煤炭科学技术的发展与展望

煤炭科学技术的发展与展望CONTENTS目录01煤炭科技发展背景与意义022021-2025煤炭科技重大进展032025煤炭科学技术十大难题042025年度煤炭科技十大新闻CONTENTS目录05关键技术创新成果展示06创新平台与人才队伍建设07未来发展趋势与战略展望01煤炭科技发展背景与意义国家能源安全战略需求煤炭在能源结构中的基础地位煤炭是我国的主体能源，在保障国家能源安全中具有不可替代的基础作用，其稳定供应直接关系到国民经济的持续健康发展和能源系统的稳定运行。能源自主可控与供应保障需求面对复杂的国际能源形势，提升煤炭科技水平是实现能源自主可控、保障国家能源供应安全的关键，需通过技术创新确保煤炭资源的安全、高效、稳定开采与利用。双碳目标下的煤炭低碳转型需求在“双碳”目标背景下，煤炭行业需通过科技创新推动低碳转型，如发展碳捕集利用与封存（CCUS）技术、推广清洁能源应用等，以实现能源安全与绿色发展的协同。应对能源领域“卡脖子”技术挑战煤炭科学技术十大难题等的提出，聚焦产业发展核心痛点与“卡脖子”环节，突破深部开采、灾害防治、清洁利用等关键技术，是保障国家能源安全的战略需要。双碳目标下的转型挑战

深部开采灾害风险防控难题深部开采面临高应力、高瓦斯、高水压、低渗透性和强扰动复杂环境，亟需突破深部地质异常体精准探测与灾害风险超前协同防治技术。

超低浓度瓦斯利用技术瓶颈煤矿超低浓度瓦斯（甲烷体积分数<1%）安全高效转化与规模化利用面临技术难题，需建立关键理论，攻克转化与应用技术路径。

新一代碳捕集技术研发压力煤炭行业需破解新型碳捕集材料、高效碳捕集设备、工艺与系统集成控制策略等关键技术，以推动煤电行业低碳转型。

煤炭与共伴生资源一体化开发挑战如何实现煤炭与共伴生能源资源一体化开发，提高能源资源开发利用效率，是加快发展方式绿色转型、保障国家能源资源安全的必然要求。科技期刊的行业引领作用

搭建成果展示与交流平台以《煤炭科学技术》《国际煤炭科学技术》（英文）为代表的科技期刊，通过发布“2021—2025煤炭科学技术重大进展”，集中展示了我国在智能开采、绿色矿山、清洁利用、灾害防治等领域的突破性成果，为行业提供了高水平的学术交流窗口。

凝练行业共性难题与“卡脖子”环节联合煤能源研究院、国能神东煤炭集团等多家单位，广泛征集并遴选发布“煤炭科学技术十大难题”，精准把握煤矿深部地质探测、超低浓度瓦斯利用等核心痛点，引导科技工作者聚焦关键技术攻关。

构建“成果-问题-攻关”创新闭环通过系统梳理科技进展、凝练产业难题，搭建起从成果展示到问题导向、再到协同攻关的创新生态链条，为煤炭工业服务国家“双碳”目标与能源安全战略提供持续科技动力。

促进产学研协同与行业创新生态建设以科技期刊为纽带，推动高校、科研机构与企业间的合作，如“2025煤炭科学技术创新发展论坛”的举办，汇聚全球150多家单位的600余名专家学者，深化了行业前沿技术交流与协同创新。022021-2025煤炭科技重大进展智能开采技术装备体系创新

