從敞露地表的採礦場采出有用礦物(見彩圖)。與地下開採比,其優點是資源利用充分、回採率高、貧化率低,適於使用大型機械,勞動生產率高,成本低,建礦快,產量大,勞動條件好,生產安全。隨著露天開採技術的發展,適於露天開採的範圍越來越擴大,可用於開採低品位礦床和某些地下開採過的殘礦。目前世界固體礦產總量中,約有2/3用露天開採。中國可供露天開採的礦產資源豐富。平朔、霍林河、伊敏河、準格爾、元寶山、昭通等地的煤田,鞍山、本溪、冀東、攀西等地區的鐵礦,德興、永平的銅礦,,以及其他化工、建築材料等,均有數以億噸計的儲量可供露天開采。

中、蘇、美、加四國礦產量露天開采百分比(%)

遼寧省大孤山鐵礦全景,已由山坡露天開采轉入凹陷露天開采

  露天開采是人類使用礦物最早出現的開采方式,最初是開采礦床的露頭和淺部富礦,19世紀末使用動力挖掘機以來,露天開采技術迅速發展,露天礦的規模越來越大。近代重大的成就有:①出現瞭大型剝離倒堆設備,機械鏟和索鬥鏟的最大鏟鬥容積(鬥容)已分別達到137.5m3168m3,最大的美國賓厄姆(Bingham)露天銅礦采剝總量曾達494242t/d。②以輪鬥鏟、鏈鬥鏟、帶式輸送機、排土橋和懸臂排土機等設備組成的連續開采工藝的應用范圍逐漸擴大,輪鬥鏟的理論生產能力高達240000m3/d,排土橋理論運輸能力高達25600m3/h,跨度272.5±13.5m,采高60m。(見彩圖)③完善瞭適應性較強的間斷開采工藝和設備,包括鉆孔直徑達380~444mm的大型高效率牙輪鉆機;可在現場混制廉價炸藥和防水炸藥的裝藥車;大區微差爆破和擠壓爆破技術;機械鏟、液壓鏟和前裝機的鬥容分別達22~34m3、22~30m3和23m3;電機車的自重達150t,牽引機組粘重360t,自翻車載重180t,自卸汽車載重154~318t;以及相應的推土機、移道機、平路機、鏟運機等。④發展瞭間斷挖掘設備配以移動式和半移動式破碎機與帶式輸送機構成的硬巖半連續生產工藝。破碎機能力達4000m3/h等。

露天礦生產的中心環節——電鏟采裝

露天礦輪鬥鏟在剝離軟巖表土

自卸汽車向露天礦溜井卸礦。用溜井下放礦石,可節約能源,減少運費

露天礦移動式破碎機

  露天開采需剝離大量土巖,以揭露礦體。剝離量與采礦量的比值稱剝采比,是衡量露天開采經濟效果的重要指標(單位是m3/m3m3/t)。最深的露天礦采深已達800m。根據地形,采場在上部境界封閉圈以上的部分稱山坡露天礦,封閉圈以下的部分稱凹陷露天礦。

  露天采場內的礦巖通常劃分為一定高度的分層,每個分層構成一個臺階,以進行剝離和采礦。生產過程由礦巖松碎、采裝、運輸和卸載(卸礦和排土)組成。較松散的礦巖可用不經破碎,直接用采裝設備挖掘。臺階開采時劃分為一定寬度的條帶,稱采掘帶。在采掘帶中,進行采掘作業的部分稱采掘工作面,具備采運條件的采掘帶稱工作線。具有正常采掘條件的臺階稱工作臺階。由若幹工作臺階組成的露天礦邊幫稱工作幫。為進行正常生產,工作臺階需有足夠的寬度,以佈置穿孔、爆破、采礦、運輸設備,構成工作平臺或工作平盤。工作幫假想平面和水平面的夾角稱工作幫坡角。不進行礦山作業的露天礦邊幫稱非工作幫。非工作幫上常設置供運輸用的運輸平臺、截攔塊石滾落的安全平臺和清掃滾落塊石的清掃平臺。非工作幫常是露天采場開采結束時的最終邊坡或最終邊幫。後者與地表的交線稱上部境界線。與露天礦底面的交線稱下部境界線。通過上部境界線和下部境界線的假想斜面和水平面的交角稱最終邊坡角。

  露天開采中的主要技術和管理問題有:①見露天開采境界;②露天礦邊坡穩定;③開采工藝;④開采程序(見露天采礦方法);⑤露天礦開拓(見礦床露天開拓);⑥疏幹排水(見礦山排水,礦床疏幹);⑦礦山環境保護,礦山土地復用;⑧露天開采生產調度。

  露天開采的各生產環節相互聯系,構成多環節的動態系統。為使系統整體最優化,目前的方向是應用電子計算機、運籌學和系統工程等,來研究上述技術和管理問題。