随着我国经济建设的不断向前发展,煤炭开采业也得到了突飞猛进的进步。据国家统计局统计,2012年我国原煤产量已经达到36.5亿吨的历史最高峰。伴随着煤炭行业的发展,许多因采煤而引发的生态环境问题也愈发显现出来。针对这些亟需解决的问题,目前国家也出台了一些政策法规要求矿区进行土地复垦和生态修复。然而,环境污染治理和采后土地复垦都属于“末端治理”措施,是被动为之的,而且一些因采煤造成的破坏是不可恢复的。“源头减量”的理念是指减少生产和消费过程投入端的自然资源消耗,一方面降低资源获取过程对生态环境的破坏,另一方面减少生产、消费过程中的废弃物排放对环境的损害。这一理念又引出了“为环境而设计”的新的设计模式,强调在设计阶段就充分考虑最大可能地降低环境冲击。迄今为止,我国在露天煤矿的开采设计中,把对环境的破坏与冲击认为是项目必然要带来的外部不经济性。本文作者认为,在设计阶段就应该将煤炭开采给环境带来的冲击与破坏定量计量为环境生态成本,并且将这部分成本内生化到开采成本中。这样设计方法可以有效的限制产能的无节制膨胀,从源头上降低煤炭开采对生态环境的破坏与冲击。为了研究环境成本对露天煤矿设计的影响,本文依次阐述了煤层及地表模型的构建理论与算法；基于模型产生最大候选境界、候选境界序列的算法；以及在候选境界内优化开采计划的理论与算法。较完整地构建了符合“源头减量”理念的露天煤矿境界优化设计方法。为了明确地计量露天煤矿开采对环境生态的冲击大小,定量地计算出环境生态成本。本文基于草地生态系统的服务功能,根据可获得的数据,初步构建了露天煤矿的生态成本估算模型,包括了露天煤矿能耗成本、复垦成本、直接经济价值损失以及外部生态成本的详细计算。应用基于文中相关算法和模型开发的CoalMiner软件,对内蒙古某露天煤矿的最终境界进行优化设计。根据露天煤矿地质资料构建了煤层及地表柱状模型,基于模型产生了15个由小到大的候选境界。然后分别对每一个候选境界优化开采计划以及计算生态成本,得到了每一个候选境界“环境成本内生化”后的开采利润总现值。通过比较分析,最终得到了环境成本内生化后的最优最终境界。