煤炭行业十二五规划(研究内容部分)323517387.doc

四、主要任务（一）基础理论1.煤炭资源开采基础理论研究深部矿井采场围岩应力场分布、裂隙演化特征、岩层运移与破坏规律及围岩与支护相互作用机理研究；开采过程中煤岩体动力失稳的时空关系、能量积聚及演化规律，冲击地压发生机理与影响因素研究；急倾斜煤层综采工作面矿压显现的影响因素与变化规律、岩层移动与破坏特征研究；浅埋深条件下大采高综采、放顶煤开采以及分层开采覆岩破坏规律，采动对地下水流场的影响研究，地表移动特征与规律研究研究；浅埋深条件下长壁工作面应力场分布特征、支架与顶板相互作用机理分析、工作面推进速度与矿压显现及覆岩破坏规律关系研究；特厚煤层开采理论与技术研究；煤柱回收过程中的顶板运移特性与规律、工作面矿山压力显现规律、煤柱破坏特性研究，煤柱回收过程中的顶板控制机理研究；煤共伴生资源开采理论与方法研究；煤炭资源开采与生态恢复相关理论与技术研究；陆地可燃冰赋存条件与开发基础研究。2.采掘装备技术领域基础理论研究硬岩截割机理及新型破岩理论研究；降低截割功耗技术的研究；截割滚筒上的截齿、齿座和筒体在岩（煤）体的作用下的载荷特性研究；适合我国煤矿地质条件的截割、装运及行走部载荷谱的研究。3.深部煤矿动力灾害演化规律的基础研究研究深部地层煤岩体物理力学特性及损伤作用机理、煤岩体渗透特性的应力响应规律、煤岩体流变-突变规律及其本构关系、煤体峰后渗透性及失稳破坏条件；探讨深部地层煤岩体力学特性的尺度效应，外加物理场对含瓦斯煤体吸附、解吸特性的作用机制，含瓦斯煤岩体的裂隙、孔隙特征，含瓦斯煤岩体动力灾害发生机理及其演化过程、动力灾害发生过程的多相流动特性；煤岩动力过程的多信号响应机理及规律，煤岩动力灾害演化过程的多信号时空响应规律，多信号耦合、定位监测、分级预警基础理论与方法。4.煤矿井下热动力重大灾害致灾机理与防治基础研究煤自然火灾动力学演化规律，矿井火灾灾变通风热力学；研究深层煤矿床井田区域地温场特征及作用机制，井巷围岩与风流间的不稳定热交换规律，深部煤矿床区域地温场热动力学形成与传播机制；爆炸冲击波在煤矿井巷网络中的传播及致灾特性，阻爆、隔爆装置及阻爆剂对瓦斯爆炸传播限制原理；灾变气体在煤矿井巷网络中的扩散及致灾特性，热动力灾害对通风系统的破坏机理，灾变气体在矿井通风动力失效（受冲击波破坏）条件下在通风网络中的分布规律和扩散特性，灾变通风控制方法；煤矿井下爆炸与火相互作用过程及致灾机理，井下灾变区域（巷道、峒室、工作面）内易燃易爆气体燃烧、爆轰、爆炸的热动力特征及转化的物理化学条件。5.煤矿粉尘职业危害的基础研究受限空间气固两相流场分布规律及影响因素和控尘、除尘机理研究；喷雾成雾机理和呼吸性粉尘分级捕集机理研究；煤岩产尘机理及产尘能力量化评价基础研究；煤的基本组成单元对煤表面性质的影响规律及改性水对煤表面性质的作用机理研究；煤矿粉尘物性对粉尘云空气动力学特性的影响机理研究；风流和冲击气流捕获沉积粉尘的空气动力学机理研究。6.煤矿事故应急管理基础理论研究煤矿突发事件（事故）发生时，不同人员的心理、生理变化异同性和行为响应特征及其对应急决策、实施及安全避灾行为的作用机理，人机环动态变化规律和耦合致灾（含次生灾害）机理，灾害发生对不同关联人员心理、生理影响及事故后遗症心理疏导方法；应急救援的组织管理，人员搜救、煤矿安全疏散、抢险救灾、灾情控制、医疗、救护、资源调度、辅助决策、信息管理等的理论、机制和方法。7.废弃矿井对生态环境影响的基础研究研究废弃矿井复杂含水介质场结构特征及其地下水动力学特征，废弃矿井中地下水回升的规律、机理和研究方法；废弃矿井水质变化和污染过程、范围及机理，废弃矿井水渗流各阶段、各含水介质中的数学描述方程；废弃矿井地下水淹没过程的数学模拟；废弃矿井地下水淹没过程诱致多种灾害的成灾机理；废弃矿井地下水回灌诱致多种灾害控制技术方法；废弃矿井地下水回灌机理与环境地质灾害。8.露天矿山工程地质灾害发生机理与控制理论研究研究基于矿山复杂结构和复杂环境相互耦合作用，建立露天矿山岩层承受重力、高应力流变、地震动力、采矿等多因素作用下变形演化规律的耦合非线性系统模型，研究采矿作用下露天矿山岩体内在的结构特征及其演化规律，揭示矿山地层结构的力学特性与时效特征，阐明矿山岩体在采矿作用下变形破坏演化过程与复杂外界因素耦合作用机制。