黑岱沟露天煤矿5号煤为薄煤层属于局部可采煤层，处于主采煤层上部岩石抛掷爆破台阶之内，对5号煤进行开采会对下部6号主采煤层造成影响，为了保证6号煤顺利开采，需要对5号煤开采方案进行合理的设计和可行性评价。本文主要通过理论分析、数学建模来完成研究目标。首先，对前人在薄煤层开采方面的研究成果进行总结，并从地质资源条件的角度对5号煤开采可行性进行了分析。其次，在不考虑对主采煤层的影响的前提下，对5号煤开采可行工艺进行详细分析，通过选取评价指标，建立工艺评价数学模型，对可行工艺进行选择，最终推荐露天采矿机半连续工艺。再次，根据黑岱沟露天煤矿的地质资源条件及生产工艺现状，提出现开采条件下方案、5号煤下部岩石松动爆破-单斗-卡车剥离方案、5号煤下部岩石抛掷爆破-拉斗铲倒堆方案和5号煤下部岩石松动爆破-拉斗铲倒堆方案四种5号煤开采方案。通过对各方案进行技术可行性分析，认为在现开采条件下不宜开采5号煤；5号煤下部岩石松动爆破-单斗-卡车剥离方案对黑岱沟现行工艺改动太大，不推荐采用；其余两种方案在技术上均可行。通过技术、经济对比分析，推荐采用松动爆破-拉斗铲倒堆工艺对5号煤和6号煤之间岩石进行剥离。最后，确定露天采矿机开采5号煤的方法，包括露天采矿机的作业方式、作业程序、工作面参数、煤垄的堆积过程、运输系统布置等。之后对露天采矿机切削转子的工作特点进行了分析，从混入矸石与5号煤损失造成的经济损失的角度确定了露天采矿机的选采线位置，对5号煤分层选采进行了设计。