煤炭作為我國的主體能源，在構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系中發(fā)揮著不可或缺的兜底保障作用?！笆奈濉睍r(shí)期是我國“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)的歷史交匯期，是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國新征程上的重要機(jī)遇期，煤炭行業(yè)也進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展攻堅(jiān)期。面對新形勢新要求，煤炭行業(yè)應(yīng)該將加強(qiáng)科技創(chuàng)新作為最緊迫的任務(wù)，強(qiáng)化基礎(chǔ)理論研究，加快原創(chuàng)技術(shù)、關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，解決“卡脖子”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，以科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

煤炭開發(fā)科技創(chuàng)新需求

　　經(jīng)過“十三五”期間不懈努力與快速發(fā)展，煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新能力大幅提升，關(guān)鍵核心技術(shù)持續(xù)突破，煤炭科技實(shí)現(xiàn)了從模仿到部分領(lǐng)域并跑、領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，取得了突出的成就。同時(shí)，我們也清醒地認(rèn)識到，面對新時(shí)代賦予煤炭行業(yè)的新定位和新要求，煤炭科技創(chuàng)新支撐行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的能力依然不足，在安全、綠色、智能、清潔、低碳、高效開發(fā)方面還存在發(fā)展不平衡、不充分的問題，亟待進(jìn)一步加強(qiáng)科技創(chuàng)新。

　　在智能化開采方面，一是地質(zhì)保障技術(shù)有待提升。在隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素精準(zhǔn)探測、智能探測、三維地質(zhì)透明化等方面還需要加強(qiáng)攻關(guān)；二是采掘運(yùn)智能化水平需要進(jìn)一步提高。煤礦智能化發(fā)展還處于初級階段，綜采設(shè)備群智能自適應(yīng)協(xié)同推進(jìn)、智能快速掘進(jìn)等關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備仍需要繼續(xù)攻關(guān)。

　　在綠色低碳開采方面，一是低生態(tài)損傷的煤礦綠色開采技術(shù)體系亟待完善。隨著煤炭開發(fā)重心向西部轉(zhuǎn)移，亟須針對西部生態(tài)脆弱區(qū)研究低損害開采與生態(tài)環(huán)境保護(hù)理論與技術(shù)，形成采動(dòng)損傷精準(zhǔn)監(jiān)測與感知、礦區(qū)生態(tài)健康預(yù)警與修復(fù)技術(shù)體系。二是煤炭與共伴生資源開發(fā)利用技術(shù)缺乏。煤與共伴生油氣資源、金屬與非金屬礦產(chǎn)資源等的協(xié)調(diào)開采理論與技術(shù)亟須加強(qiáng)研究，低濃度瓦斯未有效利用。

　　在安全開采方面，一是重大災(zāi)害智能監(jiān)控技術(shù)依然存在短板。煤與瓦斯突出、沖擊地壓等動(dòng)力災(zāi)害機(jī)理尚未取得突破，需要開發(fā)智能、精確、高效的災(zāi)害監(jiān)控、預(yù)測預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)裝備。二是煤礦粉塵危害預(yù)警與防護(hù)技術(shù)亟待提升。當(dāng)前，煤礦井下人員工作環(huán)境差、職業(yè)健康保障弱等問題依然比較突出，亟須突破采掘工作面呼吸性粉塵在線監(jiān)測、精確預(yù)警、控制與凈化等技術(shù)難題，以改善井下作業(yè)環(huán)境。

　　在煤炭洗選加工方面，存在洗選設(shè)備可靠性差、關(guān)鍵參數(shù)檢測儀表依賴進(jìn)口等問題，在精細(xì)化、信息化、智能化洗選加工方面短板明顯，亟須加強(qiáng)理論創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。

“十四五”煤炭開發(fā)科技創(chuàng)新重點(diǎn)任務(wù)

　　“十四五”期間，煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新應(yīng)依托現(xiàn)有的基礎(chǔ)和條件循序漸進(jìn)，拓展開發(fā)應(yīng)用安全、綠色、智能開發(fā)技術(shù)，進(jìn)一步提高煤炭開發(fā)利用全過程的綠色低碳水平，加速推進(jìn)煤炭行業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、高端化、低碳化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。“十四五”煤炭開發(fā)科技創(chuàng)新要突出“智能”“綠色”“安全”“健康”“低碳”特色。

　　具體到煤礦智能開采科技創(chuàng)新方面，一是研制智能實(shí)時(shí)隨機(jī)超前探測技術(shù)。研發(fā)基于隨掘、隨采、隨鉆的智能探測技術(shù)與裝備，開發(fā)物探、鉆探、化探為一體的礦山地質(zhì)綜合探測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)采掘工作面前方地質(zhì)體的動(dòng)態(tài)、智能、超前、精細(xì)探測，支撐“透明礦井”所要求的地質(zhì)保障體系建設(shè)。