煤矿智能化技术装备体系创新与工程示范该成果是2021—2025年煤炭科学技术重大进展之一，集中展示了我国在智能开采基础研究、关键技术攻关与工程实践等方面取得的突破性成果，是我国煤炭科技创新整体实力的重要体现。深部煤炭数智化高效开采成套技术装备突破作为重大进展内容，其针对深部复杂开采条件，在数智化技术与高效开采装备的融合上取得重要突破，提升了我国深部煤矿安全高效智能开采水平。煤矿无人化开采关键技术及高端装备智能制造体系突破该重大进展实现了无人化开采关键技术的突破，并构建了高端装备智能制造体系，推动煤矿开采向少人甚至无人化方向发展，显著提高生产效率与安全性。煤海蛟龙—掘支运一体化快速掘进智能成套技术与装备这一重大进展研发的智能成套技术与装备，实现了煤矿掘进、支护、运输的一体化快速作业，大幅提升了煤矿掘进效率，为煤矿高效生产提供了关键装备支撑。薄及极薄煤层无人化开采技术工程示范新进展陕煤集团黄陵矿业项目在全国率先应用成套装备，构建“无人作业+远程干预”模式，破解多项关键技术难题，实现“采煤—支护—推进”智能协同控制，我国薄煤层储量占总储量约20%，开采量仅占7%，该技术意义重大。特厚煤层10米超大采高智能化综采成套装备陕煤集团的该装备入选国家能源局第五批能源领域首台（套）重大技术装备名单，针对特厚煤层开采难题，实现了智能化综采，提升了特厚煤层资源的开采利用效率。深部煤炭数智化高效开采突破

01千米深井围岩控制技术创新公司牵头完成的"煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术"项目荣获2025年度中国煤炭工业协会科学技术奖特等奖，创新提出"支护—改性—卸压"协同控制理论，成功研发出一系列具有自主知识产权的新技术、新材料与新装备，并在十余个深部矿区实现规模化推广应用。

02深部保真取芯技术取得重大进展中国工程院院士谢和平团队提出冷冻辅助双向离子迁移策略，制备出高强度、抗撕裂水凝胶，提出"五保"（保温、保压、保质、保湿、保光）取芯与保真测试分析全新构想，为深部能源资源开发和灾害防控提供全新基础理论与技术支撑。油气井保真取芯工具已在新疆春风油田应用，取得保压岩芯样品。

03深部开采灾害防治难题获关注"煤矿深部开采灾害风险精准辨识与超前协同防治"入选煤炭科学技术十大难题，针对深部开采面临高应力、高瓦斯、高水压、低渗透性和强扰动复杂环境，聚焦耦合与链生致灾机制不明、灾害风险动态演化过程表征不清等关键难题。

04深部地质探测技术持续攻关"煤矿深部地质异常体及煤岩界面实时超前精准探测"入选煤炭科学技术十大难题，旨在解决深部开采中地质条件复杂多变带来的探测难题，为深部煤炭资源的安全高效开采提供地质保障。煤矿水灾智能化防控技术体系智能化防控技术体系的重大突破在2021—2025年煤炭科学技术重大进展中，煤矿水灾智能化高效防控关键技术与装备体系取得重大突破，成为智能开采与灾害防治领域的重要成果之一。深部开采水灾风险辨识与防治难题煤矿深部开采灾害风险精准辨识与超前协同防治入选煤炭科学技术十大难题，其中高水压等复杂环境下的水灾风险辨识与协同防治是深部开采面临的核心挑战之一。智能化监测与防控技术的应用方向该体系聚焦水灾防治的智能化、高效化，通过融合先进监测技术、智能决策系统与自动化防控装备，旨在实现煤矿水灾从被动应对到主动预警、精准防控的转变，提升煤矿安全生产水平。露天矿生态化与无人驾驶技术露天矿生态化整体优化技术突破2021—2025年，我国露天矿生态化整体优化技术取得重大突破，国家能源集团联合中国矿业大学等单位完成的“露天煤矿减损开采与水资源保护关键技术及应用”项目达到国际领先水平，构建了“减损开采、立体保护、系统修复”的生态保护型开采理念，已在21座大型露天煤矿推广应用。露天矿无人驾驶集群技术装备进展作为2021—2025年煤炭科学技术重大进展之一，露天矿无人驾驶集群技术装备实现重大突破，形成了智能化、无人化的开采运输体系，显著提升了露天矿开采效率与作业安全水平，是智能矿山建设的重要成果。露天煤矿减损开采技术核心成果该技术突破了传统重植被修复轻源头减损的理念，建立了基于岩层运动精准监测与控制的减损开采基础理论，构建了“空天地井”多源监测体系，有效解决了煤炭开采对地表生态环境扰动和损伤的问题，为绿色矿山建设提供了关键技术支撑。低阶煤高效热解分质利用技术

