为预测青藏高原多年冻土区露天煤矿边坡地温变化，揭示多年冻土分布规律，指导寒区露天矿安全生产，以木里煤田聚乎更矿区露天矿边坡2011—2014年地温监测数据为基础，通过数据的统计与拟合，依据传热学理论建立研究区多年冻土地温预测模型，并利用邻区露天矿冻土地温监测结果与数值模拟对预测模型精度进行验证。研究结果表明：木里煤田聚乎更矿区露天矿边坡季节活动层厚度普遍在5.75～6.59 m,多年冻土下限在63.85～64.35 m,地温年变化深度在11.65～12.25 m;采矿揭露后，边坡表层原生多年冻土演化为3.85～5.65 m季节活动层；坡面季节活动层厚度较原生季节活动层厚度略薄，随着冻融循环周期的递增，其厚度逐渐接近原生厚度；冻土地温变化曲线与简谐波波形线接近。本文所提出的冻土地温预测模型可用于预测青藏高原多年冻土区边坡地温变化，研究结果可为寒区露天矿边坡稳定性研究提供技术支撑。

为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做防护器材,炮孔利用率提高20%以上;导爆管应提前泄压才能在高原环境下使用;采用药壶爆破实验评估炸药爆炸性能,结果显示乳化炸药的作功能力强于铵油炸药。得出适用于义海木里煤矿地区的冻土爆破参数:孔径为80～120mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取（4～5）m×（2.5～3.5）m,炸药单耗为0.28～0.3kg/m3,底盘抵抗线不宜超过2.8m,采用斜线起爆网路。

针对东北多年冻土区古莲河露天煤矿回填的问题,利用数值模拟方法,对露天煤矿回填后地温变化及影响因素进行分析。结果表明:影响地温恢复的主要因素是填土深度,其次是填土温度;气候变暖情景下,填土区地温呈现先降低后升高的趋势,起负影响的控制时间点是填土后50 a左右;填土对下覆及侧向区域的热影响随外界因素变化不大,影响范围在5 m内,影响时间在5 a内。其中,填土温度20℃、15℃、10℃及2℃,回填区地温可在27 a、21 a、16 a和10 a时恢复到0℃以下;回填深度2.6 m、10 m、20 m、30 m及40 m,填坑区域可在回填后1 a、9 a、27 a、65 a及114 a形成冻土;建立的统计回归模型与回填80 m数值分析结果吻合,验证了模型的可靠性;在此基础上,定量给出适宜回填施工作业季节和回填作业方式。

为分析露天煤矿矿坑回填对冻土恢复的影响,采用数值模拟方法,对一定初始温度条件和不同边界条件下露天开挖回填后的冻土恢复进行预测分析。分析结果表明:填土温度对回填后冻土恢复有很大的影响,当填土温度由+2.0℃降低为-2.0℃时,冻土的恢复速率明显加快,厚度明显增大;当填土表面温度为正温时,坑底内的冻土恢复较难;当填土表面温度为负温时,坑底内的冻土恢复速率以及冻土厚度均比正温时更快更厚;随着天然地表温度的降低,冻土恢复速率与冻土厚度也逐渐加快增厚。因而,应尽量选择冷季,并对回填土体作降温处理后再进行回填,以保证冻土快速恢复并保持稳定,这样更有利于矿区的生态环境恢复。