包括大型深凹露天礦高效采礦綜合技術，深部及復雜地下礦安全、高效開采新工藝，深部煤炭資源及特厚煤層、薄煤層開發技術，石油驅采油技術，特殊類型氣藏的開發技術等。經過多年開采，我國以露天礦為主的鐵礦山80%都已進入封閉圈以下，轉入深凹或地下開采；我國有色金屬、非金屬及煤炭多為地下礦，其中煤炭、有色金屬地下礦山占90%以上。經過幾十年的開發，開采深度越來越大，有的甚至達到千米以下，由此而帶來開采難度加大、開采條件惡化、生產效率降低、成本增加等壹系列難題，已成為我國礦業發展的重要“瓶頸”。因此，大力發展深部及復雜礦體的安全、高效采礦綜合技術已迫在眉睫。迫切需要通過科技攻關，解決難采礦床的壹系列重大技術難題，建立起難采礦床安全、高效開采的綜合技術系統。大型深凹露天礦高效采礦綜合技術是集露天與地下兩種采礦技術，多學科、多專業的綜合性課題，是露天采礦、地下采礦的工藝流程及技術要素在壹個開采系統中的優化組合配置。目前我國露天礦山整體開發水平與國外先進水平相比還存在壹定差距。在露天礦逐漸進入深凹或轉入地下開采條件下，進壹步提高采礦、運輸效率、降低采礦成本，是關系到企業能否持續發展的重大問題。通過解決大型深凹露天礦安全、高效開采及運輸系統、露天與地下聯合開采等關鍵技術難題，將有效緩解露天礦山晚期礦石生產能力不足的困難局面，延長礦山壽命，並大大節省礦山建設投資，降低采礦成本。
近年來，我國在深部礦床開采方面，經過科研、設計及企業的不斷研究創新，取得了大量的研究成果。在深井開采方法、巖爆傾向、地熱防治、尾礦充填等方面積累了壹定的經驗。但是，在礦床埋藏深、巖溫高、巖爆傾向大、品位低、開采強度大的條件下，如何實現安全、高效、清潔生產，在礦體大面積開采條件下的應力轉移規律及合理回采順序、深井高應力堅硬礦床誘導碎裂連續采礦方法與工藝技術、深井巖爆巷道支護材料與支護技術、高效安全采礦工藝技術、深井開采大規模高效安全爆破技術、深井開采井下熱環境控制技術、大區域巖層穩定性動態實時監測預警技術與裝備、地下礦山采礦信息技術等關鍵技術方面有待進壹步深入、系統研究，為深部復雜礦床的安全、高效開采提供技術支撐。
我國很多煤礦井經過十幾年，有的經過百年的生產，礦井的回采深度越來越深，很多礦井采深已達到600～800米，有的已超過1000米，正在向1200～1300米延伸。我國東部的壹些新區煤層埋藏很深，上有幾百米厚的沖積層，建井和將來的深部開采都將遇到很多新的技術難題。如深厚沖積層大型深井建設技術、厚煤層綜采成套技術、薄煤層綜采機械化和自動化技術、短臂綜采技術、巷道和回采工作面的支護技術、煤炭地下氣化技術，以及煤與瓦斯突出、突水、高溫高濕等安全防護技術都是煤炭開采亟待解決的技術難題。
我國石油老油田總體上已進入高含水、高采出程度階段，穩產難度加大；新增儲量品位下降，低滲、特低滲、稠油儲量比例上升，開采難度加大。必須依靠科技進步，提高石油采收率。需解決的關鍵技術包括提高註水開發老油田采收率技術、低品位石油資源的聚合物驅、C02混相驅、表面活性劑驅以及堿/聚合物驅經濟有效開發技術。為適應特殊類型氣藏的開發，需要開發異常高壓氣藏高產井開發方式和進行安全生產技術研究，發展低滲、低產氣田大型壓裂酸化及水平井采氣技術，多層疏松砂巖氣藏防砂、堵水技術，以及高含硫氣藏防腐、脫硫和天然氣凈化技術，深化凝析氣田循環註氣提高凝析油采收技術等。