相较于平原地区,黄土沟谷区因其特有的地貌和岩性特征,由采煤引起的一系列地质问题和环境问题更为复杂,除地面塌陷、地裂缝、水土流失外,还可能诱发崩塌、滑坡等突发性地质灾害,给矿区的安全生产及人民群众的生命财产安全带来严重威胁。现场调查发现工作面的布置方式对黄土沟谷两侧斜坡的变形特征有着重要影响,研究不同工作面布置方式下黄土沟谷两侧斜坡的变形特征及失稳破坏机理可以为黄土沟谷区煤层开采时工作面的布置方式、开采方式的选取提供借鉴,同时也能为黄土沟谷区域地质灾害评价、采动斜坡变形破坏预测以及地表保护提供借鉴,减少人员和财产的损失。本文首先对缓倾煤层长壁式开采条件下采空区覆岩及斜坡的应力分布特征、变形特征进行总结分析,并对缓倾煤层采动影响下土质斜坡失稳破坏模式进行归纳总结。在上述分析的基础上,选取矿区内徐家沟及铁娄沟两处沟谷为研究对象,结合研究区地质条件与煤层开采条件使用Midas/GTS NX有限元数值模拟软件建立三维数值模型,通过模拟结果与现场调查斜坡变形特征的对比,验证数值模拟的可靠性。最后以徐家沟区域为原型通过改变工作面的布置方式建立多个三维模型,模拟不同工作面布置方式下斜坡的位移、应力、应变的变化情况,总结各种工作面布置方式下斜坡的变形特征及失稳破坏机理并对其变形程度进行对比分析。结果表明:(1)当工作面推进方向与沟谷走向平行时,若采空区位于斜坡后方,坡体受到向后的牵引力产生指向斜坡后方的位移,此时坡体稳定性较好,不易发生失稳破坏;若采空区位于斜坡下方,采空区上方斜坡的失稳破坏过程为上部坡体拉裂—中部坡体蠕动变形—上部坡体挤压下部坡体—坡体前缘剪切破坏—裂缝贯穿坡体—整体滑动,破坏模式为推移式滑坡;若采空区位于沟谷中间,采空区两侧斜坡的失稳破坏过程为下部坡体拉裂—下部坡体失稳破坏—下部坡体牵引上部坡体移动—上部坡体蠕动变形—整体滑动,破坏模式为牵引式滑坡。(2)当工作面推进方向与沟谷走向垂直时,坡向与工作面推进方向一致的斜坡的破坏模式为推移式滑坡,坡向与推进方向相反的斜坡的破坏模式为牵引式滑坡。当工作面推进方向与沟谷走向斜交时沟谷两侧斜坡的变形特征和工作面推进方向与沟谷走向垂直时基本一致。(3)当工作面跨过沟谷时,采动斜坡在临空面方向的最大变形值受到工作面推进方向与沟谷走向夹角的影响:夹角为0°即工作面推进方向与沟谷走向平行且工作面位于沟谷中间处时斜坡在临空面方向的最大变形值最大,随着工作面推进方向与沟谷走向夹角的增大斜坡在临空面方向的最大变形值逐渐减小,当工作面推进方向与沟谷走向垂直时斜坡在临空面方向的最大变形值最小。