能源与资源的开发利用是人类文明进步的基础，煤炭作为能源资源的主体构成部分，支撑着我国经济与社会的发展。然而，随着人类对煤炭的持续开采利用，地球浅部煤炭资源已逐渐趋向枯竭，煤炭资源开发需要不断走向地球深部，千米级矿井开采将成为常态。习近平主席于2016年5月强调指出:“当前，国家对战略科技支撑的需求比以往任何时期都更加迫切……从理论上讲，地球内部可利用的成矿空间分布在从地表到地下10 000 m，目前，世界先进水平勘探开采深度已达2 500～4 000 m，而我国大多小于500 m，向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”。因此，向地球深部要资源已上升为国家战略需求，对煤炭开发利用进行变革已势在必行[1]。
我国煤炭消费总量仍将保持在较高水平，煤炭利用过程中的环境污染日益加重。我国煤炭中硫分和灰分含量较高，从而导致约85%的CO2、90%的SO2和73%的烟尘排放都来自燃煤;此外，煤炭燃烧利用过程中还会产生汞、PM2.5以及氮氧化物等污染物。如何在能源消耗增加的同时减少污染物的排放，实现能源的清洁绿色低碳循环发展，是我们面临的紧迫现实问题[2-5]。煤炭革命是能源革命的主要方向[6-8]，因此，只有煤炭开发利用发生根本性变革，才能从整体上实现我国能源的安全、绿色与可持续供给。
从我国能源发展战略来看，煤炭在未来相当长时期内仍将是我国的主体能源和基础能源，而我国近70%的煤炭资源分布在2 000 m以深，因此，深部煤炭资源开采势在必行。然而，按照现有开采方式、开采技术发展水平、矿井灾害认知与防治水平，固体矿物的开采深度不可能无限向深部延伸，传统的开采方式与目前的技术水平已经不足以支撑深部固体资源开采，而是存在一个极限开采深度[9-16]。笔者根据采煤工作面环境温度、巷道变形控制以及采动岩体能量聚集灾变等方面，提出了极限开采深度确定方法，明确指出目前技术水平条件下煤炭井工开采的极限深度为1 500 m[15]。资源开采在进入深部开采后将面临更大的安全、环境、经济及技术难题，促使我们必须思考和探索以低资源消耗、低环境污染、低地层损害为标志的煤炭革命新理论和新技术。
向地球深部进军是我国和全球未来的必然趋势，国家正在启动的面向2030国家重大科技项目“地球深部探测”提出深地科学钻探深度将突破13 000 m，深部资源开采目标为油气10 000 m、地热6 000 m、固态资源3 000 m。特别是高效开采2 000 m以深的煤炭资源，必须突破现有的开采方法、理论和技术，研究深部资源开采理论与技术。基于目前勘测结果，结合岩石力学实验与力学理论分析，6 000 m以深的岩体基本处于三向等压状态，深部岩体进入全范围塑性流变状态，岩层运动、围岩支护、灾害预警与防治等将难以控制，现有的固体矿物资源的开采方式将难以适用于6 000 m以深。但是，石油、天然气等流态型油气资源，目前采用流态化开发的方式使得开采深度已超过7 500 m，采用钻机下井、人不下井的方式，通过压差流态传输至地表，与深地固体矿物资源现有开采方式有本质区别[1]。
基于此，笔者2012年提出了煤炭深部开发未来应实现“煤不出地面，井下无人、井下选矿、燃烧发电与地下气化一体化”的生态矿山开采技术思想。2014年笔者首次提出了深部煤炭资源流态化开采的学术构想，初步形成了煤炭深部原位流态化开采的技术框架。本文以煤炭变革为导向，以解决2 000 m以深煤炭资源的开发难题为目标，系统阐述了煤炭深部原位流态化开采的科学构想，提出了煤炭深部原位流态化开采的4个理论体系与10个关键技术，明确了煤炭资源深部原位流态化开采的战略路线。
1 深部原位流态化开采的理论与技术构想
