矿产资源开采是通过人工或机械手段对于有利用价值的天然矿物资源进行采掘、挖出的一种人类活动。人类掏空地下资源就是人类对矿产资源的开采行为。

一、采矿方式

矿产资源开采一般是指固体的金属与非金属（包括煤矿）矿床的开采，根据矿床埋藏深度和经济技术合理性，矿产资源开采分为露天开采和地下开采两种方式。接近地表和埋藏较浅的矿床部分采用露天开采方式，深部矿床采用地下开采方式。能源矿中的油气矿产、可溶岩矿产（如岩盐）、卤水矿产开采主要采用钻井方式获取地下矿产资源，属于液体矿产的开采方式。

二、采矿方法1、露天采矿

露天开采是利用机械采掘设备，在敞开的条件下，以山坡或凹陷露天开采方式，逐个台阶地向下挖掘、剥离岩石和采出有用的矿物的一种采矿方法。

2、地下采矿

地下开采是当矿床埋藏地表以下较深，采用露天开采会使剥离系数过高，必须开凿由地表通往矿体的巷道（如竖井、斜井、斜坡道、平巷等）的一种采矿方法。

地下采矿方法分类繁多，常用的以地压管理方法为依据，分为三大类：①自然支护采矿法，②人工支护采矿法，③崩落采矿法（就是允许引发地面塌陷）。

3、钻井抽取

按照液体矿产的开采方式——钻井方式获取地下矿产资源，主要是利用矿层的自身压力，自然流出或喷出；矿层压力不足，需通过人工采取一定的手段，抽出液体矿产。

三、世界最大矿山1、露天采矿

（1）最大煤矿

中国神府 - 东胜煤田，位于陕西省西北部和内蒙古自治区南部，是鄂尔多斯盆地腹地的一个连续煤田。面积 22860 平方千米 ，预测储量 6690 亿吨，探明储量 2300 亿吨，埋藏浅，开采深度小于 300 米。属于世界级大型煤田。

内蒙的胜利煤田东二号露天煤矿采区储量达 53 亿吨，是国内单个煤田储量最大煤矿，煤层最厚达 320.65 米，是世界煤炭开发史上发现的最厚煤层，开采深度最深达 623 米，创露天煤矿开采深度世界之最（见图 1）。目前在建的二期工程年生产规模为 3000 万吨，是国内最大的露天矿，远期生产规模为年产 6000 万吨，届时将成为世界最大的露天煤矿。

美国东部的阿巴拉契亚煤田是全球最大的煤田，分布在美国东部的九个州内，从东北向西南方向延伸，总长度达到了 1200-1250 千米，宽度达到了 50-300 千米。更夸张的是，其煤炭厚度在 500-900 米，分布面积达 18 万平方千米、地质总储量 3107 亿吨，处于地下深度 900 米以上。因煤层埋藏浅，露天开采和地下开采的产量约各占 50%。地下开采 85%为平硐，其次为斜井，平均采深小于 100 米。煤田范围内的各矿山规模一般不大。

美国罗切斯特煤矿是目前世界上可开采量最大的露天煤矿，位于怀俄明州粉河盆地，可采煤炭超过 23 亿吨，也是世界上面积最大的煤田之一。煤炭的平均热量为每磅 8800 英热单位，而硫分含量低于 0.2%。煤炭层占据了 76.2 米地表层中的 18.3 米（见图 2），范围绵延 80.47 千米。矿区占地 258.9 平方千米，碳储量约为 30 亿吨。

（2）最大铁矿

世界最大的铁矿——巴西卡拉加斯铁矿，矿层风化厚度在 100-150 米，条带状磁铁矿氧化厚度最高达到 500 米，铁矿石储量 180 亿吨，平均品位 65.4%。是世界上最优质的铁矿石资源，是世界上铁矿分布最集中和最富的地区（见图 3）。矿山最初设计产能只有 3500 万吨 / 年，但是很快进行了扩产。2009 年产铁矿石 2.379 亿吨，又创下另外三个新的纪录：煤 540 万吨，铝土矿 1250 万吨，氧化铝 590 万吨。

辽宁省鞍山市东南方拥有亚洲最深的露天铁矿——大孤山铁矿，占地面积 10.6 平方千米，素有“十里铁山”之称。从 1916 年起，经历 100 多年后，大孤山从一座海拔 280 多米的高山，变成了如今 -222 米的巨大深坑（见图 4），足够塞下十几座能坐 9 万人的鸟巢体育场。岁月更替，大孤山累计输出铁矿石超过 2.44 亿吨。