研究陡帮开采边坡灾害机理及稳定性控制理论；研究结构控制下边坡瞬时的强降雨、爆破震动诱发岩体破坏机理及失稳判据；研究露天转地下开采（联采）围岩稳定性理论；研究露天矿深大高含水软岩(土)边坡、露井联采边坡、大面积承载黄土基底排土场、边(端)帮煤控制开采稳定性控制理论；提出矿山工程地质灾害发生的预测预报方法，为采取相应灾害防治措施提供理论依据。9.煤炭加工转化基础理论煤的大分子结构单元芳香环结构、桥键结构及非共价键结构特征和反应性；多相体系多尺度物料流体力学及分层分离规律；煤炭高效分选的机理性基础研究；煤炭加工过程数学模拟与智能控制基础研究；“国家和地区层面煤炭资源优化开采与利用决策支持平台”基础理论研究；煤热解自由基产生和反应规律；催化剂的作用机理和催化剂设计；多相反应动力学、反应器流体力学和传热传质规律；高温下灰渣的物理化学特性；不同气氛下耐高温材料的物理化学特性和煤转化反应器用新材料研究；以及CCS和CCUS相关的基础科学理论。（二）关键技术与装备方向1：煤炭资源开发地质保障深部煤炭资源的精细勘探、伴生资源综合探测和多源地质灾害一体化探测是煤炭资源安全高效开发的基础。提高戈壁、黄土塬、采空区等地区煤炭资源与地质条件的勘探精度，在煤矿井下增强多源地质灾害全方位、可视化超前预测预报能力，为实现安全高效开采提供技术支撑。1.煤炭资源精细探查技术与装备研究内容：研究煤系地层含水性、应力聚集和煤层瓦斯富集区的地球物理属性响应识别方法，新疆戈壁、鄂尔多斯巨厚黄土、采空区对探测精度的影响，开发深部多波三维地震勘探技术和综合电磁法精细探测技术；研制钻孔分层水压测定、瓦斯测定和应力测定等测井装备，研究多种资源一体化探测技术和综合解释方法；开发借助井下巷道对深部资源的精细探查技术，研制井下钻探取芯、完孔测井、巷道地震等探测装备。研究目标：三维多波地震勘探技术对800m以深的5 m小构造探测的准确度提高到70%以上，结合电磁法勘探对富水区、应力聚集区与煤层瓦斯富集带做定性划分；在新疆戈壁、鄂尔多斯黄土塬区，对埋深400 m以下的5 m小构造探测的准确度提高到80%以上；在开采巷道对100 m以浅下覆煤层的1 m-2 m小断层实现有效探测。 2.矿井多源地质灾害一体化超前探测技术及装备研究内容：研究矿井全空间条件下多灾害源地球物理响应的提取方法，开发煤矿井下掘进头超前声波聚焦成像探测、电磁散射相位层析成像探测、机载雷达探测等技术及装备；研究采掘工作面综合探测信息实时集成分析方法和多灾害源动态可视化超前预测技术；集成地面三维地震勘探、遥感航测、井下采掘揭露和井下超前探测等数据，开发矿井地质信息一体化动态分析和管理系统。研究目标：实现回采工作面的探测范围达350 m×2000 m，掘进头前方有效成像探测能力达到80 m，机载探测雷达动态监测范围达30 m。13 m小断层、含水层或导水通道的验证率达到75以上。3.资源整合煤矿隐蔽灾害预测技术研究内容： 开发探测小煤矿边界的高精度和高效三维瞬变电磁、三维高密度电法和超浅层三维地震等地面探测技术及装备；建立废弃矿井串通和地表水连通等阶进透水过程模型，进行水害威胁程度评价；研究资源整合矿区隐伏火区蔓延规律，研制采空区发火探测传感器和隐蔽火源探测系统，开发火区边界和火源中心定位技术。研究目标：实现对小煤矿边界及其富水性、冒落状态的高效、高精度探查，边界探测的水平误差小于埋深的3%，垂向误差小于埋深的5%，含水性判断准确率达到80%；火源中心及边界的探测误差不超过20 m。4.深部资源开采重大水害防控关键技术及装备研究内容：研究800 m以下深部煤层顶、底板水害智能评价方法，研究大采高条件下垂向隐伏导水构造活化评价指标体系；开发井下高承压水钻进、长距离水平定向注浆、随钻水文地质异常体探测、注浆效果检测等技术与装备；研究含水层改造及奥灰顶部阻水加固及检测的技术；研制采掘过程中垂向构造发育及活化的监测系统及多参数涌水源智能在线分析系统。研究目标：建立受6 MPa以上高承压水威胁的深部矿井底板突水防治技术体系，实现井下钻探及注浆抗水压达612 Mpa，垂向隐伏导水构造勘探精度达80%以上，进一步提高注浆改造工程的可靠性，减小深部高承压奥灰岩溶突水淹井的可能性。方向2：特殊地层大型矿井建设煤炭开发已向西部转移，西部煤矿特点是生产规模大、斜井多、井筒直径大，地层为弱胶结、不稳定。已有特殊凿井技术不能完全适应西部地层条件，特别是斜井冻结技术尚属空白。