　　二是研發(fā)快速智能掘進(jìn)成套技術(shù)裝備。研發(fā)井筒機(jī)械破巖智能建井技術(shù)與裝備；開發(fā)掘進(jìn)工作面圍巖穩(wěn)定性、可掘性、可鉆性及可錨性智能探測與實(shí)時(shí)感知技術(shù)；攻克掘進(jìn)機(jī)定位與導(dǎo)航、自動(dòng)化與智能化截割等核心關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)全斷面、掘支運(yùn)一體化快速掘進(jìn)成套裝備，大幅提高作業(yè)效率，減少作業(yè)人員。

　　三是推進(jìn)智能開采與煤機(jī)裝備研發(fā)應(yīng)用。在現(xiàn)有智能開采技術(shù)與裝備的基礎(chǔ)上，突破深部煤層、松軟破碎煤層、薄煤層、特厚煤層等復(fù)雜困難條件智能開采關(guān)鍵技術(shù)與裝備；攻克綜采設(shè)備精準(zhǔn)定位與導(dǎo)航、智能自適應(yīng)液壓支架、智能采煤機(jī)、煤礦井下機(jī)器人(9.020, -0.20, -2.17%)等關(guān)鍵技術(shù)；建設(shè)智能工廠，提高智能化煤機(jī)裝備的制造水平。

　　煤炭綠色開采與廢棄物資源化利用科技創(chuàng)新方面，一是攻關(guān)礦井水資源保護(hù)技術(shù)。開展煤炭開采應(yīng)力場—裂隙場—滲流場演化規(guī)律、導(dǎo)水通道精細(xì)探查與高效封堵防漏等技術(shù)裝備研發(fā)；突破煤水資源協(xié)調(diào)開采、生態(tài)脆弱礦區(qū)煤水智能調(diào)控開采等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦區(qū)地下水資源的有效保護(hù)與利用。

　　二是攻關(guān)充填開采與地表生態(tài)修復(fù)技術(shù)。開展充填開采巖層移動(dòng)規(guī)律與控制理論、充填工藝與材料、高效充填裝備研究；開發(fā)采空沉陷區(qū)精細(xì)治理與安全高效利用、礦山生態(tài)健康預(yù)警及生態(tài)修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)，顯著改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

　　三是研發(fā)關(guān)閉礦井資源再利用技術(shù)。開展關(guān)閉礦井水—?dú)狻獰岬荣Y源開采技術(shù)體系與利用模式、地下空間碳封存技術(shù)研究；研發(fā)關(guān)閉礦井環(huán)境污染動(dòng)態(tài)監(jiān)測與評價(jià)、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和土地復(fù)墾綜合治理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉礦井資源的有效再利用。

　　四是推進(jìn)煤礦廢棄物資源化利用。研發(fā)煤矸石、煤泥、粉煤灰高效利用技術(shù)，煤礦低濃度瓦斯、井下廢熱等低位熱能利用技術(shù)；開展煤火區(qū)滅火、地下煤火熱能利用及治理區(qū)綠色生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究。實(shí)現(xiàn)煤礦廢棄物、熱能的資源化利用。

　　煤礦重大災(zāi)害及粉塵防控科技創(chuàng)新方面，一是攻關(guān)深部圍巖控制關(guān)鍵技術(shù)。研究深部采動(dòng)巖石力學(xué)行為、深部高強(qiáng)度開采圍巖致災(zāi)機(jī)理；攻關(guān)深部強(qiáng)采動(dòng)圍巖大變形控制理論、沖擊地壓源頭防控理論；研發(fā)深部圍巖支護(hù)—改性—卸壓“三位一體”協(xié)同控制技術(shù)，為深部圍巖災(zāi)害控制提供有效手段。

　　二是研發(fā)災(zāi)害智能監(jiān)控預(yù)警技術(shù)及裝備。研制井下極端復(fù)雜環(huán)境下多功能、高精度、低功耗智能感知設(shè)備，開發(fā)多功能災(zāi)害智能探測機(jī)器人；研發(fā)井下海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)高效分析處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重大災(zāi)害事故風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)識別、預(yù)測與預(yù)警。

　　三是研發(fā)粉塵等職業(yè)危害防治技術(shù)及裝備。重點(diǎn)突破采掘工作面呼吸性粉塵濃度連續(xù)在線監(jiān)測、粉塵危害精確預(yù)警、粉塵控制與凈化等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)大容塵量和強(qiáng)耐濕性的送風(fēng)過濾式個(gè)體防護(hù)設(shè)備，顯著降低粉塵對井下工人的危害。