技术定位与重要性低阶煤高效热解分质利用关键技术及应用是2021—2025年煤炭科学技术重大进展之一，主题涵盖清洁利用领域，展现了我国在煤炭科技基础研究、关键技术攻关与工程实践方面的突破性成果。

技术核心与目标该技术旨在通过对低阶煤进行高效热解，实现煤炭资源的分质利用，提升低阶煤的利用价值和效率，是煤炭清洁高效转化的重要途径之一，对于推动煤炭行业绿色低碳转型具有重要意义。掘支运一体化智能掘进装备

装备体系创新成果煤海蛟龙—煤矿掘支运一体化快速掘进智能成套技术与装备入选2021—2025煤炭科学技术重大进展，集中展示了我国在智能掘进领域的突破性成果。

核心技术特点该装备体系实现了掘进、支护、运输等关键工序的智能协同控制，通过智能化技术提升了掘进效率与作业安全性，是煤矿智能化技术装备体系创新的重要组成部分。

工程示范意义作为煤矿智能化开采关键技术及高端装备智能制造体系的重大突破之一，该装备为煤矿高效、安全、智能掘进提供了成套技术与装备支撑，展现了我国煤炭科技创新的整体实力。032025煤炭科学技术十大难题深部地质异常体超前精准探测

深部探测的核心挑战深部工程领域依赖普通岩芯获取参数，脱离原位环境后严重失真，存在深部岩石力学理论与深部原位环境脱离等科学难题，亟需精准探测技术支撑。

创新探测技术应用2025年8月，中国煤科西安研究院率先实现“缪子成像”技术在煤矿采空区探测的应用，为深部地质异常体探测提供了全新技术手段。

十大难题之一的聚焦方向“煤矿深部地质异常体及煤岩界面实时超前精准探测”入选2021—2025煤炭科学技术十大难题，旨在解决深部开采中地质条件不清的“卡脖子”问题。深部开采灾害风险协同防治01深部开采环境的复杂性与挑战深部开采面临高应力、高瓦斯、高水压、低渗透性和强扰动的复杂环境，亟需解决耦合与链生致灾机制不明、灾害风险动态演化过程表征不清等难题。02深部地质异常体超前精准探测技术煤矿深部地质异常体及煤岩界面实时超前精准探测是煤炭科学技术十大难题之一，旨在解决传统探测手段难以满足深部开采安全需求的问题，为灾害预警提供基础数据。03深部开采灾害风险精准辨识体系针对深部复杂条件，需构建多维度、实时化的灾害风险辨识体系，结合微震监测、应力传感等技术，实现对冲击地压、突水、瓦斯突出等灾害的早期识别与动态评估。04多灾害超前协同防治技术与实践推广“支护—改性—卸压”协同控制理论等创新成果，如华阳集团水力压裂切顶卸压技术，通过多技术融合与工程示范，提升深部开采灾害综合防控能力。煤矿辅助作业机器人深度协同动态场景下的核心挑战煤矿辅助作业机器人面临的关键难题是动态场景特征下与作业工序的深度协同，这是2021—2025煤炭科学技术十大难题之一，反映了产业发展的核心痛点和“卡脖子”环节。技术研发与应用进展2025年8月，矿山具身智能机器人联合研发签约仪式在山西转型综改示范区举行，推动机器人与煤矿复杂作业场景的适应性提升；煤矿瓦斯巡检已实现从“人防”到“智防”的转变，提升了协同作业效率与安全性。未来发展方向需聚焦动态场景感知、多机器人协同控制、工序流程适配等关键技术，构建“机器人—作业工序—环境”三位一体的深度协同体系，助力煤矿无人化、智能化水平提升，服务能源安全战略。超低浓度瓦斯规模化利用超低浓度瓦斯的界定与挑战

