能源压舱石如何破局？煤炭开采的技术革新与绿色转型之路在哪？

煤炭作为我国能源体系的 “压舱石”，消费占比虽从峰值七成降至五成左右，但短期内仍承担着能源安全保障的核心使命。这一传统产业正面临资源禀赋劣质化、开采条件复杂化与环保要求严格化的三重考验，如何通过系统性变革实现安全、高效与绿色发展成为行业核心命题。

行业格局呈现鲜明的区域集中特征，晋陕蒙新四大主产区贡献全国八成以上产量，而深部开采矿井数量逐年增加，最深矿井已达 1510 米。高地应力、高瓦斯、水害等灾害威胁着三分之一的在产煤矿，传统开采模式在效率与安全的平衡中愈发吃力，技术升级成为必然选择。

能源压舱石如何破局？煤炭开采的技术革新与绿色转型之路在哪？

一、技术革新：破解复杂开采难题的核心引擎

技术突破贯穿煤炭开采全链条，从岩层控制到智能装备，多项创新成果实现产业化应用。

岩层控制技术实现关键突破。中国工程院院士康红普提出的巷道支护 — 改性 — 卸压 “三位一体” 协同控制理论，在中煤新集口孜东矿千米深井应用后，顶板下沉量减少 74.9%，锚杆破断率降低 90%，综合成本下降 23.34%。针对大同矿区 20 米厚坚硬顶板难题，重庆大学于斌团队首创地面压裂控制技术，通过主动弱化卸压支撑特厚煤层智能开采，这类技术已在我国占比超 50% 的特厚煤层开采中发挥核心作用。

智能化开采重构生产范式。中国矿业大学（北京）王家臣团队研发的煤矸智能识别技术，在神东煤炭保德煤矿实现精准放煤控制，破解了智能放煤的核心难题。国家能源集团构建的无人化开采系统，已实现 “地面规划割煤、装备自动执行、面内无人作业” 的常态化运行，神东榆家梁煤矿的薄煤层智能化系统更实现了效率提升与人员精简的双重成效。

深部开采技术取得阶段性进展。武汉大学刘泉声团队研发的深部巷道米级大变形控制技术，已应用于全国 40% 以上的千米深井，累计治理巷道超 2000 千米，有效控制了碎胀大变形灾害。徐州工程学院张农团队的厚层锚固技术，在王洼三矿软岩巷道应用后，围岩变形量减少 46%，为复杂地质条件下的巷道支护提供了新方案。

二、安全防控：构建 “技防 + 人防” 的立体保障网

安全管理已从被动应对转向主动防控，形成涵盖风险评估、技术预警与制度保障的完整体系。

风险评估贯穿全生命周期。煤矿企业通过危险源辨识、风险分析与分级评价三大环节，精准定位顶板隐患、瓦斯积聚等核心风险点。工作危害分析法（JHA）多用于日常作业风险识别，而复杂系统则采用故障模式与影响分析（FMEA）等专业方法，确保资源投入聚焦高优先级风险。

技术预警实现精准防控。西安科技大学来兴平团队整合超声波、电磁波与光学摄像技术，研发出全要素智能矿压感知防冲预警系统，助力陕西煤企成功解放煤炭 205 万吨。中国矿业大学（北京）鞠杨团队的数字光弹法实验系统，以皮秒级精度捕捉应力波传播过程，为冲击地压预测提供了可视化手段。

制度与文化筑牢基础防线。企业通过落实安全生产责任制，明确从负责人到一线员工的全链条职责，并建立隐患排查治理、设备检修等刚性制度。晋能控股岳城煤矿组建党员技术攻关小组，构建 “分区供风、分巷调控” 的通风系统，确保高瓦斯环境下充填开采的瓦斯浓度始终处于安全范围。

三、绿色转型：从环保合规到价值创造的升级

煤炭开采正突破 “先破坏后修复” 的传统模式，在固废利用、生态保护与低碳协同中探索新路径。

固废资源化利用成效显著。岳城煤矿采用短壁间隔充填工艺，每年可处理矸石 90 万吨以上，不仅消化本矿 20 万吨年产出量，还能协助周边矿井解决固废难题。中国工程院院士王双明提出的 “废的功能化利用” 理念，通过全固废充填材料、固盐骨料制备等技术，推动煤基固废从堆存污染向资源转化，这类固废全国存量已超 130 亿吨，资源化潜力巨大。

生态保护与开采协同发展。双鸭山东辉煤矿创新 “全井田膏体充填开采” 模式，将矸石山作为充填材料，使地表积水面积从 50% 降至零，永久基本农田重度破坏率归零，还释放 13.73 公顷被占压黑土地。该项目成为《黑土地保护法》实施后首个获批的同类项目，为耕地保护区煤炭开发提供了范本。

低碳技术探索初见端倪。行业正尝试利用采空区构建二氧化碳封存空间，开发冒裂区碎涨空间封存技术，通过 “减损开采 — 固废利用 — 碳封存” 协同体系，破解采动损害、固废处理与碳排放三大难题。这种转型不仅降低环保压力，更通过土地复垦减免、资源税优惠等实现经济效益提升。

煤炭开采的转型之路从未如此清晰：技术创新解决效率与安全的核心矛盾，绿色实践重构产业价值逻辑，安全体系筑牢发展底线。当黑土地上的充填开采设备启动，当千米深井的智能监测屏幕亮起，传统能源产业正以创新姿态回应时代命题 —— 如何在保障能源安全的同时守护生态底线，这场变革的每一步探索都值得持续关注。