煤炭深部原位流态化开采就是将深部煤炭就地原位转化为气态、液态或气固液混态物质，在井下原位实现无人智能化的采选充、热电气等转化的流态化开采技术体系[1,8,17](图1)，该构想突破了固体矿产资源临界开采深度的限制，使深地煤炭开采可以像油气开发那样“钻机下井，人不下井”，实现原位开采与转化，使得煤炭开采由传统的“井下采煤出井”转变为“井下采煤不出井”，由传统的“井下只采煤”转变为“井下原位实现采煤、电、热、气一体化综合开发利用”，最终实现“地上无煤、井下无人”的绿色环保开采目标[1,8]。原位流态化开采可以改变目前矿业领域生产效率低、安全性差、生态破坏严重、资源采出率低、地面运输/转化能量损耗大等一系列问题，实现深部煤炭资源开采理念与模式的变革。
图1 煤炭深部原位流态化开采与多元智能型清洁能源基地示意
Fig.1 Schematic diagram of the deep in-situ fluidized mining design and diverse intelligent clean energy bases
实现深部煤炭原位流态开采的关键突破是构建一套井下原位采、选、充、电、气、热、输运一体化的无人作业智能采掘与转化技术。深部原位流态化开采构想的主要技术流程可分为:① 深部原位无人采掘，利用深部原位无人智能盾构实现无人采掘作业，并通过传送设施将采掘的煤岩输送至分选模块;② 深部原位智能分选，煤炭与矸石通过重力分选分离，并利用分离出的矸石回填采空区;③ 深部原位转化，利用煤炭的液化、气化、电化、生物化等流态转化技术，进行煤炭资源的深部原位流态转化;④ 深部原位充填调控，利用深部原位流态转化后产生的矿渣充填采空区，以减小地表沉陷造成的环境损害，实现绿色环保开采;⑤ 高效传输与智能调蓄，结合深部地热资源的利用，经流态转化后的煤炭资源通过高效智能的流态传输系统传至地表，传统的煤炭企业将成为电力输出与清洁能源的调蓄基地。
2 深部原位流态化开采的理论体系
2.1 深部原位流态化开采的采动岩体力学理论
在深部原位流态化开采过程中，深部矿井下的岩体将会出现大量非常规力学行为，并且现有的岩体力学理论或许不再适用。因此，需要突破传统的采矿理论与采动岩体力学框架，构建基于流态化开采扰动的深部原位岩体力学理论[1,8,18-20]。
明确不同深度岩体物理力学行为的差异和变化规律是构建基于深部原位流态化开采的采动力学理论的核心。通过对原位保真取芯原理和方法的研究，研发深部原位、移位以及原位恢复保真取芯技术和装备(图2)，建立保真岩体力学测试的新标准体系。据此对原位状态和流态化开采全过程下深部岩体的应力重新分布特征与演化规律进行探索，提出流态化开采扰动下的岩体力学试验理论，建立深部原位流态化开采的岩体非线性力学的全新理论[1]。
图2 深部原位保真取芯装置构想示意[21]
Fig.2 Schematic diagram of the deep in-situ fidelity coring and measuring chamber[21]
考虑深部原位化学与生物液化、气化、电化等诱导的围岩增压效应和大规模流态开采下的围岩卸压效应，探索深部原位条件下煤炭流态化开采过程中(包括盾构式煤炭流态转化开采过程以及煤炭原位液化与抽采过程)岩层应力释放与转移特征，基于能量理论分析煤岩体非线性力学行为及能量转移、转化及分配规律，探讨流态开采扰动下岩体稳定与破裂扩展演化的关系，揭示非线性变形能作用下原位岩体力学灾变准则与岩层失稳判据，提炼出大范围岩层结构运动与失稳力学理论与支护方法，最终建立以能量调控为基础的岩层稳定性的控制理论与方法。
2.2 深部原位流态化开采的“三场”可视化理论
