中國已發現的規模最大、保存最完整的古代礦冶遺址。遺址在湖北省大冶縣境內，南北長約2公裡，東西寬約1公裡，遺留的煉銅爐渣40萬噸以上，占地14萬平方米左右，推算累計產銅不少於8～12萬噸.1973年開始發掘和研究，發掘出地下采區7處，採礦井巷近400條，古冶煉場3處，發現瞭一批煉銅爐。出土有用於採掘、裝載、提升、排水、照明等的銅、鐵、木、竹、石制的多種生產工具以及陶器、銅錠、銅兵器等遺物。遺址的年代，經14C測測定，至遲始於西周末年，經春秋、戰國時期延續到漢代。遺址也發現有隋唐時期的文化遺物和宋代的冶煉場。就遺跡考察，古代探礦方法，多采用淺井工程和重砂測量。重砂測量工具的形狀與近代相似，為船形、元寶形等大小不一的淘砂盤（圖1）。
圖1 船形木盤
銅綠山的古代地下開采早期，井巷掘進過程基本上就是采礦過程。到戰國晚期，開拓、采掘、回采等步驟才漸趨明顯。與之相應的是井筒支護、分級提升、排水、選別、充填采礦等工藝相繼出現和完善。
井巷開拓和支護 由露天開采轉入坑采之初，開采規模小、勞動效率低，表現在井小、巷短、井多、巷少。到春秋晚期，開采系統則已相當完整。戰國至西漢時期地下開采深度已達60餘米，並延伸到潛水面以下23米（圖2）。
圖2 戰國至西漢時期的礦井和巷道
銅綠山古礦區的地下開采系統的發展大致為：地表（最大洪水位以上）或露天采場底（潛水面以上）─→立井（群井）或斜井─→盲立井或平巷與盲斜井─→平巷（或組成采場）。
立井 (包括盲立井)斷面一般為正方形，少數為矩形。西周時期立井的凈斷面為500×500毫米2左右。井壁為木支護，方框支架間隔排列，間距在400毫米左右。井框為榫卯套接方式，井框與圍巖間楔有一層木板，用來圍護井筒四壁。到戰國時期完全采用經過加工的方木（或圓木）密集式垛盤支護，井口凈斷面最大者達1.3×1.3（米），接頭為單平面親口接榫，加工整齊，尺寸劃一，架設後穩固持久，同近代的木結構井架相似。
斜井 （包括盲斜井）西周、春秋時期的斜井為普通型式的斜井，其支護結構與同期立井的支護結構一樣。戰國時期發展到階梯式斜井，由凈斷面900×900毫米2的“馬頭門”和900×1000毫米2的短巷組成。支護方式有兩種：一種井框支架垂直於斜井的底板，一種井框支架沿鉛直方向敷設，後者較多。兩種支護方式表明當時對斜井的支護已有瞭多方面的經驗。
平巷 西周、春秋時期的平巷支護與同期立井的支護結構相同。春秋時期平巷的凈斷面一般為800×1000毫米2。戰國至西漢時期的平巷斷面較大(凈斷面最大者為1600×1950毫米2)，距離較長，人可以直立行走（圖3）。與平巷相通的立井底部均設馬頭門結構。戰國至西漢時期的馬頭門高度一般為平巷凈高的一倍。
圖3 平巷支架方式
采掘工具 有石、木和金屬工具。西周至春秋時期的金屬工具為銅制，戰國以後為鐵制。出土的工具有石錘，木制的鏟（鍬）、槌、耙，銅制的鑿、镢，鐵制的鑿、錘、鋤、斧、耙等（圖4）。
圖4 古礦使用的銅工具
地下采礦方法 同近代的支柱和支柱充填法基本相似。有五種具體方案：群井開采，後演變為方框支柱開采(分為單框豎分條開采──下向式，單層小方框開采──進路式），再演變為水平分層棚子支柱充填開采──上向式，此外還有橫撐支柱開采。
群井開采 用垂直井筒直接進行回采。井筒打入礦體，下掘井筒就是回采過程。掘進終瞭即開采完畢。在西周時期的發掘點內，有由48個立井組成的井群。
單框豎分條開采 由地表下掘一個或數個井筒，邊掘邊采邊支護，視礦體賦存情況，立井掘到一定深度後開挖平巷。為瞭追蹤富礦再下掘盲井。
