包括大型深凹露天矿高效采矿综合技术，深部及复杂地下矿安全、高效开采新工艺，深部煤炭资源及特厚煤层、薄煤层开发技术，石油驱采油技术，特殊类型气藏的开发技术等。经过多年开采，我国以露天矿为主的铁矿山80%都已进入封闭圈以下，转入深凹或地下开采；我国有色金属、非金属及煤炭多为地下矿，其中煤炭、有色金属地下矿山占90%以上。经过几十年的开发，开采深度越来越大，有的甚至达到千米以下，由此而带来开采难度加大、开采条件恶化、生产效率降低、成本增加等一系列难题，已成为我国矿业发展的重要“瓶颈”。因此，大力发展深部及复杂矿体的安全、高效采矿综合技术已迫在眉睫。迫切需要通过科技攻关，解决难采矿床的一系列重大技术难题，建立起难采矿床安全、高效开采的综合技术系统。大型深凹露天矿高效采矿综合技术是集露天与地下两种采矿技术，多学科、多专业的综合性课题，是露天采矿、地下采矿的工艺流程及技术要素在一个开采系统中的优化组合配置。目前我国露天矿山整体开发水平与国外先进水平相比还存在一定差距。在露天矿逐渐进入深凹或转入地下开采条件下，进一步提高采矿、运输效率、降低采矿成本，是关系到企业能否持续发展的重大问题。通过解决大型深凹露天矿安全、高效开采及运输系统、露天与地下联合开采等关键技术难题，将有效缓解露天矿山晚期矿石生产能力不足的困难局面，延长矿山寿命，并大大节省矿山建设投资，降低采矿成本。
近年来，我国在深部矿床开采方面，经过科研、设计及企业的不断研究创新，取得了大量的研究成果。在深井开采方法、岩爆倾向、地热防治、尾矿充填等方面积累了一定的经验。但是，在矿床埋藏深、岩温高、岩爆倾向大、品位低、开采强度大的条件下，如何实现安全、高效、清洁生产，在矿体大面积开采条件下的应力转移规律及合理回采顺序、深井高应力坚硬矿床诱导碎裂连续采矿方法与工艺技术、深井岩爆巷道支护材料与支护技术、高效安全采矿工艺技术、深井开采大规模高效安全爆破技术、深井开采井下热环境控制技术、大区域岩层稳定性动态实时监测预警技术与装备、地下矿山采矿信息技术等关键技术方面有待进一步深入、系统研究，为深部复杂矿床的安全、高效开采提供技术支撑。
我国很多煤矿井经过十几年，有的经过百年的生产，矿井的回采深度越来越深，很多矿井采深已达到600～800米，有的已超过1000米，正在向1200～1300米延伸。我国东部的一些新区煤层埋藏很深，上有几百米厚的冲积层，建井和将来的深部开采都将遇到很多新的技术难题。如深厚冲积层大型深井建设技术、厚煤层综采成套技术、薄煤层综采机械化和自动化技术、短臂综采技术、巷道和回采工作面的支护技术、煤炭地下气化技术，以及煤与瓦斯突出、突水、高温高湿等安全防护技术都是煤炭开采亟待解决的技术难题。
我国石油老油田总体上已进入高含水、高采出程度阶段，稳产难度加大；新增储量品位下降，低渗、特低渗、稠油储量比例上升，开采难度加大。必须依靠科技进步，提高石油采收率。需解决的关键技术包括提高注水开发老油田采收率技术、低品位石油资源的聚合物驱、C02混相驱、表面活性剂驱以及碱/聚合物驱经济有效开发技术。为适应特殊类型气藏的开发，需要开发异常高压气藏高产井开发方式和进行安全生产技术研究，发展低渗、低产气田大型压裂酸化及水平井采气技术，多层疏松砂岩气藏防砂、堵水技术，以及高含硫气藏防腐、脱硫和天然气净化技术，深化凝析气田循环注气提高凝析油采收技术等。
