本文从我国露天煤矿现在应用较为普遍的半固定式破碎站半连续工艺的需求出发,综合运用露天采矿原理、系统安全评价、技术经济原理、数值分析和计算机软件技术等方法,通过调研收集资料、理论分析研究和现场的工程实践,对露天煤矿破碎机的选型、破碎站的移设以及采煤半固定式破碎站半连续工艺系统可靠性分析及应用等方面进行研究。首先,对破碎站的类别进行详细阐述确定了半固定式破碎站半连续工艺系统的研究目标。从矿山生产需要、物料条件、设备条件和社会因素4个方面分析影响破碎机选型的因素,按照必须满足的入料粒度、出料粒度、物料硬度、矿山生产能力等刚性条件建立初选模型,缩小选型范围。以单位生产成本最低为目标,基于模糊层次分析法原则,建立破碎机优化选型体系,并综合评价选型,确定最佳的破碎机型号。其次,根据破碎站破碎运输物料不同分为剥离半连续工艺和采煤半连续工艺,分别对影响布置位置选择的因素进行分析研究,量化各项影响指标,以总费用最小原则建立破碎站在不同位置下的函数关系式,以魏家峁露天矿生产条件为背景,结合MATLAB软件得出最优布置位置为1080 m水平。以费用相等原则和单位成本最小原则为基础建立移设步距优化模型并进行相互验证,从而确定了移设步距和移设周期,为矿山半固定式破碎站半连续工艺提供了科学合理的移设优化方法。最后,在详细分析采煤半连续工艺结构组成和发生故障的因素基础上,结合魏家峁露天矿生产系统,利用事故树分析法对各个环节分系统和总的采煤半固定式半连续系统建立对应的事故树,并通过定性和定量研究得出系统不可靠度为0.36。通过系统设计优化、设备维修优化和安全监控系统优化三方面进行提升可靠度研究,采用优化设置缓冲仓、采用并联冗余等方式提高系统的可靠性,并详细分析了矿山企业常用的并联冗余中串-并联和并-串联两种冗余方式对系统可靠度提升的增量的影响,结果表明并-串联冗余对系统可靠性的提高更有作用。论文通过魏家峁矿实例对所建立的模型和理论成果的实用性进行验证,研究成果对于促进我国露天煤矿半连续工艺系统发展具有积极意义。