深部原位流态化开采包括盾构式煤炭流态转化开采以及煤炭原位液化与抽采，由多种技术共同作用。在深部原位流态化开采扰动作用下，煤岩体内部结构与原位应力场必将发生动态演化，从而形成新的连续演化的三场:采动应力场、裂隙场与渗流场[1,8,18-20]。然而，流态化开采过程中，深部岩体内部的裂纹传播以及诱发岩体破坏的过程无法直观显现，煤炭流态转化产生的扰动效应对深部煤岩体的应力场以及流体渗流规律的影响也无法直观显示，因此，“三场”透明及可视化理论与技术的发展尤为关键。
针对流态开采扰动效应下深部煤岩体的破裂结构、原位应力与“三场”演化特征，利用近年发展迅速的分形重构、3D打印、应力冻结等实验理论与技术[22-25]，对深部原位流态化开采扰动下煤岩体应力场-裂隙场-渗流场的透明及可视化理论与表征方法进行研究。采用“三场”透明及可视化理论与技术预先“透明推演”出整个开采过程，直观形象、定量的显现出裂纹扩展演化、煤岩体破裂破碎、应力传播与能量转移、灾害发生过程等信息，将原来的“黑箱”问题透明化、可视化，对开采过程实现预判、预警、预解，有助于构建高效安全运行保障体系，从而实现深部煤炭资源的智能化、无人化、安全高效的原位流态化开采[1]。
2.3 深部原位流态化开采的原位转化多物理场耦合理论
深部原位流态化开采是一个固、液、气等多相介质共存，温度场、渗流场、应力场、损伤场、裂隙场等多物理场相互交叉耦合作用的过程，其核心是要实现原位转化[1,8,18,20,26]。深部原位流态化开采颠覆了传统的采矿方式，通过一系列物理、化学、生物方法将固态煤炭资源进行原位液化、气化及电化。因此，煤岩体不仅受到传统的应力-温度-渗透耦合作用，而且受化学转化与微生物转化反应等因素影响，基于传统采矿理论下的多物理场耦合方法已无法满足流态化开采的需求。
构建包括微观、细观、宏观尺度下的裂隙结构，固、液、气、电等并存的多相环境，以及应力、温度、渗流、化学、微生物等多种作用机制的多物理场耦合模型，揭示深部原位流态化开采过程中的岩体本构行为、变形破坏规律以及渗流机制。深部煤炭原位液化、气化具有相变和膨胀效应，需要建立多场条件下煤炭原位液化、气化的非线性渗流与扩散理论，揭示其边界演化过程以及环境损害效应[1]。利用能量理论、非线性数学等方法，探索深部原位多物理场耦合岩体力学行为与能量演化特征，揭示开采致灾的能量准则与能量调控机理，进而深入研究深部原位岩体多物理场耦合力学行为与能量特征[1,8,18-20]。主要包括:深部原位高地温、高应力、强扰动、强流变等多物理场耦合下岩体变形破裂的力学行为;深部原位开采诱导的能量积聚、耗散和释放的时空演化规律和突变机理;深部原位开采致灾的能量机制与力学准则;深部原位岩体稳定与破坏以及深部原位灾害防控的能量调控技术[1,8,18-20]。
2.4 深部原位流态化开采的原位开采设计、转化与输运理论
深部原位开采设计理论是根据深部原位流态化开采的技术特点，提出深部原位液化、气化和电化的矿井开拓与布局理论，建立深部原位流态化开采的建井、开拓、输运的一体化全新理论与技术、充填支护理论以及开采设计理论。
固体煤炭资源的深部原位流态转化原理与方法是流态化开采的关键，直接决定了流态化开采技术能否成功实施。不仅要求转化时具有高液化、气化率，而且要求最大限度的转换、萃取出有用组分，以大幅提高深部煤炭资源的开采效率，实现经济高效开采的目标。因此基于力学、化学及生物机制构建成熟的转换理论尤为重要。
通过对高温高压环境下煤炭资源深部原位快速液化机理及催化剂催化机制，煤炭资源化学组分在新型超临界萃取溶剂中的溶解和扩展机制，以及外源高效菌群与煤炭资源相互作用机理的研究，揭示深部原位条件下煤炭化学与生物液化、气化的反应原理，建立深部原位流态化开采的液化、气化原位转化的动力学方程，建立原位黏稠煤浆、精细化煤粉的远程管路输送的多相流体动力学理论。
