【正文】 采礦破壞的土地仍以％，每年因采礦破壞的土地仍以 萬～萬～ hm2的速度遞增。美國礦區(qū)的土地復墾率平均為美國礦區(qū)的土地復墾率平均為 80％。我國開始礦區(qū)土地復墾與生態(tài)重建工作僅與生態(tài)重建工作僅 10多年時間。學術研究方面，目前國內外重點研究的領域是：方面，目前國內外重點研究的領域是：(1)采礦對環(huán)境的影響及其演變，含演變的監(jiān)測和采礦對環(huán)境的影響及其演變，含演變的監(jiān)測和演變機理與規(guī)律。(2)綠色開采及礦區(qū)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的對策綠色開采及礦區(qū)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的對策。(3)礦區(qū)土地復墾與生態(tài)重建的理論與技術。(4)礦區(qū)大氣、水、土壤等污染的防治技術。8．煤炭地下氣化．煤炭地下氣化煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭直接進行有煤炭地下氣化就是將處于地下的煤炭直接進行有控制地燃燒，通過對煤的熱作用及化學作用產生控制地燃燒，通過對煤的熱作用及化學作用產生可燃氣體的過程。煤炭地下氣化主要用于老礦井遺棄的煤炭資源、煤炭地下氣化主要用于老礦井遺棄的煤炭資源、開采的安全性和經濟性差的薄煤層、深部煤層、開采的安全性和經濟性差的薄煤層、深部煤層、“三下三下 ”壓煤，以及高硫、高灰、高瓦斯煤層等。地下氣化爐。研究煤炭地下氣化過程及實現氣化過程的穩(wěn)定仍然是目前的主要方向，其中重點研究三個穩(wěn)定仍然是目前的主要方向，其中重點研究三個方面的內容：方面的內容：(1)開展理論研究，研究地下氣化過程中溫度場、開展理論研究，研究地下氣化過程中溫度場、濃度場、流動場、氣化空間擴展規(guī)律，并確定其濃度場、流動場、氣化空間擴展規(guī)律，并確定其影響因素，建立數學模型。(3)研究地下氣化過程控制技術，對氣化狀態(tài)參數研究地下氣化過程控制技術，對氣化狀態(tài)參數進行及時測量、分析、調解，并進行反饋控制。煤礦開采是提供煤炭能源的根本途徑，隨著社會煤礦開采是提供煤炭能源的根本途徑，隨著社會進步和科技發(fā)展，對煤礦開采的要求也越來越高進步和科技發(fā)展，對煤礦開采的要求也越來越高，既要能夠為經濟建設提供大量的煤炭產品，又，既要能夠為經濟建設提供大量的煤炭產品，又要求安全、高效、高采出率、舒適地進行開采作要求安全、高效、高采出率、舒適地進行開采作業(yè)，因此也就要求煤礦開采持續(xù)不斷地進行基礎業(yè)，因此也就要求煤礦開采持續(xù)不斷地進行基礎理論研究和科技創(chuàng)新?？梢哉f從說從 20世紀世紀 50年代開始，世界范圍內的煤礦開采才進年代開始，世界范圍內的煤礦開采才進入了大規(guī)模的機械化、半自動化階段。1．煤礦的安全開采．煤礦的安全開采煤礦的安全開采一直是我國科研、高校和煤炭等部門煤礦的安全開采一直是我國科研、高校和煤炭等部門重點研究和解決的重要課題。隨著采礦工業(yè)的發(fā)展，也給礦山帶來新的突出問題，隨著采礦工業(yè)的發(fā)展，也給礦山帶來新的突出問題，特別是煤礦安全問題尤為突出。近十年來，我國國有重點煤礦的百萬噸死亡率一直徘徊在亡率一直徘徊在 1人的水平上，而美國為人的水平上，而美國為 。煤礦重大和特大安全事故的不斷發(fā)生，已經嚴重制約了煤重大和特大安全事故的不斷發(fā)生，已經嚴重制約了煤礦開采的健康發(fā)展，對國民經濟和社會發(fā)展造成了惡礦開采的健康發(fā)展，對國民經濟和社會發(fā)展造成了惡劣的影響。我國煤礦開采技術水平參差不齊，既有處于世界先進水平的礦開采技術水平參差不齊，既有處于世界先進水平的礦井，也有手工作業(yè)的小煤窯。