本发明公开了一种废弃露天矿坑的综合利用系统和利用方法，在露天矿坑中部建设人工重力坝，将矿坑分隔成相邻的能量转化利用区和储油区；在人工重力坝内设排水管路、并且在人工重力坝一侧的能量转化利用区中合理集合布设水力发电设备以及抽水泵，利用势能发电、并可以利用抽水泵将电能再次转化为势能，从而实现了能量的转换和多种形式的储存；油罐存放在矿坑的人工重力坝一侧的储油区地表下的油罐安置地层，可以实现水油的交替快速输入存储与挤出，实现对露天矿坑的充分利用，减少了地面建设储油场所的投资与土地资源损失，同时提高储油系统的安全性。本发明所需的材料成本不高，可操作性好，且总体施工工程量不大、施工周期短，所需成本较低。