　　煤炭與共伴生資源綜合開發(fā)科技創(chuàng)新方面，一是攻關(guān)煤炭共伴生資源綜合開發(fā)技術(shù)。在精確探明煤系地層煤炭共伴生資源賦存條件的基礎(chǔ)上，開展多資源、立體化、綜合開發(fā)模式與技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)煤炭及共伴生資源的有效開發(fā)。

　　二是攻關(guān)煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)技術(shù)。開展煤系“三氣”（煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣）綜合開發(fā)技術(shù)，推進(jìn)煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)與瓦斯治理協(xié)同示范。

　　煤炭精準(zhǔn)智能洗選加工科技創(chuàng)新方面，一是研發(fā)煤炭精準(zhǔn)分選技術(shù)工藝及裝備。研發(fā)旋流場重介質(zhì)精準(zhǔn)分選、界面調(diào)控增強(qiáng)選擇性浮選、煤炭智能干選、煤泥水高效固液分離等關(guān)鍵技術(shù)與裝備，突破工藝參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量高精度在線檢測及預(yù)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有效分選礦物密度差別0.1克/立方厘米，煤炭產(chǎn)品灰分誤差±0.5%。

　　二是構(gòu)建智能化選煤技術(shù)體系。集中攻克一批基于精細(xì)化和智能化的煤炭分選加工共性關(guān)鍵技術(shù)，突破自適應(yīng)原煤性質(zhì)全流程智能控制、數(shù)字孿生運(yùn)維等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理智能化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化、生產(chǎn)模式柔性化。

　　開展煤礦智能綠色低碳開發(fā)示范試驗(yàn)方面，選擇不同層級、不同地區(qū)的典型煤礦/礦區(qū)，開展煤炭智能、綠色、低碳開發(fā)技術(shù)示范。重點(diǎn)開展智能化采掘、智能化災(zāi)害防控、智能化選煤示范，煤礦地下水、低濃度煤層氣、井下廢熱等利用示范，充填開采及大宗固廢資源化利用示范等一批示范工程，形成一批大型智能化高效露天開采示范礦井，智能綠色低碳井工示范礦井。

煤炭開發(fā)科技創(chuàng)新發(fā)展建議

　　建議一是強(qiáng)化基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。在國家能源局支持下，重組或新建煤炭智能開采、綠色充填開采、礦井重大災(zāi)害防控、智能洗選等一批國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺，為煤炭開發(fā)基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)提供研發(fā)平臺。加快重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研制，推動(dòng)行業(yè)優(yōu)勢技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)國際化。

　　二是推動(dòng)煤炭與新能源低碳融合發(fā)展。圍繞礦區(qū)生態(tài)修復(fù)+新能源、煤礦地面和地下資源立體開發(fā)等耦合協(xié)同發(fā)展模式，支持社會(huì)資本、企業(yè)資本等多元資本投資，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)聯(lián)合開展煤炭與新能源耦合前沿技術(shù)研究，提升煤炭與新能源協(xié)同發(fā)展技術(shù)攻關(guān)能力。

　　三是加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新。支持建立產(chǎn)學(xué)研用合作的緊密型技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和協(xié)同創(chuàng)新中心，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的中試基地和共性技術(shù)研發(fā)國家級大平臺建設(shè)。

　　四是強(qiáng)化企業(yè)創(chuàng)新主體地位。發(fā)揮中央企業(yè)的骨干和引領(lǐng)作用，積極培育企業(yè)建設(shè)國家級科技研發(fā)平臺，促進(jìn)創(chuàng)新資源圍繞領(lǐng)軍企業(yè)集聚形成創(chuàng)新鏈。探索建立多元化、多渠道、多層次的科技投入體系，加大政策支持力度，引導(dǎo)大中型企業(yè)增加科技投入。

　　五是加大高素質(zhì)人才培養(yǎng)。加大煤炭開發(fā)高素質(zhì)人才培養(yǎng)，加強(qiáng)傳統(tǒng)礦業(yè)學(xué)科與現(xiàn)代信息技術(shù)、新能源、新材料、碳減排等學(xué)科的交叉融合，通過傳統(tǒng)專業(yè)改造、新增等方式強(qiáng)化“采礦+智能化”“采礦+生態(tài)環(huán)?！薄安傻V+碳減排”等復(fù)合型專業(yè)。

　　六是深化國際合作。積極踐行“一帶一路”倡議，拓展發(fā)展空間，堅(jiān)持對外開放，支持煤炭企業(yè)走出去，發(fā)揮煤炭行業(yè)在國際上的技術(shù)引領(lǐng)作用，提升我國在世界煤炭領(lǐng)域的影響力。