相对煤巷掘进来说，岩石巷道掘进速度慢，严重影响了矿井安全快速建设。5.斜井冻结凿井技术及装备研究内容：针对西部煤矿特殊地层条件，研究第四系、第三系、白垩系等特殊地层斜井冻结凿井技术：斜井倾斜冻结孔钻进技术及钻孔设备研究，钻孔轨迹控制技术；斜井冻结壁形成规律研究；冻结压力特性及斜井冻结井壁结构研究；冻结施工综合监控及信息化施工技术与装备。研究目标：解决斜井冻结孔施工和冻结法凿井的安全和关键技术，研制斜井冻结钻孔设备，冻结孔钻孔偏斜达到小于0.3%，斜井综合成井速度达到30m/月，形成斜井冻结的理论体系。6.岩石巷道快速掘进技术及装备研究内容：煤矿岩巷岩石可掘性分类研究；岩巷全断面综合掘进机研制；钻爆法快速掘进关键装备及工艺研究，包括高效液压凿岩机、双向卸载全液压侧卸装岩机研制，混凝土湿喷支护技术研究等。硬岩截割技术、大功率岩巷掘进机研究；巷道掘进粉尘控制技术研究。研究目标：研制成功直径3-4m全断面岩巷综合掘进机，达到月成巷150-200m。研制成功高效液压凿岩机、双向卸载全液压侧卸装岩机、实现岩巷钻爆法掘进技术和装备突破，达到月成巷100-150m。研制成功适合岩石强度不小于100MPa岩巷掘进机。7.西部软岩地层竖井特殊钻井技术研究内容：适合西部地区寒冷环境下特殊钻井技术研究，包括半闭路泥浆循环系统技术及装备研究；适合西部地层泥浆材料及临时支护机理研究；行星式复合钻头结构研究；软岩地层井壁受力及井壁结构研究。研究目标：提出适合西部特殊地层条件下的钻井法凿井工艺，完成复合式钻头研究和加工一套直径9m左右的钻头，完成寒冷地层泥浆半闭路循环系统研究和实验，完成钻井法在西部软岩示范钻进工程。8.大直径岩石竖井掘进机技术及装备研究内容：研制竖井掘进机；研究有导孔及无导孔的排渣工艺；研究井筒永久支护技术。 研究目标：实现机械破岩、掘进支护平行作业，适合直径不小于8m，深度600m岩石地层井筒施工，成井速度达到80-100m/月。方向3：矿井高效自动化开采高效集约化矿井建设是煤炭工业的发展方向，是我国采用高新技术改造传统产业、振兴煤机装备制造业的重大举措。我国目前高端采掘设备在可靠性、自动化监测监控和生产效率等方面与国外产品还存在较大的差距。9.千万吨矿井高效自动化开采成套技术与装备研究内容：高效采煤新方法、新工艺以及超长工作面开采技术与系统配套技术；具有煤岩识别功能的大功率电牵引采煤机；工况自动耦合型电液控制液压支架；具有可控调速软启动装置的超长运距大功率重型刮板输送机、转载机、破碎机；大运力长距离带式输送机；大断面煤巷掘锚支护一体化装备；工作面装备快速搬家技术与装备；综采工作面集中控制自动化系统。研究目标：综采成套装备适应煤层厚度3.5-4.5m、生产能力达4000t/h以上，实现三机联动，工作面年产能力达1000万t；研制出铲板式多功能支架搬运车，设备搬家倒面时间缩短到20天；掘锚支护一体化装备具备摇控功能。10.矿井高效辅助运输技术装备研究内容：辅助运输系统配套工艺及设备的研究，防爆高能量密度电池组的研发，防爆蓄电池多功能车的研制，大吨位铰接式防爆柴油机无轨胶轮车的研制，安全高效无极绳运输技术与装备的研究，防爆柴油机单轨吊的研制。研究目标：研究适应不同矿井条件的辅助运输的配套工艺及装备；开发出蓄电池无轨辅助运输技术与装备；无极绳绞车实现无级变速05m/s，系统运行可视、可遥控能力；单轨吊柴油机效率提高20%，排放降低20%。11.深部矿井围岩控制与巷道支护技术研究内容：研究深部矿井沿空留巷支护材料、支护设备、巷帮充填材料及充填设备；研制深部巷道底鼓控制技术、加固材料及设备；研制掘进钻探一体化设备；开发掘进工作面超前加固和临时支护技术与设备；开发掘进与支护同步作业机组及相配套的锚杆、锚索支护材料与技术等。研究目标： 研制出的巷帮充填材料24h抗压强度达到5Mpa，不大于220mm；充填设备最大泵送距离（水平）不小于1000m；开发出的底板注浆加固无机材料可泵性好、不离析、不收缩，28d抗压强度不小于50MPa；研制出掘进钻探一体化设备，超前钻探100m；开发的掘进工作面超前加固材料固化时间在2-20min内可调，24h固化强度不小于40MPa；开发出的掘进工作面临时装置可满足掘进工作面临时支护的要求，临时支护的架设时间控制不大于15min；开发出的煤巷掘进支护同步作业机组可满足掘进和支护同步作业，掘进月进尺达到1000m。