3 深部原位流态化开采的关键技术体系
3.1 深部原位流态化开采的智能化技术体系
3.1.1 深部原位流态化开采的地质保障技术
地质保障技术是实现煤炭资源安全高效开采的重要基础，结合互联网、云计算、大数据、虚拟现实(VR)、工业控制、三维地理信息系统(3DGIS)以及煤矿开采等技术，在透明采矿技术研究采场应力、裂隙、渗流动态变化及显示的基础上，利用深部原位多场地质构造精准探测技术与装备，完成煤矿三维虚拟地理信息系统平台的设计与开发，在原位采掘舱的监测平台上实时一体化显示地理全信息(构造、水、资源分布等)，构建包括高精度地质模型在内的矿井三维动态模型，建立矿井全息模型，形成深部原位流态化开采的“透明矿井”构建技术与深部原位流态化开采的信息系统平台，实现对采掘舱的实时控制(图3,4)。
图3 深部原位透明矿井全息模型示意
Fig.3 Schematic diagram of the transparent holographic model for deep in-situ mining
图4 深部原位采掘舱精确探测及地质保障技术示意[1]
Fig.4 Schematic diagram of the accurate detection and geological protection techniques[1]
3.1.2 深部原位流态化开采的精准探测与导航技术
参照各种高精度探测手段探明待开采资源的位置、储量、品位、物理特性等信息，研究深部原位流态化开采的矿井高精度探测、导航与定位技术，实现设备实时定位、自主纠偏与姿态检测，构建深部导航北斗定位系统、无线远程微波能量输送技术，实现深部原位复杂空间的精准定位导航及能量输运技术，如图5所示。
图5 深部原位多维、多尺度深地空间分布式导航系统示意
Fig.5 Schematic diagram of the deep in-situ multidimensional,multiscale distributed space navigation system
3.1.3 深部原位流态化开采的智能开拓布局技术
对于埋深超过2 000 m的煤炭资源，无法采用传统的矿井开拓布局方式，因此应根据高精度采区地质构造探测及三维精准可视化地质模型构建、地球物理精准勘探技术、地理大数据挖掘及模糊位置精准化(人工智能反演)技术、三维地质信息可视化虚拟平台技术以及多维多尺度深地空间分布式导航原型系统等研究，形成适用于深部原位流态化开采的全新的建井、采区布局、开拓建设、实时控制等技术(图6)。
图6 深部原位流态化开采装置示意
Fig.6 Schematic diagram of the equipment and arrangement for deep in-situ fluidized mining
3.1.4 深部原位智能化洗选技术
结合煤炭行业产业升级、深部煤炭安全高效开发和清洁低碳利用需求，开展深部原位煤炭智能化洗选技术装备的研究。通过原煤密度等物理特性在线检测预测、自适应煤质变化的选煤过程智能控制策略、多变量耦合系统自适应控制技术、智能传感仪器仪表与远程监控技术的研究开发，突破深部原位煤炭洗选智能化技术瓶颈，形成深部原位模块化智能洗选装及智能化控制系统(图7)，实现选煤生产流程自动化、工艺参数智能化，解决深部煤炭安全开发清洁利用技术难题。
图7 深部原位煤炭洗选集中控制原理示意
Fig.7 Schematic diagram of the central control plan for deep in-situ coal washing processes
