/d时，矸石山处于稳定状态；降雨强度为45mm/d时，矸石山处于极限平衡状态；降雨强度为90mm/d时，矸石山处于失稳状态。对比矸石山体的水平、垂直位移变形量及孔隙水压力变化，可以得出：矸石山体的垂直变形大于水平变形，且矸石山覆土前孔隙水压力的增加幅度大于覆土后的增加幅度，覆土后矸石山底部的孔隙水压力几乎不变，覆土前在矸石山底部出现了饱和区，覆土后未出现饱和区。本文通过采用理论分析、现场实测和数值模拟相结合的方法对屯兰矿矸石山在不同条件下的稳定性进行研究和分析，全面的得出了矸石山在不同条件下的稳定状态，为下一步对矸石山的土地复垦和作物种植提供参考依据。该研究对全国范围内类似条件下的其他矸石山的稳定性研究具有借鉴意义。