方向4：中小煤矿安全高效开采我国中小煤矿产量约占煤炭总产量的40%，实现中小煤矿安全高效开采，直接关系到我国能源的稳定供给与和谐社会建设。我国中小煤矿数量多、分布广，但机械化开采程度低，安全保障性差，与煤炭工业科技进步不相适应。随着我国煤炭行业淘汰落后生产能力的提速，条件较好的中小煤矿通过常规的综采综放技术改造已实现了机械化开采，但对于主采薄煤层、急倾斜煤层及小块段的中小煤矿，实现安全、高效开采的技术与装备亟待解决。通过研究，形成中小煤矿多种机械化开采模式，使中小煤矿机械化开采程度达到55%以上。12.中小煤矿机械化落煤装备研制研究内容：刨煤机无人工作面工作模式与系统协调配套技术研究；刨煤机及控制系统研究；刨煤机无人工作面自动化和智能化控制系统研制；智能型大功率矮机身滚筒采煤机研制；刨运机研制；短长壁短机身单臂电牵引采煤机研制；窄机身连续采煤机的研制。研究目标：提高现有刨煤机刨硬煤的能力，最大刨速达到1.8m/s；刨运机实现急倾斜薄煤层走向长壁开采，适应煤层采高0.81.6m；具备年产20万t以上的能力；矮机身滚筒采煤机，适应煤层采高1.01.5m，具备年产100万t以上的能力；开发短长壁短机身单臂电牵引采煤机，适应煤层采高2.03.0m，具备年产90万t以上的能力；机身宽度不大于2.6m的窄机身连续采煤机，实现工作面年产量达60万t。13. 中小煤矿支护设备研制研究内容：中小煤矿用液压支架研制；自移式气垛支架研制；履带行走液压支架研制；履带行走式锚杆钻车研制。研究目标：研制与刨煤机配套智能型自动耦合液压支架；与智能型大功率矮机身滚筒采煤机配套智能型自动耦合液压支架；组合式多功能液压支架，适应2.06.0m煤层；大倾角和急倾斜煤层液压支架，适应倾角4555°；自移气垛支架具有移步横梁自移导向机构，快速充放气时间在1min之内；紧凑型履带行走液压支架；带转运功能的履带行走式锚杆钻车。14. 中小煤矿运输设备研制研究内容：研制与刨煤机配套的刮板输送机；高可靠性矮槽帮工作面刮板输送机研制；梭车；铲车；履带式破碎转载机。研究目标：与刨煤机配套的刮板输送机运输能力达到1800t/h；高可靠性矮槽帮工作面刮板输送机：运输能力450t/h；窄型梭车：交流电牵引调速系统，双向驾驶，载重能力10t；铲车：可拆分结构；履带式破碎转载机：机电双重过载保护，破碎能力350t。方向5：低损害绿色开采与生态复垦在传统垮落开采模式下，煤炭开采后势必引起塌陷。我国现有塌陷土地80万ha ，并每年以4万ha的速度增加，采煤塌陷地表破坏数量巨大，对土地、生态及浅层水资源带来损害，甚至是严重破坏；我国矸石山众多，占地污染严重；全国村庄建筑物下压煤问题突出，2030个村庄压煤52.2亿t，极大影响煤矿的可持续发展。面对目前严重的矿区环境问题，迫切需要开展低损害绿色开采与生态修复技术项目研究。15.低损害绿色充填开采关键技术研究内容：绿色充填开采基础理论与技术体系研究；高产高效充填开采技术与成套装备研制；残留煤柱二次充填开采工艺和安全保障技术研究；充填开采岩层移动规律与控制研究。研究目标：研制出高产高效充填开采关键参数、工艺与成套装备，年工作面充填能力120万吨以上，充填率不低于90%；残留煤柱采出率达70以上，地面开采损害控制在一级范围以内，保证地面建筑、耕地、植被、水资源等安全，消灭地面矸石山，实现低损害绿色开采。16.煤矿区土地治理利用与生态修复关键技术研究内容：煤炭开采生态环境演变规律及评价体系研究；控制地表生态损害的特殊开采技术研究；煤矿区地下浅层水保护与利用关键技术；干旱半干旱井工矿区生态保护与修复关键技术；采煤沉陷区城镇与景观建设关键技术；采煤沉陷区生态农业复垦与湿地保护关键技术；煤矿废物充填复垦与土地保护一体化技术；煤矿区土地资源与生态监测技术。研究目标：针对不同区域生态环境特点和开采方式，系统地提出矿区生态保护与修复模式；开发采动损害控制、生态保护与修复利用成套技术，试验矿区土地的复垦利用率达到60；建立矿区生态损害评价体系与土地资源和生态监测系统。为矿区土地治理利用与生态修复提供技术支撑，实现煤炭开发、土地生态保护和矿区城镇建设的协调可持续发展。17.