3.2 深部原位流态化开采的无人化技术体系
3.2.1 深部原位采选充电气热一体化的流态化开采技术
为了应对煤矿深层巷道的高压力、地应力释放、特殊应急情况等极端问题，形成适合深部原位流态化开采的开发与转化条件，利用深部原位智能盾构掘采设备特殊设计，提出深部原位多元功能智能盾构掘采设备特殊设计技术。深部原位采选充电气热一体流态化开采技术主要包括3个主体结构:盾构式采掘舱、破碎选煤舱和流态转化反应舱[1,17]，各舱协同作业，将固体煤炭资源气化、液化或电化进行开发，实现煤炭深部原位流态化开采。基于井下无人智能化的要求，主机的实时监控、自动导向、自动测量、智能化电控系统设计需安全可靠，实现完全智能化，并且研发开采废弃物无害化原位处置利用技术。
通过全新高效、安全、可靠、智能化的全断面盾构(TBM)方式巷道掘采工艺，实现盾构机采掘设备与智能移动选煤舱、煤炭快速液化舱、减沉协同自适应充填系统的统一，实现煤炭采、充与转化的实时、协同运转。通过新型支护推进方式的TBM，有效实现采掘煤岩、输送渣土、支护巷道、导向纠偏、一次断面成型以及采、掘、运、支护一体化等多功能一体化的掘进设备，实现多种功能的高效集成。TBM掘采设备需要完成智能移动选煤舱、煤炭快速液化舱、减沉协同自适应充填等多种功能一体化集成设计，实现结构紧凑、功能完善，实现采、掘、运、支护一体化。
3.2.2 深部原位无人化智能输送与提升技术
传统的煤炭开采运输方式中，使用箕斗、矿车或皮带将开采的煤炭从井下运输至地表，但是当开采埋深超过2 000 m的深部煤炭资源时，传统的运输方式将不再适用，无法满足流态化开采的运输需求，因此需要创新性的提出一套适用于深部煤炭原位流态化开采的技术体系，来实现流态化资源的运输与提升，具体包括:
(1)深部原位智能无人化带式输送技术。研究高可靠性的配套电气设备、高可靠的机械传动设备，开展带式输送机控制系统、保护系统、视频监视、维护系统一体化设计，开发深部原位无人化的智能控制系统以及基于VR的远程检修维护系统。
(2)深部原位智能化辅助运输技术。为提高深部矿井设备和材料的运输效率，解决复杂地质条件下的运输技术问题，形成系统的深部原位矿井辅助运输体系，研发针对不同地质条件、不同开发深度的煤矿辅助运输技术。
(3)深部原位煤炭流体垂直输送工艺。研究固体矿物深部原位流态垂直连续输送技术，以双井筒为基础压风为动力U型平衡流态循环、泵送输料的超深煤炭资源流态垂直输送的运行模式，解决深部原位超深煤炭的立井连续高效提升。
(4)深部原位开采高效安全运输技术。融合传统轮轨交通和管道运输的长处，研究开发井下深部原位的磁悬浮管道运输技术，具有运量大、速度快、无环境污染、高安全性、占地面积小等优点。
3.3 深部原位流态化开采的流态化技术体系
3.3.1 深部原位能量诱导物理破碎流态化开采技术
深部原位物理破碎流态化开采技术是指利用地下水力、高应力或其他外力诱发深部煤体突出，形成气、液或颗粒流等混合流态物质，并将颗粒尺度破碎至符合管路传送的要求，通过管道负压以流态化形式输送至地表，以达到地面抽采的目的[1]。例如，研究埋深超过2 000 m煤层高应力突然释放诱导破煤机理。通过实验室模拟试验、计算机仿真分析煤层埋深、煤层强度、瓦斯压力、钻孔直径对煤层破坏范围、破坏程度的影响;研究深部原位高应力诱导的流态化开采适用条件，对于松软煤层，利用深部原位的高应力、高瓦斯压力优势条件，通过煤层钻孔，或者水力喷射，诱导煤粉与瓦斯突出，实现地面抽采瓦斯、煤粉或煤浆(图8)。
图8 深部原位诱发煤与瓦斯突出示意
Fig.8 Schematic diagram of the deep in-situ activation of coal and gas outburst
