程 坤,劉 具,王 猛,張 錕,仝 莉
(中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)咨詢中心,北京市朝陽區(qū),100013)
煤炭是我國主體能源和重要工業(yè)原料,是保障我國能源安全的穩(wěn)定器和壓艙石[1-4]。2022年全國煤炭產(chǎn)量45.6億t,煤炭占我國一次能源消費(fèi)總量56.2%,為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了可靠的能源保障。短期看,煤炭在我國能源供給體系中的主體地位不會(huì)改變,是保障我國能源安全的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);中長期來看,煤炭在我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中的兜底保障作用也不會(huì)改變[5-9]。煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”(煤礦采區(qū)采出率、原煤入選率、煤矸石與共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用率)標(biāo)準(zhǔn)作為衡量煤炭資源合理開發(fā)利用狀況的關(guān)鍵指標(biāo),是全面評(píng)價(jià)煤炭企業(yè)資源節(jié)約與綜合利用水平的主要依據(jù),煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用以來,在提高煤炭資源采出率、原煤入選率、煤矸石綜合利用率等方面取得明顯成效。馮安生等[10]通過梳理2011年我國煤炭“三率”調(diào)查結(jié)果,分析了我國煤炭資源開發(fā)利用狀況;冉文瑞等[11]研究了貴州省煤炭資源“三率”調(diào)查與評(píng)價(jià)結(jié)果,從加大煤礦整合力度、強(qiáng)化煤炭資源勘查等方面提出了對(duì)策建議。十九大以來,我國生態(tài)文明建設(shè)深入推進(jìn),對(duì)煤炭資源開發(fā)利用提出更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求,但煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)方面研究相對(duì)較少,亟需全面研究當(dāng)前煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用情況及存在問題,為煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用指明方向。
我國煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展演變可以劃分為4個(gè)階段[12]。第1階段是立法完善階段(1986-1996年),《礦產(chǎn)資源法》《煤炭法》陸續(xù)頒布,從法律層面規(guī)定了煤炭資源合理開發(fā)利用基本原則,為煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)建立奠定了法律基礎(chǔ);第2階段是標(biāo)準(zhǔn)制定階段(1997-1998年),明確了不同設(shè)計(jì)能力、不同煤層厚度、不同采煤方法采區(qū)采出率的最低要求,實(shí)現(xiàn)了從定性要求到定量考核的轉(zhuǎn)變;第3階段是標(biāo)準(zhǔn)完善階段(1999-2011年),資源開發(fā)和節(jié)約利用并重,原礦產(chǎn)資源“三率”指標(biāo)中采礦貧化率修改為綜合利用率,增強(qiáng)了對(duì)礦產(chǎn)資源綜合利用的約束和要求;第4階段是全面應(yīng)用階段(2012年至今),將煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)明確為:煤礦采區(qū)采出率、原煤入選率和煤矸石與共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用率,并將“三率”納入煤炭資源開發(fā)利用年度檢查。
煤礦采區(qū)采出率是指煤礦采區(qū)實(shí)際采出煤量占采區(qū)動(dòng)用資源量的比例,煤礦采區(qū)采出率Kc計(jì)算公式為:
(1)
式中:Qc——采區(qū)實(shí)際采出煤量,萬t;
Qd——采區(qū)動(dòng)用煤炭資源量,萬t。
原煤入選率是指入選原煤量占生產(chǎn)原煤量的比例,原煤入選率Kx計(jì)算公式為:
(2)
式中:Qx——入選原煤量,萬t;
Qy——生產(chǎn)原煤量,萬t。
煤矸石綜合利用率是指煤礦生產(chǎn)過程中利用的煤矸石量占產(chǎn)生煤矸石量的比例,煤矸石綜合利用率Kg計(jì)算公式為:
(3)
式中:Qgy——煤礦生產(chǎn)過程中利用的煤矸石量,萬t;
Qgc——煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤矸石量,萬t。