关闭矿井环境监测与重建关键技术研究内容：关闭矿井地表生态指标监测技术与设备研发；关闭矿井地表生态环境重建技术开发；关闭矿井受损功能区改造与景观再造技术研究；关闭矿井新城镇建设工程；关闭矿井综合利用发展模式与生态环境重建技术标准；关闭矿井地下透水、煤层自燃和地表塌陷等灾害的预测预防技术开发及其治理工程。研究目标：针对关闭矿井地表生态现状和地下潜在灾害问题，提出生态重建、经济转型和功能区改造的综合治理利用模式，建立示范工程；形成关闭矿井生态环境重建技术标准；开发出关闭矿井地下灾害监测与控制技术，为生态修复和地下潜在灾害防治提供技术保障。18.煤炭地下气化研究内容：研究新型地下气化炉结构及构建技术；开发气化工作面综合探测技术；研究气化区顶板冒落及地下水防控技术与措施；研究煤层燃烧、热解、气化特性及煤炭地下气化过程稳定控制工艺；研究污染物产生、迁移规律及控制、防治技术；研究在线检测、反馈控制系统和煤炭地下气化过程的数学模型及专家系统；研究可气化煤炭资源评价模型和煤炭地下气化过程全生命周期评价模型。研究目标:提出不同煤层赋存条件下气化炉结构及构建技术、气化工作面综合探测技术、气化区顶板冒落及地下水防控技术；形成煤炭地下气化过程稳定控制工艺；形成地下水污染监测预警系统及污染控制技术；建立煤炭地下气化过程在线检测、分折、控制系统；建立可气化煤层地质评价模型和煤炭地下气化过程全生命周期评价模型。方向6：煤矿信息化信息化与物联网是国家优先发展和重点支持领域。煤矿监控、通信与监视是煤矿安全生产的重要保障，在应急避险中也发挥着重要作用。然而，现有信息系统存在着可靠性差、无矿用安全标志准用产品全过程管控系统，无法实现人机环闭锁，应急通信可靠性、及时性差等问题。因此，有必要研究高可靠性全矿井综合监控与监视关键技术、煤矿物联网技术和煤矿一体化通信技术与系统，以实现矿区物物相连，信息相通，应急联动和灾害预警等功能。19.高可靠性全矿井综合监控与监视关键技术研究内容：矿用电磁兼容技术、矿用无线电防爆技术、矿用防爆光通信技术、宽带无线接入技术、抗故障网络技术；矿用3DGIS和矿用实时信息融合与数据挖掘技术；煤与瓦斯突出、火灾、冲击地压等重大灾害预警技术；无线低功耗传感器技术和用于煤与瓦斯突出、火灾、冲击地压等预警的传感器技术。研究目标：研制出具有煤矿重大灾害预警功能的高可靠性煤矿信息系统： 抗干扰能力强：浪涌、瞬变脉冲群、电磁辐射等抗扰度达到2级；安全性能高:用于采掘工作面的设备为本质安全型；无线接入带宽不小于50MHz；具有煤与瓦斯突出、火灾、冲击地压等煤矿重大灾害实时预警功能。20.煤矿物联网技术与应用研究内容：研究制定煤矿物联网信息编码、传输、处理等标准；研制矿车、胶轮车、采煤机、掘进机、人员等动目标和静目标管控系统；研制瓦斯检查员、安全检查员、电钳工、放炮工、绞车司机、采煤机司机、水泵操作工等及其操作设备及作业环境人机环闭锁系统；矿用安全标志准用产品和重大关键设备生产、运输、仓储、使用、维护全过程跟踪管理系统等。研究目标：实现全矿井动目标和静目标实时管控，定位误差不大于5m；实现人机环动态闭锁；实现矿用安全标志准用产品和重大关键设备生产、运输、仓储、使用、维护全过程跟踪管理和重大关键设备在线健康诊断等。21.煤矿一体化通信技术与系统研究内容：研究有线/无线一体化通信技术；研究生产调度与应急通信一体化技术；研究语音、视频及短信多媒体通信技术。研究目标：研制煤矿一体化通信系统：具有生产调度、报警联动、应急扩音通信、紧急呼叫、避险与逃生声光提示、位置监测等功能；具有语音、视频、短信等通信功能；具有移动和固定通信功能；最大通信距离不小于10Km。 方向7：露天煤矿绿色安全高效开采露天煤矿开采具有回采率高、安全、高产、高效等特点，具备条件的煤田应当优先采用露天开采。目前我国露天煤矿的产量仅占全国总产量的8%，而且大型露天煤矿装备主要依靠进口，露天煤矿技术与装备研发进展缓慢，开采工艺相对落后，边坡等安全隐患治理技术水平有待提高，已不能满足当前露天煤矿绿色安全高效开发的迫切需求。但是随着近年露天煤矿开采规模的不断增大，对露天煤矿绿色安全高效开采技术与装备的研发，改进和优化开采工艺，提高露天煤矿开采装备的可靠性和安全性，实现煤炭资源安全、高效开采等方面，已提出了迫切要求。22.露天与井工联合开采技术研究研究内容：露天转井工开采覆盖层的结构特性与合理厚度研究；露天井工衔接开拓系统的边坡设计和预处理研究；露天井工衔接条件下井工矿开拓系统及区段布置研究；露天井工联合开采装备布置及开采工艺研究；露天井工联合开采通风系统、防灭火技术研究；露天井工联合采动影响下边坡稳定性及其预测控制技术研究。