拉斗铲倒堆工艺因其集采装、运输和排弃为一体,经济高效,成为国外露天煤矿应用较为广泛的开采工艺,我国特大型的黑岱沟露天煤矿使用大型拉斗铲倒堆工艺13年,取得了巨大的经济效益,推动了露天采矿事业的发展。但自2017年进入二采区后,受到煤层严重起伏及局部断陷带的影响,拉斗铲作业效率和设备可靠性不断下降,当前拉斗铲倒堆工艺已成为影响矿山正常发展的制约性因素。为此,本文以黑岱沟二采区为典型研究对象,从复杂地形条件下拉斗铲作业可行性及安全可靠性、倒堆作业方式、设备作业工作面参数及设备作业特点等关键性工程技术问题展开研究和分析,进而对三种可行的拉斗铲倒堆作业方式包括倒堆步骤、作业面参数设计、适用条件等进行技术和经济分析评价的基础上,确定第三种倒堆作业方式为优化方案,最后对优化作业方式的安全作业风险进行了分析,提出相应的预防措施。本研究在拉斗铲倒堆工艺优化设计和安全管理形成的技术成果,对黑岱沟露天煤矿生产技术改造具有积极的指导意义。该论文有图83幅,表26个,参考文献55篇。