超低浓度瓦斯通常指甲烷体积分数低于8%的煤矿瓦斯，其安全高效转化与规模化利用是行业公认的技术难题，存在安全风险高、利用效率低等挑战。政策支持与方法学保障

2025年1月，生态环境部等联合发布《温室气体自愿减排项目方法学甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用》，为其利用提供政策依据与减排激励。关键技术难题与攻关方向

需建立超低浓度瓦斯安全高效转化的关键理论，攻克低浓度瓦斯浓缩、安全输送、高效燃烧等技术瓶颈，推动从实验室走向规模化、产业化应用。工程示范与应用前景

2025年12月，淮北矿业集团许疃矿低浓度瓦斯CCER项目成为全国首个启动公示程序的该类项目，标志着超低浓度瓦斯规模化利用迈出实质性步伐，对增加清洁能源供应、减少温室气体排放具有重要意义。042025年度煤炭科技十大新闻深部保真取芯技术重大突破深部保真取芯的重大意义当前深部工程领域依赖普通岩芯获取参数，但普通岩芯脱离原位环境后严重失真，不能真实反映原位赋存环境，存在深部岩石力学理论与深部原位环境脱离等科学难题。谢和平院士的颠覆性构想中国工程院院士谢和平在国际上首次提出“五保”（保温、保压、保质、保湿、保光）取芯与保真测试分析全新构想，并牵头获批国家自然科学基金委员会国家重大科学仪器研制项目。关键材料研究取得突破谢和平院士等提出一种通用的冷冻辅助双向离子迁移策略，制备出具有三明治矿化结构的高强度、抗撕裂水凝胶，相关论文发表在《自然•通讯》，为深部保真取芯提供了材料支撑。工程应用初现成效10月，油气井保真取芯工具（PITPC-20）应用于新疆春风油田排609-检1井（全国油气领域最疏松地层之一），于井下215米取得保压岩芯样品，形成疏松砂岩保压取芯工艺流程。技术价值与应用前景深部保真取芯技术将为实现深部能源资源开发和灾害防控，确保深部资源储量和品位准确评价等提供全新基础理论与技术支撑，有望破解疏松砂岩稠油资源储量评估“测不准”“算不准”等难题。薄及极薄煤层无人化开采示范

资源现状与开采挑战我国薄煤层煤炭资源储量约占煤炭总储量的20%，但开采量仅占总产量的7%，面临小采高、大阻力支护等技术难题。

黄陵矿区示范项目成果陕煤集团黄陵矿业双龙煤业项目全国率先应用成套装备，实现三角煤自动截割、装备协同控制与"无人作业+远程干预"常态开采。

关键技术与装备突破研发大功率矮机身采煤机、极薄煤层永磁变频直驱系统，破解小采高液压支架支护难题，实现"采煤—支护—推进"智能协同控制。

行业推广价值与意义该技术为我国大量薄及极薄煤层资源的安全高效开采提供了可行路径，对提高资源利用率、保障能源供应具有重要示范意义。人工智能大模型赋能煤炭行业

山东能源集团云鼎伏羲化工大模型发布2025年10月29日，山东能源集团与华为公司联合创新推出云鼎伏羲化工大模型，并发布六大成熟应用场景，标志着人工智能大模型在煤化工领域的深度应用迈出重要一步。

中国煤炭地质总局“探脉”大模型助力资源勘探2025年10月，中国煤炭地质总局正式发布“探脉”大模型，旨在解决深部找矿、生态修复等领域的关键技术问题，提升煤炭资源勘探的智能化水平。