研究目标：建立露天井工衔接开拓系统及联合开采的技术体系，优化资源开采，提高资源采出率，降低开采成本，大幅度增加煤炭产量和经济效益，在煤炭生产的同时进行生态恢复和重建。23.露天煤矿半连续开采成套技术及关键装备研究研究内容：千万吨级大型露天矿电驱动半连续开采工艺技术；露天矿用大型自移式破碎站、转载机、带式输送机、排土机等关键装备研制；大型露天矿半连续工艺性匹配自适应集成控制系统；多台大型复杂装备性能匹配及移动中准确自动衔接技术。 研究目标：开发千万吨以上级大型露天煤矿电驱动半连续开采技术和关键装备，单机产能达到300012000 t/h，国产化率达到90%以上，满足年生产10003000万吨煤炭的要求。24.露天煤矿连续采煤技术与成套装备研究研究内容：露天煤矿连续采煤工艺技术的研究；露天煤矿连续采煤机、连续输送系统、带式输送机及机尾刚性结构架、端头专用带式输送机及端帮转载设备的研制。研究目标：研制一种新型的、适应于露天矿高产高效机械化采煤作业的连续采煤工艺及其配套装备，单系统生产能力达到年产500万t,实现露天煤矿连续开采与运输。25露天矿用大型挖掘机的研究与开发研究内容：矿用大型挖掘机挖掘理论、设计体系和设计方法的研究：超大型矿用挖掘机专用传动减速、传动件、高强度铸锻件、焊接工艺、交流变频调速传动系统等优化设计和参数研究。研究目标：开发出标准铲斗容量达5580m3，额定负载达104200t，挖掘半径达2430m的大型露天矿用挖掘机，掌握并逐步完善大型矿用挖掘机的设计理论体系，突破产品设计和制造工艺关键技术，提高产品的可靠性和智能化、信息化程度，设备国产化率达到90%以上。26. 大型露天煤矿绿色开采优化控制关键技术研究研究内容：露天煤矿资源环境友好型优化设计技术；大面积承载黄土基底排土场灾变特征及控制技术；露天矿排土场稳定、扩容技术；大型露天煤矿开采过程中剥离、开采、排土场、绿化等系统的优化控制关键技术；露天矿区排土场及周边环境恢复与再造技术。研究目标：提出资源环境友好型露天矿开发设计原则、大型露天煤矿开采过程中采场、内外排土场、绿化等系统设计方法，实现与环境协调、安全、高效、经济开采。27. 深大露天煤矿边坡灾害控制技术与装备研究研究内容：高含水软岩边坡治理技术研究；露天矿陡帮开采工艺及稳定控制技术研究；露天矿边坡远程自动安全监测、监控系统及边坡稳定性雷达监测预警系统研发；深大露天矿通风技术与装备研发。研究目标：实现露天矿边坡远程实时监控、预警与安全控制，边坡稳定性雷达监测系统：无接触监测，监测距离3km。28.露天煤矿资源控制、生产智能监控与决策系统研究研究内容：露天矿多工艺综合开采优化设计技术研究；以资源、设备、生产、管理高效优化为核心的数字化露天矿山技术；基于3D可视化技术、3S（GPS、GIS、RS）技术及与地测、资源开采设计相结合的控制平台；生产设备与生产过程监控平台；露天矿移动设备防碰撞预警系统；多工艺、设备运行智能监控和自动优化调度系统；信息资源整合与分析系统；3D mine sys 三维采矿设计管理系统。研究目标：实现资源与开采环境的三维数字可视化、虚拟现实化；生产设备与生产过程监控智能化、自动化；管理、决策信息化与科学化、信息传输网络化与资源高度共享化。方向8：煤与煤层气协调开发我国煤层气地质条件复杂，成煤时代多期，储层类型多样，多为低透气性松软煤层，抽采难度大。煤层气有利区预测和评价技术亟待发展；大型钻机、大排量的空压机等设备依赖进口；尚未建立煤层气开发与煤炭开采的协调发展模式，还不能支撑煤炭与煤层气的安全、高效、协调开发。29.采煤约束条件下煤与煤层气共采技术研究内容：研究采动影响下应力场、裂隙场、瓦斯流动场的演化规律以及多场耦合和煤岩流固耦合理论，煤岩渗透性和采动围岩岩层移动与控制理论，采动裂隙场动态监测技术，典型地质条件下煤层气与煤炭协调开发模式；煤矿区煤层气与煤炭协调开发评价技术和规范；煤层气抽采井工程部署及效果评价；煤矿开采影响条件下煤层气高效抽采技术；地面和井下煤层气联合抽采技术；“一井三用”地面煤层气抽采技术。研究目标：形成我国煤与煤层气协调开发模式及相关技术标准、规范，建立我国煤与煤层气共采的技术体系。30.