全國國有重點煤礦的機械化程度不足械化程度不足 70%，綜合機械化程度不足，綜合機械化程度不足 50％，而國％，而國有重點煤礦的煤炭產量不到全國總產量的一半，地方有重點煤礦的煤炭產量不到全國總產量的一半，地方煤礦的機械化程度更低。我國煤礦開采綜合機械化程度低帶來了用人多、安全條件差、效率低、經濟化程度低帶來了用人多、安全條件差、效率低、經濟效益不好、采出率低等一系列問題。自動化開采技術在我國剛剛起步，而且目前還沒自動化開采技術在我國剛剛起步，而且目前還沒有形成具有我國獨立自主知識產權的、性能穩(wěn)定有形成具有我國獨立自主知識產權的、性能穩(wěn)定的系列產品，同時在煤礦機電產品、電子產品、的系列產品，同時在煤礦機電產品、電子產品、自動控制系統(tǒng)以及軟件開發(fā)方面尚存在許多不足自動控制系統(tǒng)以及軟件開發(fā)方面尚存在許多不足。3．開采的環(huán)境保護與生態(tài)重建．開采的環(huán)境保護與生態(tài)重建據統(tǒng)計，全國重點煤礦平均每開采據統(tǒng)計，全國重點煤礦平均每開采 1萬萬 t煤炭要破煤炭要破壞壞 。除此以外，還有大量的礦井矸石山、露天礦坑、露此以外，還有大量的礦井矸石山、露天礦坑、露天廢石場等。在環(huán)保問題日益突出的今天，煤礦開采如何面對環(huán)境保護與生態(tài)重建的壓力，煤礦開采如何面對環(huán)境保護與生態(tài)重建的壓力，如何通過自身的開采技術改革以及與相關學科協(xié)如何通過自身的開采技術改革以及與相關學科協(xié)作實現煤礦的綠色環(huán)保開采，是本世紀所面臨的作實現煤礦的綠色環(huán)保開采，是本世紀所面臨的重要課題。同時還需建立新的理論體系以適應現代化煤礦開采時還需建立新的理論體系以適應現代化煤礦開采需要，指導煤礦開采的健康發(fā)展。實現煤礦開采的綜合機械化、半自動化、自動化，提高開采效益和煤炭資源采出率，化、自動化，提高開采效益和煤炭資源采出率，根本改善工人作業(yè)安全條件和工作環(huán)境。結合固體煤炭開采的理論與技術，綜合開采煤炭及瓦斯氣體與開采的理論與技術，綜合開采煤炭及瓦斯氣體與水等伴生資源，減少或消除煤礦開采引起的地表水等伴生資源，減少或消除煤礦開采引起的地表沉陷、矸石山占地、植被破壞等破壞環(huán)境與生態(tài)沉陷、矸石山占地、植被破壞等破壞環(huán)境與生態(tài)的狀況，加強地下與露天開采礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的重的狀況，加強地下與露天開采礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的重建工作，使煤礦生產做到與礦區(qū)環(huán)境協(xié)調發(fā)展。在已有煤礦開采理論體系基礎上，為適應現代煤礦開有煤礦開采理論體系基礎上，為適應現代煤礦開采的需要，加強相關基礎理論的研究，推動理論采的需要，加強相關基礎理論的研究，推動理論、技術等方面的創(chuàng)新，注重邊緣交。(3)加強基礎理論研究與高新技術開發(fā)應用。(2)建立綠色開采理論與技術體系。根據國內外煤礦開采學科的發(fā)展趨勢，針對我國根據國內外煤礦開采學科的發(fā)展趨勢，針對我國煤礦開采的科技現狀和煤層賦存的特點，圍繞煤煤礦開采的科技現狀和煤層賦存的特點，圍繞煤炭開發(fā)可持續(xù)發(fā)展和國民經濟的需要，煤礦開采炭開發(fā)可持續(xù)發(fā)展和國民經濟的需要，煤礦開采科技發(fā)展的戰(zhàn)略目標是：科技發(fā)展的戰(zhàn)略目標是：(1)綜合運用采煤學、力學、電子、機電、信息、綜合運用采煤學、力學、電子、機電、信息、通信、系統(tǒng)科學等理論與技術，開展高效、安全通信、系統(tǒng)科學等理論與技術，開展高效、安全、高資源采出率的煤炭開采理論研究與綜合開采、高資源采出率的煤炭開采理論研究與綜合開采技術開發(fā)。