3.3.2 深部原位化学转化流态化开采技术
深部原位化学转化流态化是利用化学反应将煤炭直接原位转化为液体或气体[17,27-28]，其关键为在现有地下气化液化技术的基础上，研发深部原位小型化、精准化及稳定可控的技术[1]。具体包括:
(1)深部原位化学气化技术。基于现有的煤炭地下气化技术，使用定向钻井、可控气化、岩层控制及生态恢复等一系列技术手段来实现深地资源流态化绿色开采。
(2)深部原位化学液化——直接温和液化技术。在深部原位将加氢溶剂与催化剂注入井道煤层中，在低压、低温、低煤浆浓度的条件下进行温和直接液化反应，从而制得石脑油以及柴油馏分。
(3)深部原位化学液化——煤氧化制化学品技术。在深部原位将氧化剂注入井道中与煤层充分接触，在一定温度条件下经充分反应，然后对氧化后产物进行分离得到脂肪酸、芳香羧酸等化学品。
(4)深部原位化学液化——溶解煤+煤制油技术。在深部原位将石油醚、甲醇、二硫化碳等有机溶剂注入井道中用流体冲力使煤层分散并两者充分接触，依托地下高温条件进行热溶，形成的煤浆或悬浮液用泵抽出，经预处理后在地面就地直接液化从而生产燃料油或化学品。
3.3.3 深部原位生物降解流态化开采技术
深部原位生物降解流态化开采技术是利用微生物可以对煤炭基质和煤层气进行降解的性质[29-30]，用微生物将深部煤炭资源原位转化为气体和液体燃料与原料的一种流态化开采技术，分为深部原位生物液化和深部原位生物气化两种形式。
(1)深部原位CO2与CH4重整能源化技术是利用生物降解流态化开采技术，将富含微生物的培养液带压注入煤层，富含微生物的培养液在井下预制循环通道内络扩散循环，煤炭与微生物持续反应的同时，通过水解发酵菌、产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷菌联合作用，生成CH4和CO2，并通过抽采钻井采出。
(2)深部原位外源高效菌种的培育及土著菌种的激活技术是深部原位生物降解流态化开采技术的关键。研究菌液多分支注入与压裂扩散技术、菌液转化反应控制技术、菌液转化气液产物抽采技术以及地下环境污染与控制技术对于形成矿产资源微生物深部原位开采的理论与技术体系具有重要意义[1]。
3.3.4 深部原位煤粉爆燃发电关键技术
深部原位煤粉爆燃发电借鉴脉冲爆震发动机的概念，采用超细煤粉直接喷射，输入一定浓度比的瓦斯与空气混合物，采用离子点火技术，实现深部原位煤粉爆燃发电，以代替燃油、燃气发电机的传统技术(图9,10)。该技术研究具体包括:
图9 深部原位煤粉爆燃发电工艺流程示意
Fig.9 Schematic diagram of the pulverized coal deflagration for power generation
图10 煤粉爆燃气缸示意
Fig.10 Schematic diagram of the chamber designed for pulverized coal deflagration
(1)深部原位煤粉爆燃能量的稳定释放机理。探索深部原位煤粉爆燃化学热力学、化学动力学和传热传质机理，构建深部原位煤粉爆燃能量释放的物理化学模型，揭示深部原位煤粉爆燃能量稳定释放的控制机制。主要研究内容包括:深部原位煤粉爆燃焓及其影响因素;深部原位煤粉爆燃速率及其影响因素;深部原位煤粉爆燃传质传热物理模型;深部原位煤粉爆燃多场耦合机理;深部原位煤粉爆燃火焰及其影响因素;深部原位煤粉与瓦斯爆燃的协同效应。
(2)深部原位煤粉爆燃能量的高效转化机理。分析深部原位煤粉爆燃能量的构成，揭示深部原位煤粉爆燃能量的传递和高效转化机理，构建高效的深部原位能量转化机构。主要研究内容包括:深部原位煤粉爆燃能量的构成;深部原位煤粉爆燃动力循环机制;深部原位爆燃焓向射流动能转化机理;深部原位射流动能向机械能转化机构。
