在生活中，人们对同一个问题往往会提出多种解决方案，并通过多方面的论证，权衡利弊，从中提取最佳方案。最优化方法就是专门研究从多个可能方案中科学合理地选择一个最好的方案以达到最优目标的方法。用最优化方法解决最优化问题的技术称为最优化技术。作为最优化问题，一般要有三个要素：第一是目标；第二是方案即设计变量；第三是限制条件。最优化技术包含两方面的内容：一是建立数学模型，即用数学语言描述最优化问题，模型中的数学关系式应能准确反映最优化问题所要达到的目标和各种约束条件；二是数学求解，即数学模型建好以后选择合理的最优化方法进行求解［18］。

最优化理论和应用的研究，从20世纪40年代线性规划方法的问世至今，从应用数学角度发展的《最优化理论与算法》最早被应用到经济金融领域，现在已被广泛运用到经济建设的方方面面，已经从线性规划法、非线性规划法，发展到现在的退火法、遗传算法、模糊优化法、蚁群算法等等多种方法。

20世纪80年代以来，伴随着计算机技术的飞速发展，与最优化理论的发展相对应的计算软件也得到了高速发展，其中应用最广泛的最优化工具Matlab软件，不仅提供了包含大部分最优化算法的最优化工具箱（Tool box），覆盖了数学、统计、仿真、电子、生物信息学、金融、测试等各个方面，很方便选择调用。此外，Matlab软件还具有以下几种优点：一是高效的数值计算功能；二是完备的计算结果和编程可视化功能，这一点也是其他类似软件无可替代的；三是接近数学表达式的自然化“m语言”，Matlab软件就是一个编程开发环境，自带的“m语言”简单易用，有编程开发经验的人非常容易掌握，支持面向对象编程。

在边坡工程领域，如边坡治理设计中对抗滑桩间距［19－21］、锚固段长度［22］和抗滑桩截面的合理确定［23］等的研究均涉及到最优化问题，我国现行的部分国家和行业规范也把滑坡和边坡治理的锚索最优倾角如何确定的研究成果以推荐公式的形式予以规定［24－25］。实质上，边坡稳定性分析方法中应用最为广泛的极限平衡法，在运用过程中建立一种搜索策略来确定具有最小安全系数的滑动面（临界滑动面或在临界滑动场中确定临界滑动面）的过程本身就是优化过程。现在岩土工程和一般边坡工程中应用较广的理正边坡软件自动搜索滑面也是一种优化方法，但对于边坡高度较大、地质条件复杂的露天矿边坡的优化便显得难于胜任。(www.daowen.com)

露天矿边坡角优化的最终结果，仍然是以边坡稳定性为前提和控制条件的，因此，无论怎样优化，均与边坡稳定性评价是分不开的。矿山露采边坡的优化不外是露采矿山整体边坡角的优化和台阶坡面角的优化两方面。从发展历程来看，仍然有经验类比法、极限平衡法、数值分析法以及不确定分析法［7］。由于露采矿山边坡特征的特殊性，必然导致通过类比、经验进行设计的不准确性，从而影响边坡的稳定效果或经济效益。而目前对于露采矿山边坡开挖坡角的优化研究甚少，边坡优化设计主要局限于方案比选方面［26－32］以及像上述提及的具体边坡的加固优化设计等方面，并且优化要么偏重于稳定性，要么偏重于经济剥采比方面，特别是对于具有普遍适用性和简易性的边坡稳定性评价与最优开挖坡角的系统研究并不多见。李云等［33］在用经验法给定露天边坡角初值的基础上，利用有限元强度折减法来计算边坡潜在滑动面的位置，再运用极限平衡分析法计算不同边坡角度下的安全系数，作为确定安全稳定的边坡角的依据具有一定的合理性和实用性，但该方法主要局限于完整岩体边坡。胡斌等［7］采用有限差分软件Flac3D对边坡的多种指标进行对比分析（据经验预设多个坡角），然后利用国际通行的岩土工程软件Slide验算得到其稳定性系数的方法对于露天矿边坡角优化设计是一条合理和有效的途径，并给出了边坡角优化设计流程图，但主要重视对边坡的终了坡角进行优化，虽然能确保边坡整体稳定，但对剥离量来说并不一定是最小的。刘强等［34－36］在对整体边坡稳定条件下的台阶坡面角优化具有一定的创新性，对减少剥离量提高矿山经济效益方面效果明显。李景等［6］重视露采边坡结构面，根据边坡岩体结构分带特征分别利用数值模拟结合极限平衡法分别计算局部边坡和整体边坡的稳定性，再采用线性规划理论确定最优坡角组合具有明显的实用性和创新性，但是台阶坡面角与整体坡角采用同样的安全系数，仍然存在台阶边坡不够优化的地方，况且，边坡角与稳定系数之间也不一定是线性关系。现行的《非煤露天矿边坡工程技术规范》［37］等规范在对露天矿山边坡稳定性评价时也只是要求确定最优边坡角，没有要求和说明如何确定的边坡角为最优边坡角，而此类问题的解决对于露天矿边坡工程的现实意义是显而易见的。

总的说来，露采矿山边坡整体坡角的确定，是保证矿山安全开采的前提；台阶坡面角的优化以及不同安全平台和清扫平台的组合优化，对减少露采矿山剥离量，提高矿山经济效益效果明显。