礦井水綜合利用率是指煤礦生產(chǎn)過程中利用的礦井水量占產(chǎn)生的礦井水量的比例,礦井水綜合利用率Ks計(jì)算公式為:
(4)
式中:Qsy——煤礦生產(chǎn)過程中利用的礦井水量,萬t;
Qsc——煤礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的礦井水量,萬t。
共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用率是指煤礦生產(chǎn)過程中共伴生礦產(chǎn)開發(fā)利用量占共伴生礦產(chǎn)開采動(dòng)用資源儲(chǔ)量比例的平均值,共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用率Kb計(jì)算公式為:
(5)
式中:n——共伴生礦產(chǎn)資源種類數(shù)量,種;
ki——第i種共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用率,%;
qiy——煤礦生產(chǎn)過程中第i種共伴生礦產(chǎn)開發(fā)利用量,萬t;
qid——煤礦生產(chǎn)過程中第i種共伴生礦產(chǎn)開采動(dòng)用資源儲(chǔ)量,萬t。
煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)具體要求見表1。
表1 煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)要求 %
煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)全面推廣應(yīng)用以來,在強(qiáng)化煤炭資源儲(chǔ)量精細(xì)化管理,提高煤炭資源采出率、原煤入選率,提高煤矸石、礦井水、瓦斯等共伴生資源綜合利用率,推動(dòng)煤炭資源開發(fā)和選煤加工技術(shù)進(jìn)步,推動(dòng)安全高效礦井和綠色礦山建設(shè),促進(jìn)煤礦關(guān)鍵裝備升級(jí)等方面發(fā)揮了重要作用[13-15]。煤炭資源“三率”指標(biāo)應(yīng)用情況如圖1所示。
圖1 煤炭資源“三率”指標(biāo)應(yīng)用情況
從圖1(a)中煤礦采區(qū)采出率變化情況來看,2011年全國煤礦采區(qū)采出率平均值為83.29%,其中井工煤礦采區(qū)采出率平均值為80.51%,露天煤礦采區(qū)采出率平均值為95.70%;2018年全國煤礦采區(qū)采出率平均值為85.62%,其中井工煤礦采區(qū)采出率平均值為83.84%,露天煤礦采區(qū)采出率平均值為95.92%;2021年全國煤礦采區(qū)采出率平均值為87.68%,較2011年和2018年分別提高5.27%、2.41%,其中井工煤礦采區(qū)采出率平均值為86.14%,露天煤礦采區(qū)采出率平均值為94.82%。分析可知,我國煤礦采區(qū)采出率總體呈逐年上升態(tài)勢,露天煤礦采區(qū)采出率明顯高于井工煤礦,但隨著無煤柱開采、小煤柱開采、沿空留巷、充填開采等先進(jìn)適用技術(shù)在井工煤礦推廣應(yīng)用,近年來井工煤礦采區(qū)采出率的增長率高于露天煤礦。
從圖1(b)中的原煤入選率變化情況來看,2011年原煤入選率平均值為50.42%,2018年原煤入選率平均值為81.50%,2021年原煤入選率平均值為80.60%,較2011年提高63.82%,較2018年下降1.10%。分析可知,我國原煤入選率總體穩(wěn)步提升,較2011年實(shí)現(xiàn)了大幅提升,但近年來國內(nèi)煤炭供應(yīng)緊張,部分地區(qū)直接銷售未經(jīng)入選原煤,從而使得2021年原煤入選率較2018年呈現(xiàn)下降趨勢,隨著國內(nèi)選煤技術(shù)進(jìn)步和煤炭保供形勢好轉(zhuǎn),原煤入選率仍將保持上升態(tài)勢。
從圖1(b)中的共伴生資源綜合利用率變化情況來看,2011年全國煤矸石綜合利用率平均值為75.34%,礦井水綜合利用率平均值為67.34%,瓦斯綜合利用率平均值為25.95%;2018年全國煤矸石綜合利用率平均值為87.90%,礦井水綜合利用率平均值為80.00%,瓦斯綜合利用率平均值為56.30%;2021年全國煤矸石綜合利用率平均值為88.45%,較2011年和2018年分別提高17.4%、0.63%,礦井水綜合利用率平均值為86.54%,較2011年和2018年分別提高28.34%、8.18%;瓦斯綜合利用率平均值為63.95%,較2011年和2018年分別提高146.44%、13.59%。分析可知,我國煤矸石、礦井水、瓦斯等資源的綜合利用率均達(dá)到了較高水平,并比2011年明顯提升,尤其是隨著低濃度瓦斯發(fā)電、礦井水深度處理等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,礦井水和瓦斯綜合利用率明顯提高,但從減少碳排放角度來看,瓦斯綜合利用率還有待進(jìn)一步提高,特別是空排瓦斯提純利用將是重點(diǎn)方向[16-18]。
