目前,受煤矿开采活动影响边坡的变形监测逐步由单点测量模式向面式测量模式进行过渡。三维激光扫描技术正是面式测量模式中最高效的一种,但其在边坡变形监测中的应用仍然停留在点、线等层面。这种以点(线)代面的变形提取方式存在局限性和片面性,而且没有充分利用三维激光扫描技术获取的海量边坡点云数据。此外,在煤矿开采沉陷相关的研究中,平原地带地表移动变形预测的研究在我国较为成熟。而丘陵地区在受到开采活动影响下,边坡变形预测的研究相对较少。因此,本文采用三维激光扫描技术结合数值模拟的手段对受煤矿开采活动影响的边坡变形进行预测研究。主要工作如下:(1)在边坡点云预处理方面,提出改进的移动曲面拟合滤波算法。在分析移动曲面拟合滤波算法的优缺点后,针对移动曲面拟合滤波算法在处理包含低位粗差的点云时,曲面拟合结果受低位粗差影响导致滤波效果受限,以及原算法窗口大小、阈值选择困难的问题,本文提出利用RANSAC对移动曲面拟合算法进行改进。实验结果表明,改进后的算法能有效减弱低位粗差存在的影响,且算法受窗口大小、阈值选择的影响较小、滤波效果更好。(2)在边坡变形提取方面,采用多级迭代最近点算法进行边坡变形提取。在有限元分析中,非刚体变换可离散化表达为各个局部单元发生刚体变换后的结果。本文在这种理想化表达的基础上提出多级迭代最近点算法对边坡变形进行提取,并设计仿真实验与对比实验。实验结果表明,多级迭代最近点算法可以准确对边坡变形值进行解算,其中垂直方向的变形值解算精度高于水平方向的变形值解算精度。(3)构建受采动影响边坡稳定性数值计算预测模型,并对后续工作面开采引起的边坡稳定性变化进行预测。以山西省吕梁市某矿区开采活动影响范围内的边坡稳定性预测作为实例。基于三维激光扫描监测成果优化数值模型参数,利用概率积分法计算确定数值模型底部边界条件,从而构建采动影响边坡稳定性数值计算预测模型。构建边坡预测模型后,对201工作面及202工作面开采时边坡稳定性进行预测。结果表明,在201工作面和202工作面的开采过程中,边坡稳定性降低不明显,边坡处于稳定或基本稳定状态。