4．基礎理論體系的形成和完善．基礎理論體系的形成和完善雖然經過長時間的研究和實踐，煤礦開采的基礎雖然經過長時間的研究和實踐，煤礦開采的基礎理論已經形成了比較完整的體系，對開采的一些理論已經形成了比較完整的體系，對開采的一些基本規(guī)律認識清楚，但是隨著科學技術進步，開基本規(guī)律認識清楚，但是隨著科學技術進步，開采方法與規(guī)模的變化，以及國家、社會對煤礦開采方法與規(guī)模的變化，以及國家、社會對煤礦開采的要求日益提高，煤礦開采的基礎理論研究會采的要求日益提高，煤礦開采的基礎理論研究會遇到許多新的問題，如圍巖控制理論、常見災害遇到許多新的問題，如圍巖控制理論、常見災害防治理論、高效開采理論、機電一體化與自動化防治理論、高效開采理論、機電一體化與自動化開采的理論、煤與瓦斯和水資源等的共采理論等開采的理論、煤與瓦斯和水資源等的共采理論等都面臨著現代科學技術條件下的完善和重建。開采導致的地面建筑物與構筑物的破壞、地表與地下水流失、植被破壞、土地沙化破壞、地表與地下水流失、植被破壞、土地沙化、泥石流、酸雨、井下有害氣體排放污染大氣、泥石流、酸雨、井下有害氣體排放污染大氣、礦霧等環(huán)境問題。據此推算，全國各類煤礦礦井開采造成的土地沉陷與破壞的面積十分巨大?，F代的遙控自動化開采是解決煤礦安全問題、改善作業(yè)條件、提高開采效益的有效途徑之一。世界上最大的露天礦年產量己達天礦年產量己達 5000萬萬 t/a以上，高度集中化開采與集以上，高度集中化開采與集約化經營、設備大型化、開采工藝多樣化，這些都是約化經營、設備大型化、開采工藝多樣化，這些都是露天開采的優(yōu)勢，也是對我國露天開采的挑戰(zhàn)。世界采煤發(fā)達國家的綜合機械化程度達到械化程度達到 80％～％～ 100％。但總體水平上，我國煤礦開采的技術水平比較落后。2．機械化與自動化開采．機械化與自動化開采煤礦開采的根本出路在于機械化和自動化。煤礦的安全問題涉及瓦斯、火災、煤塵、水災、沖擊地壓的安全問題涉及瓦斯、火災、煤塵、水災、沖擊地壓、頂板事故、機電事故、安全爆破等多個方面。煤礦事故的死亡人數約占全國工礦企業(yè)死亡人數的約占全國工礦企業(yè)死亡人數的 51％，事故居全國各行％，事故居全國各行業(yè)的首位，百萬噸死亡率和死亡人數都遠遠高于世界業(yè)的首位，百萬噸死亡率和死亡人數都遠遠高于世界發(fā)達國家。近十余年來，煤礦安全狀況有了很大改善，但仍然是安全隱患最大的部門。然而近些年來，隨著環(huán)保等要求的日益提高和資源問然而近些年來，隨著環(huán)保等要求的日益提高和資源問題日益突出，煤礦開采也將向新的目標發(fā)展，因此煤題日益突出，煤礦開采也將向新的目標發(fā)展，因此煤礦開采科技發(fā)展的戰(zhàn)略目標是實現煤炭及伴生資源的礦開采科技發(fā)展的戰(zhàn)略目標是實現煤炭及伴生資源的安全、高效、高采出率、舒適的綠色環(huán)保開采，為國安全、高效、高采出率、舒適的綠色環(huán)保開采，為國家經濟建設提供煤炭能源及伴生資源。雖然煤礦開采已有數千年的歷史，但是真正大規(guī)模開雖然煤礦開采已有數千年的歷史，但是真正大規(guī)模開采是從歐洲的產業(yè)革命以后開始的，真正建立了現代采是從歐洲的產業(yè)革命以后開始的，真正建立了現代煤礦開采的科學理論與技術是近幾十年的事情。能源是國民經濟的基礎，煤炭是能源的主體，尤能源是國民經濟的基礎，煤炭是能源的主體，尤其在我國，煤炭在一次能源中的主導地位短期內其在我國，煤炭在一次能源中的主導地位短期內不會改變。(2)研究不同的氣化爐結構，適應不同的煤層條件研究不同的氣化爐結構，適應不同的煤層條件，研究實時工藝控制方法，以實現對氣化工作面，研究實時工藝控制方法，以實現對氣化工作面的控制。