我國煤炭資源分布地域廣、煤礦數(shù)量多、開采規(guī)模大,煤層賦存條件、技術(shù)裝備水平等方面存在很大差異,不同地區(qū)、不同企業(yè)之間發(fā)展不平衡,加之不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境承載力存在一定差異,對(duì)煤炭資源合理開發(fā)利用提出了不同要求。同時(shí),隨著“雙碳”目標(biāo)任務(wù)深入實(shí)施,煤炭作為高碳能源,肩負(fù)著綠色低碳發(fā)展重任,加快實(shí)現(xiàn)煤炭資源生產(chǎn)過程綠色化、減少碳排放,減少煤炭生產(chǎn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響和破壞,是煤炭行業(yè)落實(shí)“雙碳”目標(biāo)的必然之舉。因此,亟需在《煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)要求(試行)》基礎(chǔ)上,建立健全煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”管理制度,分級(jí)分類指導(dǎo)我國煤炭資源合理開發(fā)利用。
自2012年煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)全面應(yīng)用以來,國土資源部組織開展了1次煤炭資源“三率”調(diào)查與評(píng)價(jià)工作,2019年和2022年自然資源部組織開展了2次煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)研究和評(píng)估工作,煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)全面推廣應(yīng)用了10余年,但指標(biāo)調(diào)查和評(píng)估工作還未形成長效機(jī)制,調(diào)查時(shí)間和調(diào)查對(duì)象存在一定隨機(jī)性,調(diào)查數(shù)據(jù)時(shí)效性不足,加之煤炭企業(yè)重視程度不夠,部分?jǐn)?shù)據(jù)誤報(bào)、漏報(bào)甚至瞞報(bào),從而導(dǎo)致煤炭資源“三率”指標(biāo)難以全面準(zhǔn)確反映我國煤炭資源開發(fā)利用現(xiàn)狀,不利于自然資源主管部門科學(xué)決策。
為有效提升煤炭資源節(jié)約開發(fā)水平,國家出臺(tái)了提高采區(qū)采出率方面稅收優(yōu)惠政策,但缺少獨(dú)立公正的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證程序,同時(shí)沒有針對(duì)煤矸石、礦井水、瓦斯綜合利用方面出臺(tái)相關(guān)政策。企業(yè)在煤炭資源合理開發(fā)利用方面投入大量人力、物力和財(cái)力,在提高煤矸石、礦井水、瓦斯綜合利用率等方面取得了不少成績,但卻無法得到相關(guān)部門認(rèn)定。企業(yè)在申請(qǐng)優(yōu)惠政策過程中經(jīng)常面臨“有門無路”,導(dǎo)致企業(yè)無法享受優(yōu)惠政策,從而降低了煤炭企業(yè)相關(guān)積極性。此外,國家對(duì)與煤炭資源合理開發(fā)利用的信息指導(dǎo)、咨詢服務(wù)、配套政策、信貸支持等方面還存在不足,亟需出臺(tái)煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”優(yōu)惠政策及配套政策,充分調(diào)動(dòng)煤炭企業(yè)的積極性。
近年來,我國煤炭行業(yè)技術(shù)裝備水平顯著提升,持續(xù)引領(lǐng)和推動(dòng)了我國煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),但在煤炭資源綜合利用領(lǐng)域,尤其是煤矸石、礦井水及共伴生資源利用方面,整體技術(shù)水平不能滿足國家相關(guān)政策要求,和我國煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求不相適應(yīng),距離多元化、高端化仍有一定差距,部分中小型煤礦資源綜合利用水平偏低等問題仍然存在。此外,隨著研究不斷深入,在煤炭資源中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了具有巨大工業(yè)價(jià)值的鎵、鋰、稀土等戰(zhàn)略礦產(chǎn),煤層氣、頁巖氣、油頁巖、天然氣水合物、砂巖型鈾礦等能源礦產(chǎn),以及高嶺土、石墨、黏土礦物等非金屬礦產(chǎn),但煤炭共伴生資源綜合利用技術(shù)創(chuàng)新總體水平低,經(jīng)濟(jì)性明顯不足,嚴(yán)重制約了煤炭共伴生資源的利用[19-22]。
