露天煤矿开采在我国扮演着极其重要的角色。由于边坡稳定性、合理剥采比及开采边界限制等原因,端帮下压覆大量滞留煤无法回收。端帮开采工艺的发展为滞留煤的回收提供了新的方法。端帮开采不需要单独地进行剥离或基建,其主要形式为通过远程操控端帮采煤机对暴露的滞留煤层进行打硐回采,硐室之间留设支撑煤柱。支撑煤柱参数设计对自身及边坡稳定性具有重要影响,是端帮开采安全、高效应用的前提。同时边坡参数也影响着支撑煤柱的稳定性,因此应阐明二者的互馈机制,协同优化设计二者参数。现阶段对于端帮开采条件下支撑煤柱失稳机理、边坡稳定性计算方法及二者互馈机制研究较少,一定程度上限制了我国端帮开采工艺的发展。为深入研究支撑煤柱与边坡稳定性的互馈机制,论文以霍林河北矿西端帮为工程地质背景,考虑了褐煤支撑煤柱蠕变特性及服务时间要求,提出了目标时间强度的概念,确立了抗剪强度参数随时间的变化规律;应用FLAC3D数值模拟,研究了边坡“三角载荷”条件下煤柱支承应力分布规律、与极限强度的相互关系、塑性区分布特征,揭示了支撑煤柱的失稳机理,设计了煤柱的留设宽度;通过相似材料模拟试验,分析了支撑煤柱的失稳演化规律,验证了极限采深条件下煤柱宽度设计的合理性;结合数值模拟及试验结果,建立了支撑煤柱承载模型,基于突变理论构建了尖点突变模型,推导出煤柱的失稳判据,提出了煤柱参数的设计方法;基于非贯通断续结构面理论,分析了端帮开采条件下边坡破坏模式、支撑煤柱随开采深度增加两侧屈服区宽度变化规律,提出了恰当的稳定性计算方法;研究并量化了端帮开采条件下支撑煤柱与边坡稳定性的相互影响,协同优化设计了支撑煤柱宽度与边坡形态。研究结果表明:对于浅埋煤层一定时间内,煤柱抗剪力学指标随时间增加呈指数函数关系衰减;端帮开采存在“端部效应”,支承应力峰值出现在最大采深工程位置前方,与煤柱宽度无关;煤柱倾向支承应力分布形态近似于“碗形”,极限强度随宽度增加而增大,当煤柱载荷超过其承载能力后,将发生渐进式剪切失稳破坏;支撑煤柱发生突变失稳的必要条件是两侧屈服区宽度2xp超过煤柱总宽度ws的0.88;端帮开采条件下,边坡潜在滑坡模式转变为以演化弱层为底界面的切层-顺层滑动,煤柱屈服区宽度受载荷影响大于目标时间强度影响,随采深增加,屈服区宽度逐渐增大,演化弱层力学参数逐渐减小;协同考虑支撑煤柱与边坡稳定性,确定霍林河北矿西端帮支撑煤柱留设宽度ws=5.9m,边坡角度θ=38°。论文有图124幅,表37个,参考文献125篇。