露天矿山未按设计开采的处罚依据主要涉及《中华人民共和国矿产资源法》及其配套法规，具体处罚依据和可能面临的法律后果如下：
行政处罚依据：
- 《中华人民共和国矿产资源法》第四十四条：该条款明确规定，违反本法规定，采取破坏性的开采方法开采矿产资源的，由县级以上人民政府地质矿产主管部门处以罚款，可以吊销采矿许可证；造成矿产资源严重破坏的，依照刑法有关规定对直接责任人员追究刑事责任。露天矿山未按设计开采，若被认定为采取破坏性的开采方法，将直接适用此条款进行处罚。
- 《中华人民共和国矿产资源法实施细则》第四十二条：该细则进一步细化了矿产资源法中的处罚规定，对于未按照开采设计开采矿产资源的，由县级以上人民政府地质矿产主管部门按照国务院地质矿产主管部门规定的权限，责令停止开采、赔偿损失，没收采出的矿产品和违法所得，可以并处罚款；拒不停止开采，造成矿产资源破坏的，依照刑法有关规定对直接责任人员追究刑事责任。
可能面临的法律后果：
- 罚款：根据违法情节的严重程度，县级以上人民政府地质矿产主管部门有权对露天矿山未按设计开采的行为处以罚款，罚款金额根据具体违法情况和相关法规确定。
- 没收违法所得和矿产品：对于通过未按设计开采获得的违法所得以及采出的矿产品，相关部门有权予以没收。
- 责令停止开采和赔偿损失：若露天矿山未按设计开采行为造成了矿产资源的破坏或其他损失，相关部门将责令其停止开采，并赔偿因此造成的损失。
- 吊销采矿许可证：在情节严重的情况下，如采取破坏性的开采方法或拒不停止开采造成矿产资源严重破坏的，相关部门有权吊销其采矿许可证。
- 刑事责任：若露天矿山未按设计开采行为构成犯罪，如非法采矿罪或破坏性采矿罪等，将依法追究直接责任人员的刑事责任。
实际操作中的考量因素：
- 违法情节的严重程度：相关部门在处罚时会综合考虑违法行为的持续时间、开采量、对矿产资源的破坏程度等因素。
- 整改情况：若露天矿山在接到整改通知后能够积极采取措施进行整改，并有效消除违法状态，相关部门在处罚时可能会酌情考虑从轻或减轻处罚。
- 配合调查情况：露天矿山在调查过程中的配合程度也会影响最终的处罚结果。若能够积极配合调查，提供相关证据和资料，有助于相关部门更准确地了解违法情况并作出合理的处罚决定。
建议：露天矿山应严格按照设计进行开采活动，确保开采方法的合理性和合法性。若因特殊原因需要变更开采设计，应及时向相关部门申请并获得批准。同时，加强内部管理，提高员工的法律意识和环保意识，避免因违法开采而面临严重的法律后果。如有任何疑问或需要进一步的法律帮助，请直接向我咨询。