我国矿产资源的总体特征:单一矿种矿床较少,多为多种有用组份(组成成分)伴生于同一矿体中(可称为伴生矿床),或两种以上的矿种共生在同一地质建造中(可称为共生矿床);同一矿体或同一地区的矿床往往前后经历多次成矿的地质作用,增加了综合开采的难度,多资源露天开采在初步探索中,多数露天矿是以开采单一资源为主,开采其他资源不是主动规划与开采的,其主要原因是缺少相关理论与技术手段,因此,研究多资源共生矿床露天开采理论具有重要的意义。论文旨在建立多种资源赋存矿体开采的露天矿设计原理,露天矿设计中的主要参数包括:露天矿开采境界、矿石和矿岩生产能力和不同时期的生产剥采比等。这些参数是露天矿开采工艺、开采程序和开拓运输系统等主要技术决定的。论文以煤铝共生资源露天开采为例,从境界圈定、生产剥采比均衡以及露天开采矿山工程发展的基本原理入手,对煤铝共生资源的露天开采进行了深入研究,取得了以下成果:(1)分析了多资源露天开采的特点,给出了多种资源赋存矿床露天开采境界圈定的原则及方法,以煤铝共生资源为例,建立了露天开采总收益或主资源产量稳定为目标的露天开采境界优化步骤及方法;(2)给出了煤铝共生资源的定义,建立了基于三维地质模型软件的露天矿V-P曲线绘制方法和步骤,分析了煤铝共生露天矿生产剥采比对矿山生产的影响,确定了生产剥采比均衡的原则,建立了生产剥采比均衡方法,通过对共生资源露天矿生产剥采比的分析,针对伴生资源产量不确定性大的特点,提出了广义剥离物的概念,在此基础上建立了生产剥采比的数学模型并对其变化规律进行了系统地研究;建立了理想条件下生产剥采比的数学模型并对其变化规律进行了剖析;(3)根据单一资源露天开采矿山工程发展的基本原理,建立了煤铝共生露天开采矿山发展速度的基本模型,给出煤铝共生露天开采矿山生产能力确定方法。(4)露天矿生产剥采比不均衡会造成矿山生产和设备数量的波动,改变传统的剥采比计算机实现的方法,创造性的提出了开采矩阵与开采约束矩阵的概念,通过对埋藏较深资源的开采时间延迟来调整开采矩阵,使得开采矩阵满足开采约束矩阵的约束,即开采过程中满足矿物与岩石在空间上的支托关系。(5)通过贺家圪台矿区实例研究表明,根据地质数据,利用3DMine软件建立矿区的地质模型,得到了开采矩阵,铝矿至少需要推迟9年开采,才能使整个矿山开采过程中铝土矿与煤矿的产量保持稳定。通过实例研究验证了研究内容、方法和结果的正确性和有效性,论文对煤铝共生资源的露天开采方法与理论进行了初步探讨,对于丰富和发展露天开采计理论与实际应用具有重要意义。