本文以露天煤矿边坡地质环境和变形观测数据分析为基础,强调定性与定量因素综合集成作用,综合应用多种预测方法开展边坡变形预测研究。在定性地进行稳定性分析方面,提出露天煤矿边坡相对危险区域概念和相对危险程度评价法,危险区域圈定和潜在滑坡体识别的方法,综合应用这些方法从宏观角度定性地掌握露天矿边坡稳定性和变形破坏的状态,为边坡重点监测和滑坡研究指出方向。根据蠕动变形原理,结合露天矿边坡蠕动变形实际,提出“雨季型加速蠕变阶段”概念,准确地评价了云南省布沼坝露天煤矿边坡破坏变形现状,丰富和发展了蠕动变形理论。对露天煤矿的变形监测方案进行优化设计,对边坡地表和地下钻孔变形进行动态变化特点与趋势分析。采用数值模拟的方法对边坡变形机理和规律进行了研究。建立了变形预测的多项式移动拟合模型、基于残差方差最小原则的ARMA模型、最佳维数灰色模型和神经网络模型。在单项预测模型研究基础上,进行了模型组合、监测线整体变形预测、边坡三维实体变形预测和边坡变形长期预测综合研究。基于布沼坝露天煤矿边坡滑移变形历史数据对相关模型进行了综合实证研究,取得了与实际变形情况较好的一致性。本文的研究成果为众多露天煤矿的开采设计、边坡控制和治理及安全评价提供了科学依据。