（3）最大铜矿

美国宾汉峡谷铜矿—世界上最大的露天铜矿，坐落在美国犹他州盐湖城附近的奥克尔山脉，它是一个深度超 970 米，宽 4 千米，占地面积达 770 公顷的螺旋式矿坑，是全球最大的人造挖掘大坑（见图 5）。宾汉峡谷铜矿是美国一个古老的铜矿，它被发现于 1863 年，最早的开采工作始于 1906 年，距今已经有 110 多年的开采历史，一共开采出约 60 亿吨矿石，矿山进入即将关闭时期。

智利北部的埃斯康迪达铜矿 1990 年开始采矿，年产量世界铜矿第一。2007 年产铜达到 150 万吨，价值 100 多亿美元，占全球铜产量近十分之一。2012 年初通过加密钻探，查明仅原生硫化物矿石储量为 49.7 亿吨，铜品位 0.71%。总计铜资源量达到 8000 万吨，较此前估计的增长 17%。截至 2016 年，共开采、淋滤和浮选了 20 多亿吨矿石，产出铜 2000 多万吨。从产量看，埃斯康迪达是世界最大铜矿山。见图 6。

2、地下矿山

（1）地下铁矿

A、基律纳铁矿

瑞典北部的基律纳铁矿，深入北极圈内 200km，以产高品位铁矿石著名，铁矿蕴藏量约 18 亿 t，已探明的矿石保有储量为 5.98 亿 t。是世界上最大的地下矿山之一，是具有 100 多年开采历史的老矿，1910 年开始进行大量露天开采，1960 年开始地下开采，1962 年 10 月露天开采结束（露天底标高 230m），全部转入地下开采。采用高分段无底柱崩落法采矿，设计原矿年生产能力为 2200 万 t，实际年生产能力 3500--4000 万 t。矿体长约 4500m；厚度从几米到 150m，平均厚度约 80m，矿体埋藏深度约 2000m。原矿品位 55%—72%，矿石主要为细粒磁铁矿，并带有不同含量的细粒磷灰石。矿体倾角 50 到 70 度，下盘为强度良好的正长斑岩，上盘为石英斑岩。矿石的单轴抗压强度，根据磷灰石含量多少，变化幅度为 115-190 MPa。围岩的单轴抗压强度为 90-430 MPa。

目前已开采至深度 775m～1045m 水平，由于基律纳铁矿采用无底柱分段崩落法进行回采，矿体又倾向基律纳市区，随着矿山开采深度的增加，未来基律纳市大部分建构筑物将因地表塌陷而被迫搬迁。

B、梅山铁矿

中国最大的地下开采金属矿山——南京西南的梅山铁矿，矿床只有几十米的覆盖层，下面都是品位不等的铁矿石。相对较浅的作业面是在标高－198 米，上部矿石基本上被回采挖空。最深的作业面在标高－330 米左右，很快会把作业面拓展到标高－400 米。地下采空区处理方式是依据采矿设计，进行逐步回采放顶冒落，促使地面自然塌陷（见图 7）。采取了既不影响开采施工，又使得自然塌陷过程井然有序的方式。整个梅山主要矿脉大概有 1 个多平方千米，深度在 500 米左右。在所有铁矿石开采完毕后，整个开采区将塌陷成一个天坑式的洞穴，可能形成一个最深处约 400 米、面积在 2 平方千米左右的湖泊。

（2）地下煤矿

大柳塔煤矿位于陕西省神木县，世界级规模的特大型煤矿，井田面积 189.9 平方千米，煤炭地质储量 23.2 亿吨，可采储量 15.3 亿吨，核定年生产能力 3300 万吨。适合全部垮落法顶板管理和机械化长壁式大强度开采，有 3 层可采煤层，平均厚度 4~6m，目前开采深度 160 米左右。

由于矿区位于黄土高原地带和毛乌素沙地边缘，干旱缺水，采取对井下采空区封闭和加固处理方式，蓄积和净化井下渗水和污水，并且建设成功多个单体地下水库，随后在神东煤炭集团所属 15 座煤矿推广，建成地下水库 32 座，总储水量 3000 多万立方米，提供了矿区 95%的生产和生活用水，还用于地面绿化用水，改善了矿区生态环境。