蘇聯、美國、德國、日本等都在蘇聯、美國、德國、日本等都在 20世紀中葉以前世紀中葉以前就進行了煤炭地下氣化試驗與研究，我國于就進行了煤炭地下氣化試驗與研究，我國于 1958年開始先后在撫順、大同、皖南、徐州、唐山、年開始先后在撫順、大同、皖南、徐州、唐山、山東新汶、黑龍江依蘭等地進行了煤炭地下氣化山東新汶、黑龍江依蘭等地進行了煤炭地下氣化試驗。目前煤炭地下氣化的基本方式有三種：一是無井目前煤炭地下氣化的基本方式有三種：一是無井式，全部通過鉆孔建立地下氣化爐，利用鉆孔送式，全部通過鉆孔建立地下氣化爐，利用鉆孔送入氣化劑和輸出煤氣，并在孔底貫通形成氣化通入氣化劑和輸出煤氣，并在孔底貫通形成氣化通道；二是有井式，就是利用井巷通道建造地下氣道；二是有井式，就是利用井巷通道建造地下氣化爐；三是綜合式，使用鉆孔與井巷相結合建造化爐；三是綜合式，使用鉆孔與井巷相結合建造地下氣化爐。該過程集建井、采煤、地面氣化三大工藝為一體，把煤的開采和轉化相結合，化三大工藝為一體，把煤的開采和轉化相結合，變物理采煤為化學采煤，省去了龐大的煤炭開采變物理采煤為化學采煤，省去了龐大的煤炭開采、運輸、洗選、氣化等工藝和設備，深受世界各、運輸、洗選、氣化等工藝和設備，深受世界各國的重視，被譽為第二代采煤方法。礦區(qū)固體廢棄物的處理與利用、礦區(qū)固體廢棄物的堆固體廢棄物的處理與利用、礦區(qū)固體廢棄物的堆置技術與設計要點、礦區(qū)固體廢棄物的綜合利用置技術與設計要點、礦區(qū)固體廢棄物的綜合利用技術、礦區(qū)固體廢棄物場的綠化技術。復墾土壤重構的原理與方法、復墾土地景觀重構與水土壤重構的原理與方法、復墾土地景觀重構與水土保持技術、快速恢復植被技術、復墾土地土壤土保持技術、快速恢復植被技術、復墾土地土壤改良與植物群落重建技術。主要探討在采礦的同時用保護生態(tài)環(huán)境的先進采礦與環(huán)境恢復一體化工藝、綠色開采技術，以采礦與環(huán)境恢復一體化工藝、綠色開采技術，以及礦區(qū)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的管理辦法和管理及礦區(qū)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的管理辦法和管理模式。利用 3S等技術動態(tài)監(jiān)測礦區(qū)環(huán)等技術動態(tài)監(jiān)測礦區(qū)環(huán)境演變的方法；揭示主要環(huán)境影響的時空變化規(guī)境演變的方法；揭示主要環(huán)境影響的時空變化規(guī)律以及影響程度的綜合評價；深入揭示采礦對環(huán)律以及影響程度的綜合評價；深入揭示采礦對環(huán)境的影響機理，特別是對景觀格局與地表覆蓋、境的影響機理，特別是對景觀格局與地表覆蓋、耕地生產力等方面的影響機制。在土地復墾方面，主要集中于復墾規(guī)劃與設計、在土地復墾方面，主要集中于復墾規(guī)劃與設計、工程復墾技術和生物復墾技術的研究。德國礦區(qū)的土地復墾率在土地復墾率在 70％以上。此外，礦區(qū)產生的大量廢氣、廢水、廢渣嚴重污染了礦區(qū)的空氣和大量廢氣、廢水、廢渣嚴重污染了礦區(qū)的空氣和水系。7．礦區(qū)的環(huán)境問題與重建．礦區(qū)的環(huán)境問題與重建我國目前累計工礦破壞土地約我國目前累計工礦破壞土地約 400萬萬 hm2，其中，其中采煤破壞土地的數量最大。20世紀世紀 80年代末，我國開始引進美國煤層氣開發(fā)年代末，我國開始引進美國煤層氣開發(fā)技術，開始了煤層氣開采的系統(tǒng)研究與應用。在開采前、開采中和開采后，用地面鉆井和井下鉆孔相結合的方法回收采后，用地面鉆井和井下鉆孔相結合的方法回收煤層氣。德國主要采用井下長孔抽放煤層氣。在悉尼煤田，一些礦井已廣泛應用水平鉆孔、斜交鉆孔和地面采空區(qū)垂直鉆孔抽放技術鉆孔、斜交鉆孔和地面采空區(qū)垂直