煤矿区煤层气开发评价与产能预测技术研究内容：研究煤矿区煤层气地质条件精细探测技术及装备，煤矿区煤层气储层参数测试技术及装备，煤矿区煤层气抽采产能预测技术，煤矿区煤层气抽采数值模拟软件和产能预测软件，煤矿区煤层气抽采项目经济评价技术。研究目标：井下煤层气储层参数快速测定时间小于10天，煤矿区煤层气开发产能预测软件达到适用化，煤层气抽采产气量预测准确率达到85%。31.煤矿井下顺煤层钻进技术与装备研究内容：研发煤矿井下中硬煤层长钻孔全液压钻机，井下水平长钻孔无线随钻测量系统，井下水平长钻孔枝状钻孔群定向钻进工艺，松软煤层大功率钻机及配套装备，突出煤层远距离自动控制钻进成套技术与装备，松软突出煤层顺层钻进施工工艺。研究目标：水平长钻孔钻机钻孔深度1500m；松软煤层大功率钻机成孔深度200m，成孔率70；远距离自动控制钻机钻孔深度100m，远控距离20km。32.煤矿瓦斯高效增透技术与装备研究内容：研究煤矿井下松软煤层射孔增透、深孔预裂爆破与水力压裂综合增透、二氧化碳预裂爆破技术、穿层钻孔高压水力割缝与压裂综合增透、地面集中压裂站井下分区压裂、高压水射流割缝、井下高压水力压裂、钻割（爆）抽一体化等强化抽放煤层瓦斯的工艺及装备；高瓦斯低透气性煤层“钻-割-抽”“钻-爆-抽”“钻-压-抽”工艺及设备；大直径、密集钻孔和合理钻孔布置方式。研究目标：显著提高松软煤层瓦斯预抽效果，单孔有效影响范围提高3050%，钻孔抽采量提高50%，工作面钻孔数量减少20%，预抽时间缩短20%以上。33.低浓度瓦斯利用与安全输送保障技术与装备研究内容：开发低浓度煤层气除氧浓缩技术与装备，低浓度煤层气深冷液化技术与装备，低浓度煤层气安全燃烧和利用技术与装备，煤矿乏风甲烷直接利用技术与装备，低浓度煤层气安全输送保障技术，煤矿瓦斯抽放利用管网系统智能监控技术与装备，抽放管路浓度和流量精确测定装置及新型防爆、防回火装置，瓦斯固化分离、储运技术。研究目标：低浓度煤层气浓缩液化、煤矿乏风瓦斯利用技术达到实用化和规模化，提高低浓度煤层气抽采利用系统安全保障程度，低浓度煤层气（瓦斯）利用率提高30%。方向9：煤岩动力灾害预测与防治随着矿井开采深度的加大和开采条件的变化，煤与瓦斯突出危险性日益加大，重特大突出事故尚未有效遏制。针对深部煤岩动力灾害的特征，重点开展煤岩动力灾害多因素耦合致灾机理、前兆信息探测分析与监测预警技术、煤与瓦斯突出及冲击地压综合防治技术与装备等关键技术的研究工作，从而建立和完善深部矿井煤岩动力灾害防治技术体系。34.煤岩动力灾害危险性探测、评估技术与装备研究地勘时期煤层突出危险性评估、鉴定方法和标准，研制井下瓦斯含量、瓦斯压力、原岩地应力等参数快速测定技术与装备，煤岩动力灾害地质构造精细探测技术和装备，利用无线电磁波、地音和微震等多种手段开展煤岩动力灾害区域性、连续预测技术与装备研究，建立以多元信息耦合为基础的危险性预测技术。研究目标：实现对深部煤岩体的物理力学参数、瓦斯基本参数的快速测试，对工作面前方150m地质构造的准确探测，实现对煤体内部30120m瓦斯参数的快速（1h内完成）测定和区域措施效果检验，进一步提高煤岩动力灾害预测的准确性。35.深部矿井煤岩动力灾害综合防控技术与装备研究内容：研究深部矿井的瓦斯赋存规律、煤岩动力灾害危险区域划分方法，研究适用于深部矿井高地应力、高瓦斯压力条件下合理采掘部署、基于监测地应力为主的工作面煤岩动力灾害预测技术、以卸压为主的防治措施及装备。研究目标：形成一套深部矿井突出综合防控技术体系，使深部矿井重大突出事故发生次数减少50%以上。36.集约化高效开采条件下防突技术和装备研究目标：研究适用于机械化高速掘进、高强度开采突出煤矿的深孔突出预测方法、连续预测方法、区域性防突措施和针对工作面采掘装备操作人员的安全防护技术和装备。研究目标：形成满足高效机械化开采条件的高效防突成套技术，减少突出发生次数和人员伤亡。37.煤岩动力灾害预警技术与装备研究内容：研究基于GIS的数字化矿井瓦斯地质、地质条件影响煤岩动力灾害的智能分析、防治措施动态管理、监测数据动态分析、人员管理、煤岩动力灾害防治设备管理、安全隐患管理等防治煤岩动力灾害动态综合管理平台，研究煤岩动力灾害综合预警指标、建立预警模型和智能化分析系统，开发煤岩动力灾害预警装备。研究目标：形成信息化、智能化、精细化、规范化煤岩动力灾害防治管理和预警平台，实现灾害防治的智能化辅助决策功能。