多模态大模型重构选煤智能生态2025年10月，多模态大模型在选煤领域的应用取得进展，通过整合多种数据类型和分析方法，重构选煤智能生态，提升选煤效率与精度。

煤矿装上“AI慧眼”实现安全效率双提升2025年10月，人工智能技术在煤矿安全监测领域广泛应用，煤矿装上“AI慧眼”，通过智能监测与预警，有效提升了煤矿生产的安全性和生产效率。煤矿瓦斯自愿减排方法学发布方法学发布背景与主体2025年1月3日，生态环境部、国家能源局、国家矿山安全监察局联合发布《温室气体自愿减排项目方法学甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用（CCER—10—001—V01）》，这是全国温室气体自愿减排交易市场在甲烷领域，也是煤炭行业的第一个温室气体自愿减排项目方法学。方法学核心治理理念该方法学强化“以减排促利用、以利用促抽采、以抽采保安全”的瓦斯治理新理念，对于提高煤矿安全生产水平、增加清洁能源供应、控制和减少温室气体排放意义重大。首个示范项目落地2025年12月23日，全国首个启动公示程序的低浓度瓦斯CCER项目——淮北矿业集团许疃矿低浓度瓦斯CCER项目，在全国温室气体自愿减排注册登记系统公示。05关键技术创新成果展示煤矿千米深井智能开采技术

千米深井智能开采技术突破背景千米深井开采面临高应力、高瓦斯、高水压等复杂环境，是煤炭行业共性难题。相关项目历经八年持续攻关，旨在提升我国深部煤矿安全高效智能开采水平。

核心理论创新：协同控制理论创新提出“支护—改性—卸压”协同控制理论，为深部矿井围岩控制与智能开采提供了重要的理论支撑，有效应对深部复杂地质条件。

关键技术与装备研发成果成功研发出一系列具有自主知识产权的新技术、新材料与新装备，例如在薄及极薄煤层开采中，研发出大功率、高强度截割机构和矮机身的采煤机，配套极薄煤层永磁变频一体机直驱系统。

工程应用与推广成效相关技术成果已在十余个深部矿区实现规模化推广应用，显著提升了我国深部煤矿安全高效智能开采水平，其中“煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术”项目荣获2025年度中国煤炭工业协会科学技术奖特等奖。露天煤矿减损开采技术体系

01减损开采的核心理念与理论支撑核心理念在于从开采源头最大程度减小对地表生态环境的扰动和损伤，改变传统重植被、轻生态环境的修复方式。理论支撑包括煤炭开采生态损伤传导机理和基于岩层运动精准监测与控制的减损开采基础理论。

02减损开采关键技术突破构建了煤炭井工减损开采技术体系，开展井工开采损伤模拟与监测；研发煤矿地下水库安全高效储水的配式楔形坝体构筑技术；形成多要素、多尺度"空天地井"煤炭开采生态损伤监测体系。

03技术应用与国际地位国家能源集团联合中国矿业大学等单位完成的"露天煤矿减损开采与水资源保护关键技术及应用"项目通过鉴定，鉴定委员会一致认为该技术达到国际领先水平，并已在生态脆弱区21座大型露天煤矿、55座井工煤矿推广应用。缪子成像技术在采空区探测应用

缪子成像技术的煤矿应用突破2025年8月，中国煤科西安研究院率先实现"缪子成像"技术在煤矿采空区探测的应用，为煤矿井下隐患探测提供了全新技术手段。

技术入选2025年煤炭科技十大新闻缪子成像技术为煤矿采空区拍"CT"成功入选2025年煤炭科技十大新闻，体现了该技术在行业内的重大影响力和创新性。

技术原理与核心优势缪子成像技术利用高能缪子穿透性强的特性，可实现对煤矿采空区等隐蔽地质构造的无损探测，突破了传统探测方法的局限，提高了探测精度和安全性。

应用价值与行业意义该技术的成功应用，有助于精准识别煤矿采空区分布，有效防范顶板坍塌等灾害风险，为煤矿安全生产和资源高效开采提供了重要的技术支撑。煤炭清洁高效转化技术进展

