煤炭开采难免破坏自然环境。如何在开发资源的同时，最大限度减少资源开采产生的环境扰动，切实保护并修复自然生态，已成为自然资源开发行业必须解决的重大课题。我国80%以上的煤炭产自黄河流域、北方防沙带等生态脆弱区，这些区域干旱缺水、物种少，要想协调生态保护与煤炭高效开发，难度很大。
神东矿区从1985年开始开发建设。开采初期，植被覆盖率在3%—10%之间。但我们依靠科技手段进行了保护开采。经过几十年的保护开采与生态修复，如今的神东矿区植被覆盖率达70%，降雨量也明显增加。在向大地借煤的同时，成功还自然以春。
核心理念是“减损开采—水位恢复—精准修复”。
揭示损伤机理
开车驶过矿区，颠簸的塌陷路面是大地无声的伤疤。过去总说采矿破坏环境，但具体破坏范围有多大？这一度缺乏量化数据。不管是露天挖煤还是井工采煤，破坏生态的根源都是开采时损伤了地下岩土层，而且这种损伤会向上传导到地表。所以，生态开采的第一步就是要改进采煤方法，从源头上最大程度减少对地层的破坏，也就是“源头减损开采”。
　　但要做到这点，必须解决两个关键问题：一是开采造成的损伤是怎么一步步传到地表的？二是岩土层断裂沉降有什么规律？
　　科学家基于67个大型井工煤矿的生态扰动数据，首次量化分析了矿区植被盖度与开采扰动源的距离关系。他们准确测出地层三维变化的情况，为揭示其规律奠定了信息和数据基础。“这是一项前无古人的全盆地三维移动监测工作。我们自主研发了大尺寸三维模拟平台，开展了‘空天地’一体化采动损伤监测，仅在开切眼和停采线就布设2000多个地面测量点，监测数据量较以往多了数十倍。
　　在露天开采方面，科学家建立了露天开采影响边界识别方法，基于对30年的区域生态遥感、地下水实地监测数据深入分析，量化了东部草原区、北方防沙带等不同类型区域露天开采生态影响范围。
　　他们发现：煤层采高越大、埋得越深，岩层越容易破断；反之，岩层本身越坚硬、越厚实，就越不容易断。这为预测地面稳定性、优化工程设计提供了科学依据。更重要的发现是，关键岩层结构的垮塌是导致地表出现大裂缝的“元凶”。这指明了预防地质灾害和保护生态的关键方向。团队还揭示了露天开采“开挖卸荷—应力渗流场重构—边坡变形—水土流失—生态退化”的损伤传导机理。这些发现为煤炭生态开采提供了坚实的理论基础。
　　生态开采本身就是构筑我国北方生态屏障的重要实践。他们先后在半干旱草原区建设了胜利露天开采示范区，在酷寒草原区建设了宝日希勒露天开采示范区，在软岩富水区建设了敏东一矿井工开采示范区，成功创建大型煤电基地生态修复模式。其中，宝日希勒露天矿建成了世界首座露天煤矿地下水库，储水量达122万立方米，实现矿坑水冬储夏用；宝日希勒露天矿和胜利露天矿均建成国家级绿色矿山，植被盖度提升40%以上。