(3)深部原位模块化煤粉爆燃发动机。在对煤粉爆燃能量稳定释放和高效转化研究的基础上，构建深部原位模块化煤粉爆燃发动机。主要研究内容包括:深部原位煤粉爆燃着火机理及等离子点火技术;深部原位煤粉与瓦斯分层共爆防磨技术;深部原位煤粉爆燃结焦机理及控制技术;深部原位煤粉爆燃污染物生成及控制机理;深部原位模块化煤粉爆燃发动机样机。
4 煤炭深部原位流态化开采的战略路线
煤炭资源流态化开采以流态化开采理论体系为基础，以流态化、智能化、无人化三大技术体系为支撑，研发相关技术装备，为实现井下无人作业、煤炭资源安全高效回采提供基础。为了煤炭资源流态化开采得以实施，提出“2025基础研究、2035技术攻关、2050集成示范”的战略实施路线。
2025年之前属于深部原位流态化开采的基础理论、技术预研阶段。该阶段面向2 000 m以浅煤炭资源的开采，主要进行流态化开采前瞻性、基础性工作，通过地质保障、过程控制、井下发电、煤炭液化等技术的实现，完成超低生态损害的信息化、自动化开采，实现少人开采且达到天然气排放水平的目标。
2025—2035年属于深部原位流态化开采的技术突破、装备研发阶段。该阶段面向3 000 m以浅煤炭资源的流态化开采，通过无人采掘、采选充一体化、燃爆发电、导控气化等技术的实现，完成近零生态损害的智能化、无人化开采，实现接近无人开采且接近清洁能源排放水平的目标。
2035—2050年属于流态化开采的技术集成及工业性示范阶段。该阶段面向3 000 m以深煤炭资源的开采，主要进行深部原位流态化开采技术的集成以及深部原位流态化采矿开拓与实施等工作，实现“地上无煤、井下无人”以及零排放、零损害纯清洁能源绿色环保开发的终极目标，实现深部煤炭资源开采理念与模式的变革。
深部原位流态化开采理论与技术体系至少包括13项核心技术:
(1)深部原位流态化开采的基础理论;
(2)深部原位流态化开采的设计理论与技术；
(3)深部原位流态化开采的精准探测技术；
(4)深部原位煤粉爆燃发电关键技术；
(5)深部原位CO2与CH4重整能源化技术；
(6)深部原位煤炭液化技术；
(7)深部原位煤炭气化技术；
(8)深部原位流态化开采的原位能量交换、储能与转化一体化技术；
(9)深部原位流态化开采的废弃物无害化原位处置利用技术；
(10)深部原位流态化开采的智能化输送与提升技术；
(11)深部原位流态化开采的地下水力和高应力诱导开采技术；
(12)深部原位流态化开采的多元功能盾构系统技术；
(13)深部原位流态化开采的高效安全运行保障体系研究HSE。
5 结 语
本文以煤炭技术变革为导向，以解决2 000 m以深煤炭资源开发瓶颈难题为目标，系统地阐述了煤炭深部原位流态化开采的理论体系与技术构想，明确了煤炭深部原位流态化开采的战略路线。煤炭深部原位流态化开采颠覆了煤炭传统的开采理念和技术体系，是新的资源与能源开采方式的变革，开辟了新的采矿工业模式，将引领矿产资源开采技术革命，实现“地上无煤、井下无人”的绿色环保开采目标，为我国矿产资源总量翻一番提供理论与技术支撑。未来的深部煤矿将不会再有人下井、煤出井、矸石成山、尘土飞扬的场景，而是清洁、安全、智能、环境协调、生态友好的电力传输和能源调蓄基地。
致谢 论文研究得到了深圳大学、四川大学、中国矿业大学(北京)、中国矿业大学、中国煤炭科工集团等单位以及钱鸣高院士、康红普院士、王国法院士、武强院士、王金华教授、周宏伟教授、张茹教授、任世华研究员、聂晓东博士、朱彦博士的支持与帮助，在此一并表示衷心感谢。
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