單層小方框開采 在井底掘進平巷或斜巷，追蹤富礦，邊掘邊采邊支護，為獨頭巷道式開采，一般是進路式的開采方法。
水平分層棚子支柱充填開采 采區分成若幹水平分層，自下而上開采，分層隨回采的推進而用密集棚子來支撐。支柱與充填配合使用，采空區用手選出的廢石（夾石等）和低品位的銅礦石局部或全部充填。上下層支護的關系是下層棚子的頂梁即上層棚子的底梁，下層棚子的底梁敷設在底板的溝槽中。戰國至西漢的支護中，下層棚子的斷面比上層棚子的斷面寬，增加瞭穩固性。
橫撐支柱開采 由地表下掘立井進入富礦帶，再由井底向四周擴大，作上向梯段式回采。最大采幅約5米。采空區由水平撐木和撐木間的垂直頂木支撐，呈多個П型。借助П型結構，造成人工平臺，落礦、出礦、提升均在平臺上進行。
礦井提升和排水 礦井提升 出土的提升工具有木鉤、繩索、平衡石、轆轤軸等。戰國至西漢時期的木轆轤軸（圖5）長2500毫米、直徑260毫米，可以橫架在井口。軸木的兩端砍成軸頭，以便安放在井口兩側的支架上。出土的裝載工具為竹筐、竹簍和藤簍（圖6）。
圖5 戰國至西漢時期的木轆轤軸
圖6 裝礦石的竹筐
礦井排水 春秋時期的地下礦井就已經有比較完整的排水系統。水道有兩種：一種是利用廢棄的巷道或專設泄水巷道；另一種是貼平巷一側的背板鋪成排水木槽，彼此連接，置於地梁上。泄水巷道和木槽以一定的高差通向水倉或排水井，水由那裡提升到地面。用充填巷道的方法可以堵水和防水，減少匯水面積。
煉銅 從發掘的煉銅遺址看，銅綠山早在2700多年前已經采用鼓風豎爐煉銅（圖7）。
圖7 煉銅豎爐（爐旁為築爐工具，爐後為爐渣）
煉銅豎爐 春秋早期的煉銅豎爐由爐基、爐缸、爐身三部分組成，各個爐子結構相近，尺寸大體相同。經過研究復原，豎爐的外形為豎立的腰鼓形（圖8），高2.7米，最大直徑1.6米。為瞭適應高溫熔煉，豎爐的不同部位，配制不同的耐火材料，夯築而成。主要材料為紅色粘土、高嶺土、石英砂、火成巖碎屑、鐵礦粉、鐵礦粒、木炭粉等。
冶煉輔助設施 豎爐兩側壘土墩作工作臺。豎爐周圍有碎料臺、篩分場和泥池、渣坑等輔助設施。碎料臺中部留有石砧和石球（圖9）。石砧形狀一般近橢圓形；有的石砧周圍築有高嶺土臺面。石砧的大小不等，小的長45厘米，大的長70厘米。砧面經長期使用，均呈凹形。石球大小相近，直徑8厘米左右。石砧、石球是碎礦或碾磨築爐料的工具，質地堅硬（為花崗閃長巖）。可知古代已經將大塊礦石破碎、篩分出粒度均勻（一般為2～3厘米）的礦石，入爐冶煉。
圖9 碎礦用的石砧和石球
冶煉技術水平 ①原料和燃料。銅礦石主要采用品位較高的氧化礦，如孔雀石、矽孔雀石、赤銅礦等。燃料為木炭。②造渣和配料。爐渣均呈黑色的薄片狀，表面光滑，經化學檢驗，渣的酸度
合適，大多在1.0～1.3之間，成分穩定，渣中含銅大部分小於0.7％，熔點大多在1100～1200℃之間，比重為3.5～4.0，1280℃的粘度為0.2帕斯卡·秒，流動性良好。銅綠山古礦井中的銅礦石可分三類：即堿性礦石（含銅、二氧化矽低，含鐵高）；酸性礦石（含銅、二氧化矽高，含鐵低）；富銅礦石（主要是孔雀石）。然而，用其中任何一種礦石單獨冶煉都不能得到古代煉渣的成分，說明當時已掌握瞭配料技術，用不同種類的礦石相互搭配。③銅錠成分。古代遺留的銅錠和粗銅一般含銅量94％左右，含鐵量小於5.4％。(見彩圖)
銅綠山漢代銅礦遺址出土的鐵工具
湖北黃石市博物館
世界罕見的古代銅礦采區——湖北銅綠山礦冶遺址
湖北黃石市博物館
圖10 煉渣
圖11 古代銅錠