随着国民经济高速发展对矿产资源的强劲需求，采空区残存资源的安全开发已经成为行业关注的热点。大量民采空区的存在破坏了矿体的整体性，增加了这部分资源开发的难度。特别是存在于露天矿边坡中的民采空区，容易诱发滑坡、泥石流等地质灾害，不但影响矿山经济效益，而且时常危及矿区人员和设备的安全。如何在保证边坡稳定和生产安全的前提下，最大限度的回收利用边坡下伏残存矿产资源成为亟待解决的难题。论文以国内某大型露天铝土矿山边坡及民采空区为研究对象，以民采空区对边坡稳定性的影响为切入口，在综合分析国内外资料的基础上，通过现场调查、理论研究、数值分析等方法，开展了复杂民采空区残留矿体安全开采的边坡角优化研究，取得的主要研究成果如下：（1）通过对边坡岩体的现场踏勘，明确了边坡的主要节理组组成，利用RQD指标评价了边坡岩体质量为好；详细调查分析了临界边坡的民采空区赋存状态，探明了民采空区的分布规律。（2）在系统研究采空区边坡稳定性相关理论的基础上，探究了采空区边坡的变形破坏类型、运动机制，以及民采空区围岩应力分布规律，为后续研究奠定了理论基础。（3）在实测地表DTM模型的基础上，借助3DMINE软件建立了露天矿边坡三维地质模型，通过自编程序导入ANSYS中进行计算，系统研究了不同工况条件下，民采空区对边坡稳定性的影响。结果表明，民采空区走向、规模（长度、跨度）等因素与边坡稳定性密切相关，民采空区走向、跨度、长度对边坡最大主应力影响的敏感性顺序为：走向＞长度＞跨度。（4）结合某大型露天铝土矿山边坡工程，建立了内排土条件下的民采空区边坡的三维设计计算模型，在安全系数分别为1.5、1.3、1.1情况下，优化了民采空区端帮边坡的最大稳定坡角。结果表明：内排土能有效增加端帮边坡稳定性，提高端帮的最大稳定边坡角，提升资源回采率。