（3）地下铜矿

智利埃尔特尼恩特铜矿位于智利中部，属斑岩型铜矿。主要矿体长 1500 米，宽 300-800 米。主要矿物是黄铜矿（占 70%）、辉铜矿（占 20%）、斑铜矿（占 5%）及少量辉钼矿。可靠矿石储量 60 亿吨，含铜 0.86%，铜金属量约 5000 万吨。目前尚有矿石储量 25 亿吨，铜品位 0.86%，铜金属量约 2100 万吨。

矿山自下向上开采，无需人工作业，全部为机械自动化操作，日德技术，全自动装矿，自动手臂击碎，电脑控制。最早采用留矿回采法和矿柱崩落法，即使在海拔 2369 米以上的矿段也采用空场采矿法。从 1940 年开始，采用矿块崩落法。这些方法用于上部矿体开采，这些地方矿石裂隙多，容易崩落，矿块均匀且小于 1 米，无须再使用机械破碎和装运。

（4）地下金矿

南非兰德金矿，为世界上最大的金矿区。该矿是 1866 年发见的，已开出黄金达 3.5 万吨，现在尚有储量 1.8 万吨，仍占全世界黄金总储量的 52%，该矿 1970 年产金达 1000 吨，为历史最高年产量，以后一直保持年产 650-700 吨之间，均占世界黄金产量的一半。该矿的储量和产量均居世界第一位，是名符其实的世界最大金矿。该矿含金品位之高也是世界罕见的，开采至仍保持有 7-20 克 / 吨，平均 10 克 / 吨（见图 8）。

兰德金矿赋存于含金砾岩层中，处于南北长 400 千米的兰德盆地周边地区，金矿带总长 480 千米，含矿面积 2.07 万平方千米，最大的一条主矿带长 190 千米。含矿层厚达 100 多米，有 200 多层含矿层，主矿层 10 层，厚 0.15-1.14 米。目前开采深度已达 3600 米，含金变化不大，比较稳定，沿走向开采长度达 70 千米，顺倾斜方向开采深达 8 千米。

3、钻井开采

沙特阿拉伯的加瓦尔油田，是世界上探明储量最大的油田，已探明的石油可采储量为 114.8 亿吨，天然气储量 9240 亿立方米，开采深度 2200 米，油田面积为 3264 平方千米。

石油开采方式有自喷采油和机械采油。自喷采油是利用地下含油层压力，就可以使原油从井口喷出的采油方式。机械采油则是利用各种类型的泵把原油从井中抽出，一般采用注水、热力采油、稀释、乳化降粘方式开采。开采工艺对环境影响不大。

四、矿山世界之最影响分析

上述列举那么多矿山世界之最实例，就是要说明在人类采矿极端情况下对地球表面的影响程度。最大规模的露天矿当属中国的神府 - 东胜煤田，面积 22860 平方千米 ，预测储量 6690 亿吨，探明储量 2300 亿吨，采矿深度小于 300 米。规模最大的地下矿山当属南非兰德金矿，约有 50 多亿吨岩金矿石量，含矿面积 2.07 万平方千米，开采深度已达 3600 米，顺倾斜方向开采深达 8 千米。

人类把地下资源（金属矿和能源矿）慢慢掏空了以后，对地质环境的影响参照人类极端采矿行为可见一斑。世界上的全部矿山采矿影响范围在地球表面上也仅仅是局部范围，所占地表范围很小，不可能地表大范围处处是矿山，即使露天矿山地面全部采空和地下矿山采矿地表全部塌陷，极端情况下形成大范围人造湖（相当于或小于俄罗斯贝加尔湖最深处达 1637 米的世界第一深湖，该湖面积为 3.15 万平方千米，总容积 23.6 万亿立方米）和迫使城市搬迁，都是可预见可预防的，对地球的影响也如同蚍蜉撼树，不足为虑。与大地震、海啸、洪水等自然灾害相比，也是小巫见大巫了。

地球表面可检测到的、公认的岩石年龄 40 多亿年，按照物质不灭定律，即使在 40 多亿年前的地球也是客观存在的，至于以何种形式存在当属另外的问题去研究，只是要说明的问题是，自然界的力量是无穷的、巨大的，绝不会因为人类采矿会影响地球运转和自然发展，人类也是充满了智慧，随着社会进步也会有大量的矿产替代品出现，人类只会顺应自然、改造自然，为人类服务，任何人为活动试图阻挡地球的自然发展都是徒劳的。