煤炭行业十大前沿难题选哪些？从43项候选问题看“十五五”煤炭工业的高水平自立自强之路

 随着“十五五”规划临近，煤炭工业作为我国能源体系的支柱产业，正处在转型发展与技术攻坚的关键节点。近日，由煤炭科学研究总院、中国矿业大学、中煤能源研究院有限责任公司、晋能控股山西科学技术研究院有限公司等九家单位联合发起的“煤炭科学技术十大难题”投票活动正式启动。这一活动不仅是行业系统性地梳理并聚焦共性科学问题与工程技术瓶颈，更被视为煤炭行业推进高水平科技自立自强、响应国家“四个面向”战略部署的重要举措。

本次征集共凝练出43项候选问题，涵盖煤炭开采、灾害防治、智能矿山、绿色低碳、资源利用等多维度领域，既包括如“煤矿床是流态矿床吗？”这类基础理论追问，也涉及“如何实现露天矿山开采的全流程一体化数字孪生推演与智能决策？”等前沿工程技术挑战。

从问题分布来看，深部资源开发与灾害防控成为焦点。多项问题直指深部开采中的科学瓶颈——如地应力测试、瓦斯防治、冲击地压治理等（如问题4、10、12、20等）。这反映出随着浅层资源逐渐枯竭，深部、复杂地质条件下的安全高效开采已成为行业无法回避的挑战。

同时，智能化与数字化贯穿多数命题。超过三分之一的问题与智能系统、无人装备、数据融合、动态决策相关（如问题5、6、33、37、39等），说明煤炭工业正从“机械化”向“数智化”跃迁，但其技术落地仍面临可靠性、协同性与适应性的严峻考验。

绿色转型与低碳利用同样占据重要比重。诸如低浓度瓦斯高效转化（问题3、11、28）、煤矸石无害化与资源化（问题16、17）、矿井水防治与放射性监控（问题15）等，凸显行业在“双碳”目标下面临的环保压力与机遇。

本次评选由《煤炭科学技术》期刊牵头组织。作为煤炭行业最具影响力的学术媒体集群之一，该刊旗下拥有SCI、Ei、CSCD收录期刊21种，长期以来扮演着连接科研、产业与政策的枢纽角色。

期刊出版单位在征集说明中明确指出，要“充分发挥科技期刊在引领原创性科研攻关中的学术枢纽作用”。这一点具有重要意义——它标志着煤炭行业的科技攻关模式正在发生转变：从分散研究走向问题集成、从跟踪模仿走向原创引领、从论文导向走向应用牵引。

正如往期专题所展示的，从王国法院士的煤炭开采技术综述，到何满潮院士提出的无煤柱自成巷技术，再到康红普院士的定向钻孔压裂技术，期刊持续推动重大成果的传播与转化。而本次难题征集，则是进一步从“输出成果”转向“定义问题”，试图以共识性难题引导科研资源集中投放。

本次活动的联合征集单位覆盖了高校、研究院所、龙头企业实验室等多类主体，包括“深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室”“煤矿冲击地压防治技术与装备国家矿山安全监察局重点实验室”等国家级平台。这种组织方式凸显出“产学研用”协同创新的机制正在成熟。

例如，“露天煤矿群边坡资源压覆和智能协调开采”（问题13）、“煤铀协同开采工程示范”（问题15）等问题，均需跨领域、多机构协作攻关。而诸如“基于光学传感技术解决新型高效煤矿生产安全行业共性难题”（问题33）等，则要求科研单位与设备制造商、矿井运营方深度合作。

按计划，最终确定的“十大关键问题与难题”将于2025年11月1日在徐州举办的“煤炭科学技术创新发展论坛暨第五届国际矿业青年科学家论坛”上发布。这一发布节点恰逢“十五五”规划启动前期，因此被视为煤炭行业科技攻关的战略风向标。

可以预见，入选难题将成为“十五五”期间国家重点研发计划、自然科学基金煤炭专项、企业重大创新项目的重要选题来源。它们不仅指引科研方向，更将吸引资金、人才与政策向关键领域倾斜。

然而，提出难题只是起点。煤炭行业仍面临科研与应用“两张皮”、创新成果转化率低、青年人才供给不足等老问题。例如，“如何实现无线电磁波在井工煤矿无人化开采中的高安全性与高可靠性应用？”（问题32）不仅依赖通信技术创新，更需解决井下复杂环境中的标准缺失与场景适配问题。

另一方面，绿色低碳转型亟需颠覆性技术突破。诸如“利用废弃矿井实施重力储能”（问题38）、“低浓度瓦斯规模化利用”（问题28）等项目，仍需突破经济性与规模化瓶颈。

煤炭工业的转型之路，注定是一场艰苦的科技攻坚。这场从43项难题中遴选“十大”的活动，不仅是一次技术问题的梳理与投票，更是行业对未来五年发展方向的集体思考。它传递出一个明确信号：煤炭行业不再满足于跟随式创新，而要成为问题定义者、技术引领者和解决方案提供者。

正如院士专家们在往期期刊中所强调的——唯有通过原创突破、协同攻关与人才培养，才能实现煤炭工业的高水平科技自立自强，并在能源革命中守住安全与绿色的底线。

（本文内容基于公开征集文档撰写，投票仍在进行中，截止期为2025年10月10日。欢迎行业同仁积极参与投票，共同塑造煤炭科技的未来。）

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