低阶煤高效热解分质利用技术突破低阶煤高效热解分质利用关键技术及应用入选2021—2025煤炭科学技术重大进展，实现了低阶煤资源的梯级利用与价值提升，是煤炭清洁利用领域的重要成果。

煤矸石高值化利用示范工程投运2025年，我国首个千万吨级煤矸石示范工程陶粒中试线投运，《煤矸石山生态修复技术规范》国家标准发布，推动了煤矸石从固废到资源的转化，助力循环经济发展。

绿氢煤化工与低碳转化技术应用2025年11月，我国首台套绿氢煤化工项目全面投运；同年，我国在破解费托合成高碳排放难题方面取得突破性成果，为煤炭低碳转化提供了新路径。

煤基航天煤油技术实现重大跨越陕煤集团与中国航天六院共同研制的煤焦油基煤基航天煤油在130吨级液氧煤油泵后摆火箭发动机上进行1030秒长程热试车成功，拓展了煤炭转化的高端应用领域。

中低黏度mPAO技术取得关键性突破国家能源集团低碳院中低黏度mPAO技术于2025年12月取得关键性突破，该技术在高端润滑油基础油领域具有重要应用价值，提升了煤炭转化产品的附加值。06创新平台与人才队伍建设国家矿山安全技术创新中心中心成立背景与意义2025年11月，应急管理部召开国家矿山安全技术创新中心建设推进会，正式成立国家矿山安全技术创新中心。该中心的布局建设是提升我国煤炭、金属非金属、石油天然气、隧道等行业安全科技创新能力的重大举措，对于服务科技强国建设、保障能源资源等领域安全发展、健全应急管理科技创新体系具有重要意义。中心核心任务与目标国家矿山安全技术创新中心将聚焦矿山安全领域的核心痛点和“卡脖子”技术难题，整合行业创新资源，推动关键技术攻关与成果转化，提升矿山安全保障能力，为矿山行业高质量发展提供坚实的科技支撑。煤炭行业两院院士增选成果

012025年煤炭行业院士增选概况2025年11月，中国科学院、中国工程院院士增选结果公布，煤炭行业共有3人新当选两院院士，彰显了行业在高端人才培养与科技创新领域的实力。

02中国科学院新增院士：代世峰中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院院长、教授代世峰当选中国科学院地学部院士，其主要从事煤地质学、地球化学和煤系关键金属矿产研究，建立的煤系多金属矿化模型为全球矿产资源开发提供新范式。

03中国工程院新增院士：胡振琪中国矿业大学教授胡振琪当选中国工程院能源与矿业工程学部院士，研究方向为土地复垦与矿区生态重建等，首创露天矿排土场关键层重构理论与技术。

04中国工程院新增院士：刘泉声武汉大学教授刘泉声当选中国工程院能源与矿业工程学部院士，主要研究煤矿深部巷道围岩稳定控制理论、支护技术和地应力测试方法，首次提出针对煤矿深部巷道围岩“三高”“一软弱”特点的稳定性分析方法与分步联合控制理论。国际矿业青年科学家论坛

论坛主题与定位论坛以“煤炭•绿色•智能•青年•创新”为主题，旨在为全球矿业领域青年科学家搭建学术交流平台，聚焦矿业基础研究、新兴交叉学科等前沿热点及重大技术问题。

组织形式与规模设置1个主论坛和“采矿工程前沿理论与技术”等6个分论坛，吸引来自中国科学技术大学、浙江大学、美国宾夕法尼亚大学、英国伦敦大学学院等全球150多家单位的600余名专家学者与博士研究生参与。

国际参与与学术交流汇聚中国、美国、英国、澳大利亚等国家的高校与科研机构力量，围绕智能开采、绿色矿山、灾害防治等领域开展深度研讨，促进国际矿业青年人才的合作与创新。

与博士生国际学术论坛协同举办同期举办第三届InternationalJo