38.松软突出煤层瓦斯强化预抽防突关键技术和装备研究内容：研究松软、严重突出煤层顺层钻孔施工工艺和装备，研究大直径、密集钻孔防突工艺和钻孔布置参数优化技术，研究预裂爆破、高压水射流割缝、井下高压水力压裂、钻割（爆）抽一体化等增透技术和装备。研究目标：使松软煤层顺层钻孔施工深度超过150m，成孔率超过60%，实现瓦斯预抽防突效果的有效提高，在保证消除工作面突出危险性的前提下，预抽时间缩短20%以上。方向10：煤矿热动力灾害预测与防治我国绝大多数煤矿存在自然火灾、瓦斯煤尘爆炸等热动力灾害的严重威胁，造成人员伤亡、资源损失、大气污染和生态环境破坏，随着生产技术的发展与开采条件的变化，需要对隐蔽火源探测与火灾预警及防控技术、煤矿瓦斯煤尘爆炸预警与隔抑爆体系、北方煤田火灾的探测与防治技术等方面进行深入研究，提升煤矿热动力灾害的综合防治技术水平。39.隐蔽火源探测与火灾预警及防控技术研究内容：研究防灭火材料的快速测试与优选技术，研发外因火灾不同易燃物的测试分析技术及装备；开发乙烯等火灾敏感指标气体传感器、隐蔽火源探测与分析系统、矿井火灾早期预警系统；研究采空区火灾及有毒有害气体的控制技术；研究矸石山火灾（爆炸）的预警与防控技术。研究目标：火源探测误差范围不超过20m, 气体传感器精度1×106，实现煤矿火灾连续监测及预警。40.煤矿瓦斯煤尘爆炸预警与隔抑爆体系研究研究内容：研究瓦斯爆炸过程中爆炸波与火焰的传播特征及其消除方式，研究煤矿瓦斯煤尘爆炸危险源辨识方法，建立瓦斯煤尘爆炸危险预警指标体系及预警系统，研制主动隔抑爆喷粉喷雾装备、消焰吸能抑爆材料，研究全矿井瓦斯煤尘爆炸隔抑爆体系构建技术，提高全矿井整体隔抑爆能力。研究目标：开发新型阻爆隔爆技术，隔爆装置运作滞后时间小于1020ms，为瓦斯煤尘爆炸预警提供技术支撑。41.北方煤田火灾的探测与防治技术研究内容：研究煤田火灾演化过程中的气体燃烧产物、颗粒物等污染源的生成与排放特征以及对环境生态的影响；研究煤田火灾火源燃烧、蔓延趋势与规律、火区温度场变化特征；研究大面积区域煤层自燃隐患信息检测与多元信息融合识别技术与装备；研究防治煤田火灾的新型材料、技术与装备。研究目标：减少煤田灭火工程量1020%，提高防治煤田火灾的技术水平。方向11:煤矿应急救援时有发生的矿井瓦斯煤尘爆炸、水害、火灾等重特大事故对应急救援提出了更高的要求，应急救援是防止事故扩大、减少人员伤亡的重要措施，提升我国煤矿应急救援技术和装备水平、快速提升救援能力是当前煤矿安全生产的重大技术需求。目前探明灾区环境、确定遇险人员位置、灾区应急通信、快速形成救生通道、遇险人员自救和避险、有效排解灾情等关键技术和装备尚不能满足我国煤矿灾害事故特点，急需进行深入研究和完善。42.矿井重大灾害救援应急处置技术及装备研究内容：研制灾变条件下高可靠性搜救侦测技术及装备、无线宽带应急救援通信技术及装备、地面大直径救生钻机、灾情实时模拟技术、智能化应急预案生成及应急救援辅助决策系统、快捷高效大流量成套排水系统等装备。研究目标：研究灾区复杂条件下高可靠性环境侦测技术及装备、无线通信组网距离达到2500m以上、实现灾区环境参数及音视频信号的稳定传输，实现地面大型关键钻进装备的国产化，研制轻型高强度快速连接排水管路、大流量潜水泵。43.矿井避难逃生与应急救援培训演练技术及装备研究内容：研究井下移动式避难大型设备及固定式避险硐室系列设施、新一代个体防护技术及高可靠性正压氧气呼吸防护装备、井下轻型救生钻机及破拆工器具、井下移动式医疗救护等装备，开发矿山灾害个体防护装备实验测试技术及系统，研究煤矿灾害事故模拟仿真技术及培训演练系统。研究目标：有效避难时间不短于96小时，新一代正压氧气呼吸装备的可靠性、舒适性等综合性能达到或超过美国BK240R水平，个体防护装备实验测试技术及系统达到欧洲标准，实现矿井典型灾害的事故仿真模拟及完善培训演练技术。44.煤矿灾害事故风险管理与分级控制的管理体系研究研究内容：开展煤矿危险源的灾害事故隐患风险诊断、鉴别和评估，统一煤矿重大危险源辨识的标准，开发定量分析方法，建立煤矿灾害分级控制体系，制定相应的管理标准和措施。研究目标：实现风险预控管理与日常安全管理的紧密结合，建立适合我国国情和煤炭行业的煤矿灾害事故风险管理与分级控制的标准管理体系。方向12:煤矿职业危害防治尘害和