平庄西露天矿始建于1958年,位于赤峰地区东南部边陲,作为我国第1座自主设计和建造的露天煤矿,现已形成东西走向长约4.5km,南北倾向宽约1.5km的山坡凹陷形露天采场。由于历经近半个世纪的高强度矿产资源开采,导致了露天矿边坡不稳定,曾发生过规模尺度不同的坡面溜坍、小型崩塌及边坡滑坡等地质灾害,据记载自建矿以来共发生滑坡70余次,其中顶帮滑坡占据滑坡事故总数的一半之多,据统计岩石、岩屑以及表土的累积危岩落石总量超出420万m3。平庄西露天矿于2013年4月17日再度发生滑坡,经工程地质勘察,滑体方位投影面积约9.4万m2,平均厚度约35m,体积约279万m3,属深层岩质巨型滑坡。此次顶帮滑坡虽未造成露天矿人员伤亡,但在既有破坏阶段和局部再破坏阶段维持了较为持久的相对稳定阶段,变形缓慢,无明显的宏观形变征兆;比照经典三阶段变化模型,各阶段间的过渡性不明显,属突发性滑坡,这类滑坡具有的突发性特征使得滑坡预警及时间预报模型需要更为有针对性的提前发出预警信号,也使得建立针对加速阶段时间非常短的预测预警模型成为难点。论文依托“平庄西露天矿4.17滑坡区滑体整饬及边坡整治优化方案”和“露天煤矿顺倾软岩边坡失稳时空演化机制与稳定性计算方法”,以平庄西露天4.17滑坡案例为研究基础进行滑坡基本特征和演化过程分析、以及此类型的滑坡预警及破坏时间预测研究。本文首先采用工程勘察、滑坡特征调查测绘、滑坡动态变形监测等几种综合勘察技术,查清平庄西露天矿所在地段的环境工程地质条件,明确了滑坡的地貌构造、形状特征、周界发育分布范围及坡体结构地层层序,在阐述滑坡概况的基础上进一步明晰滑坡体地质构造。根据全方位变形监测结果分析破坏模式,搭建监测信息与滑坡成灾演化阶段之间的映射关系,并运用细观大变形数值计算方法模拟滑坡滑动的动态过程。其次,基于变形特征和监测结果提出判据并建立预警模型。最终,提出了针对平庄西露天矿4.17工程案例的滑坡时间预报方法。主要取得如下研究成果:（1）平庄西露天矿顶帮滑坡区域地质环境条件研究。平庄西露天矿顶帮地势相对高差大,顶帮岩层倾向与边坡倾向方向相反,整体呈逆倾层状结构。平庄西露天矿顶帮大部被第四系覆盖,局部有新近系上新统玄武岩出露,下伏基岩为多种片麻岩混合的区域变质岩;顶帮逆倾边坡稳定性主要受辉绿岩顶板A、A4弱层控制,辉绿岩上方A4层软弱结构面和上部玄武岩岩体中节理裂隙面因剪切揉皱作用下而形成潜在滑动带。滑动带由A弱层、实测滑坡后壁及连续曲面圆弧3部分组成。滑移模式在滑坡主轴断面形态为典型的“折面滑坡”。岩体节理裂隙和软弱结构面较为发育。结合顶帮滑坡区域布置的27个监测点位移变化率,进行滑坡变形破坏成因机理研究的同时也为构建滑坡预警和滑坡时间预测模型提供验证基础。（2）平庄西露天矿4.17滑坡动态过程数值模拟。通过离散元数值模拟方法分析了 4.17滑坡案例滑动的破坏过程。在动力分析中,分别得到了破坏滑动过程中位移场分布云图、速度场分布云图和能量场分部云图。在滑动带附近明显生成带状高热量区,该区伴随着滑体滑动的过程不断的向坡底处扩展,热量随着滑坡的结束最终逐渐消退。在整个滑动过程中,边坡系统的重力势能在滑坡瞬时运动过程中将其转化为热能、动能和弹性势能;随着滑体向下运动的过程中,重力势能不断减小,动能逐渐增大;滑坡在加速阶段的动能是主要能量输入来源,而滑带摩擦热耗散了整个滑坡运动过程中的动能。（3）结合平庄西露天矿4.17滑坡动态变形监测所提供的定量数据,以滑坡动态监测样本路径中加速度a>0这一经典判据为理论基础,从随机过程视角对这一滑坡判据进行了新的刻画,基于马尔科夫链决策理论和系统聚类算法的分类思想,视滑坡过程中的位移速度演变为马尔科夫过程,运用聚类分析将GPS速度观测信号转换为状态信号,以研究位移速度状态转移概率为主体和位移变化率转换状态为客体的序贯决策过程为目标,提出了将系统聚类耦合加权马尔科夫链滑坡预警方法;针对现有滑坡预警理论与方法普遍存在的模型预测性能可信度较低、输出信源错误率高及发送预警信息延误性明显等问题,在兼顾应规避传递滑坡预警信息存在滞后性偏差的同时,还考虑了预警模型的提升信噪比能力及决策覆盖可信度水平等多方面的需求,提出了以预警区域敏感度、预警正确率与预测共识率为输出评估函数指标来检验滑坡预警模型的正确性和有效性。（4）通过分析平庄西露天4.17滑坡的形变时间曲线特征,提出以VMI模型为基础对位移变化率曲线进行定量分析,分别构造短期平滑过渡、长期平滑过渡以及指数平滑过渡三种滤波器模型对代表性监测点数据进行过滤分析;对比了强弱噪声影响下以及不同位移尺度下模型的精确性和实用性;最终建立分级预警。该论文中附有图63幅,表6个,参考文献254篇。