穆云飞 ，吴志军 ，郭浩辰 ，贾宏杰 ，王成山

（1. 智能电网教育部重点实验室（天津大学），天津 300072；2. 天津市智慧能源与信息技术重点实验室（天津大学），天津 300072；3. 天津大学电气自动化与信息工程学院，天津 300072）

一、前言

为了抑制全球气温升高、应对全球气候变化，世界各国在控制和减少温室气体排放方面采取积极行动，我国也正式提出了碳达峰、碳中和（“双碳”）战略目标。然而，受制于以煤为主体的能源结构，我国碳减排压力极大[1,2]。富煤、贫油、少气是现实国情，在未来较长时期内以煤为主的能源结构较难改变，煤炭在能源安全中仍然发挥着兜底保障作用[3]。受“双碳”战略目标驱动，未来煤炭行业的发展将由“扩能保供、满足居民用煤”逐步转向“高质量地开发利用煤炭、满足居民美好生活需求”，有序降低煤炭能源消耗、加快煤炭开发利用的低碳化进程成为重要趋势。

在煤炭的开采、运输、转换、利用的全生命周期内，开采是产生碳排放的重要环节。尽管煤炭开采过程的碳排放仅占煤炭全生命周期碳排放的10%[4]，但作为工业过程所消耗的能源是相当可观的。2020 年我国煤炭开采过程用能碳排放量为2.57×108t，自2010年起吨煤电耗碳排放不断增长[5]。为此，需要高度重视煤炭开采过程的低碳化。《煤炭工业发展“十三五”规划》（2016 年）[6]提出，因地制宜推广充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、矸石不升井等绿色开采技术。《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》（2022 年）[7]要求，建立煤矿绿色发展长效机制，开展煤矿资源综合利用及矿区生态治理与修复，支持煤矿充填开采技术推广应用。……