本文在分析研究应用理论的基础上，结合哈尔乌素露天煤矿现状、抛掷爆破—单斗卡车工艺在国内外应用状况，对哈尔乌素露天煤矿进行保持原生产能力30Mt/a的抛掷爆破—单斗卡车工艺技术改造关键技术研究。根据哈尔乌素岩体动态特性、可爆性等相关工程地质条件，经列线图解模式初步确定抛掷爆破参数后，采用抛掷爆破设计模拟分析软件，对哈尔乌素露天煤矿进行抛掷爆破设计模拟，以达到抛掷爆破孔网参数优化及优化后爆堆形态模拟的目的。根据孔网参数优化后的爆堆模拟形态分析，以及哈尔乌素露天煤矿开采技术条件及设备条件，对抛掷爆破—单斗卡车工艺系统的台阶高度、实体采宽、工作线长度等开采工艺参数进行设计。并对抛掷爆破后爆堆剥离方案进行技术经济比选，确定合理爆堆剥离方案。在保证运输线路互不交叉干扰的前提下，以最小运输距离为原则，并同时满足尽可能少的道路工程量要求，对不同运输系统方案进行技术经济优选，最终确定技术可行经济合理的坑内运输系统方案为：中间沟运煤、搭双桥内排运输系统方案。为保证煤能从有限的狭窄空间内顺利运出，研究煤台阶划分、采煤工作面布置方式及采煤作业方式。并根据抛掷爆破、爆堆剥离、采煤等工序的时空关系和衔接顺序，设置合理抛掷爆破—单斗卡车工艺系统开采程序。保证在哈尔乌素露天煤矿在单斗卡车工艺系统上实施抛掷爆破技术后，依然能维持煤炭生产能力的持续和稳定。通过分析计算抛掷爆破震动对周边建筑物安全及边坡稳定性影响，得出抛掷爆破各方位爆破震动允许的安全距离，指导安全生产。采用ansys边坡模拟分析软件对哈尔乌素露天煤矿抛掷爆破高台阶边坡可能存在的滑坡模式和滑坡机理进行了模拟分析，为安全生产的边坡安全预防提供工作指导。并采用Geo—slpoe岩土边坡模拟计算软件对抛掷爆破高台阶边坡安全系数进行计算，结果表明，按设计参数实施后，作为临时高陡边坡的抛掷爆破高台阶能保证在国家规范安全系数以内，能保证下部采煤工作面的安全生产。对哈尔乌素露天煤矿进行抛掷爆破—单斗卡车工艺技术改造进行技术经济指标评价，最终论证了其技术上可行性及经济上的合理性。