1）综合工艺设计优化技术
基于各单一开采工艺生产能力匹配原则，提出露天煤矿综合开采工艺匹配模式，建立综合开采工艺开采参数、开采范围、开采程序动态调整方法，绘制综合开采工艺的典型时间、空间关系图，提出综合开采工艺可靠性的概念，建立综合开采工艺可靠性模型，寻找提高综合开采工艺系统可靠性的途径。
（2）大型露天煤矿节能减排技术
露天煤矿碳排放核算研究是推进露天煤矿实现低碳化的重要基础。摸清露天煤矿碳排放量是实现露天煤矿碳排放标准化的前提。建立露天生产工艺和生产环节的碳排放计算模型，从而选择低碳的露天矿开采工艺和作业方式。
（3）采矿与生态重建一体化技术
通过分析露天采矿对生态重建的扰动，构建露天矿的开采参数、采排工艺、边坡稳定、物流规划和排土场选择与生态重建的耦合关系，为建立基于生态重建的露天采矿一体化优化设计理论提供依据。运用露天矿采矿学原理建立开采参数优化模型、采排工艺优化模型、边坡优化模型、物流规划模型、排土场选择模型，将优化结果应用到采矿工程实践，从而为生态重建提供最适宜的空间环境、地层地貌环境、水系环境、土壤环境。

1）综合工艺设计优化技术
基于各单一开采工艺生产能力匹配原则，提出露天煤矿综合开采工艺匹配模式，建立综合开采工艺开采参数、开采范围、开采程序动态调整方法，绘制综合开采工艺的典型时间、空间关系图，提出综合开采工艺可靠性的概念，建立综合开采工艺可靠性模型，寻找提高综合开采工艺系统可靠性的途径。
（2）大型露天煤矿节能减排技术
露天煤矿碳排放核算研究是推进露天煤矿实现低碳化的重要基础。摸清露天煤矿碳排放量是实现露天煤矿碳排放标准化的前提。建立露天生产工艺和生产环节的碳排放计算模型，从而选择低碳的露天矿开采工艺和作业方式。
（3）采矿与生态重建一体化技术
通过分析露天采矿对生态重建的扰动，构建露天矿的开采参数、采排工艺、边坡稳定、物流规划和排土场选择与生态重建的耦合关系，为建立基于生态重建的露天采矿一体化优化设计理论提供依据。运用露天矿采矿学原理建立开采参数优化模型、采排工艺优化模型、边坡优化模型、物流规划模型、排土场选择模型，将优化结果应用到采矿工程实践，从而为生态重建提供最适宜的空间环境、地层地貌环境、水系环境、土壤环境。