炼焦煤不仅仅是一种能源,也是一种重要的工业原料,被誉为钢铁业的“粮食”,同时炼焦煤也是稀缺、不可再生和替代的战略资源,为避免对稀缺资源的过度开采、浪费、优化开采结构和模式,实现可持续性良性开采,炼焦煤必须实行保护性安全开采。本文依据广义能量系统(one-variable generalized energy system, GES)根据我国目前炼焦煤产能扩张特点创新性地建立了炼焦煤惯性增长模型,并推断出近年炼焦煤产量的环比增长率,发现近年来我国炼焦煤产量呈破坏性增长。在此基础上,综合参考制定限产规划应考虑的三个原则,建立了炼焦煤限产模型,得出了符合我国稀缺资源发展战略的炼焦煤产量的环比增长率,推断出了我国炼焦煤资源的开采年限,并根据模型的计算结果,提出了两种炼焦煤开采限产规划方案。根据国外政策横向比较,并结合我国国情,建立了国家政策补贴模型。山西省作为我国最大的炼焦煤产地,必须对炼焦煤资源采取保护性措施。本文对山西某焦煤集团炼焦煤市场进行了调研,并依据限产模型和国家政策补贴模型对山西某焦煤集团炼焦煤产能进行了计算,并提出了有针对性的炼焦煤保护性开采限产规划。本文还针对我国稀缺炼焦煤资源的保护提出了从行政立法、技术创新、资源勘察、规划监管、资源整合到国际合作等多方面的建议。炼焦煤作为一种稀缺战略资源,必须实现安全高效开采。本文针对不同煤矿地质和开采条件分别提出不同的开采方式用以提高稀缺炼焦煤的回采率和安全性。(1)在山西省屯兰煤矿,开发了巷旁板式支护充填材料、配比及其充填支架,提出了在充填体中布置钢筋网的加固新方法,避免了充填体外加固的难题,减少煤柱损失,提高了煤炭资源回收率,减少了煤炭自燃发火可能性。(2)在白家庄煤矿,采用相邻两工作面间平巷错层位布置,采用三段式回采工艺,应用自主研制的轻型放顶煤支架进行支护,解决了传统放顶煤开采端头丢煤多的缺点。对近距离易自燃煤层采空区残煤,提出了利用上层回风巷道探明下层顶板厚度,在薄顶板条件下采用综采放煤柱技术及防治瓦斯、火灾、水害等灾害的成套技术与装备回收上层残煤,简化了系统,大幅提高了炼焦煤回采率,提高了特种回采安全性。(3)在镇城底煤矿,提出需采用如下创新技术和工艺,如低位放顶煤技术、后部运输机接煤板、机尾端头支架箱体辅助顶梁、井下煤矸振动分离筛、采用井下-地面多级煤矸分离系统,确保炼焦煤产品质量。提出在不规则块段将工作面布置成不等长的非常规壁式回采工作面,根据回采需要进行工作面长度调整、变向推进等措施,最大限度地减少煤炭储量损失。通过各种技术实现边角煤一次采出,减少了回采边角煤所带来的技术难题和安全隐患。(4)针对8#、9#号煤层极近距离煤层开采自燃火灾严重条件,本文以防止近距离煤层采空区遗煤自燃为出发点,西山矿区极近距离煤层为研究对象,对采煤方式、火区探测技术进行了研究,并采取阻化剂技术、注氮技术防止采空区遗煤自燃,取得了良好的效果。