隨著煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”指標(biāo)的全面實(shí)施,部分煤炭企業(yè)結(jié)合自身特點(diǎn),建立健全了煤炭資源儲(chǔ)量、采出率等方面管理制度,尤其是賦存稀缺煤和煉焦煤礦區(qū),更加注重提高煤礦采區(qū)采出率,對(duì)于促進(jìn)稀缺煤炭資源合理開發(fā)利用發(fā)揮了重要作用,但是非特殊煤炭資源開發(fā)過程中,對(duì)該指標(biāo)的重視程度還有待進(jìn)一步提升。此外,煤矸石、瓦斯、礦井水的綜合利用需要企業(yè)投入大量成本才能取得效益,且投入的邊際效益遞減,從而導(dǎo)致企業(yè)持續(xù)投入的主動(dòng)性不足,煤矸石、瓦斯、礦井水綜合利用方面仍存在很大提升空間,亟需強(qiáng)化企業(yè)資源合理開發(fā)利用的主體責(zé)任,結(jié)合自身特點(diǎn)制定煤炭資源“三率”管理措施,全面提高煤炭資源合理開發(fā)利用水平。
煤炭資源主管部門高度重視煤炭資源“三率”指標(biāo)日常監(jiān)督和管理,健全煤炭資源“三率”指標(biāo)管理辦法,將煤炭資源“三率”指標(biāo)考核納入煤炭企業(yè)年度考核任務(wù),進(jìn)一步壓實(shí)煤礦企業(yè)主體責(zé)任。重點(diǎn)加強(qiáng)采區(qū)采出率、原煤入選率、煤矸石綜合利用率、礦井水綜合利用率等硬性指標(biāo)日常監(jiān)管,對(duì)于不符合規(guī)定的生產(chǎn)煤礦,列入日常重點(diǎn)督查名單,加快推動(dòng)煤礦技術(shù)改造,改造后仍不能符合規(guī)定的要依法依規(guī)退出相應(yīng)產(chǎn)能。煤層氣、高嶺土等共伴生資源綜合利用情況,應(yīng)根據(jù)共伴生資源賦存狀況和開采技術(shù)條件,優(yōu)先將礦區(qū)內(nèi)共伴生資源劃歸煤礦開采,煤礦設(shè)計(jì)過程中要充分考慮共伴生資源的開采和保護(hù),合理確定資源開發(fā)時(shí)序和方式,避免煤礦開采對(duì)共伴生資源的破壞。建立健全煤炭資源“三率”公示制度,接受社會(huì)公眾監(jiān)督,加快形成“企業(yè)自律、社會(huì)監(jiān)督、政府監(jiān)管”的共同監(jiān)管格局,提升煤炭資源“三率”指標(biāo)水平。
充分利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù),建立全國煤炭資源“三率”數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),組織全國煤炭生產(chǎn)企業(yè)按年度填報(bào)所屬煤礦“三率”指標(biāo),實(shí)現(xiàn)煤炭資源“三率”數(shù)據(jù)在線監(jiān)測,動(dòng)態(tài)掌握我國煤炭“三率”數(shù)據(jù),并根據(jù)煤炭企業(yè)填報(bào)情況定期組織開展現(xiàn)場核查,確保煤礦“三率”指標(biāo)真實(shí)可靠。同時(shí),定期發(fā)布煤炭資源“三率”指標(biāo)評(píng)估報(bào)告,系統(tǒng)總結(jié)煤炭“三率”指標(biāo)應(yīng)用取得的成效,深入剖析煤炭資源“三率”指標(biāo)應(yīng)用過程中存在的問題和不足,并結(jié)合煤炭行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策,綜合研究煤炭資源“三率”指標(biāo)涵蓋范圍、考核標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用范圍,為政府部門加強(qiáng)煤炭資源管理提供決策依據(jù),為煤炭企業(yè)和煤礦全面推廣應(yīng)用“三率”指標(biāo)提供科學(xué)指導(dǎo),從而全方位提升煤炭“三率”指標(biāo)應(yīng)用成效。
自然資源主管部門應(yīng)在全面評(píng)估煤炭資源“三率”指標(biāo)完成情況的基礎(chǔ)上,加快建立第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)認(rèn)定制度,明確認(rèn)定程序、認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)定方法,客觀公正地評(píng)估煤炭企業(yè)在提高煤炭資源“三率”方面所做貢獻(xiàn)及取得成效,對(duì)具有突出貢獻(xiàn)的煤炭企業(yè),實(shí)行差異化的稅收優(yōu)惠政策及其他配套優(yōu)惠政策,對(duì)企業(yè)給予各種形式的政策補(bǔ)貼;對(duì)在提高煤炭資源“三率”方面不作為的煤炭企業(yè),實(shí)施聯(lián)合懲戒和相應(yīng)限制措施,從而鼓勵(lì)煤炭企業(yè)不斷增強(qiáng)提高煤炭資源“三率”水平的自覺性和主動(dòng)性。充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向作用,通過資源稅費(fèi)減免、貼息貸款、中央或地方專項(xiàng)資金支持等多種財(cái)政政策聯(lián)動(dòng),為煤炭企業(yè)提供充足的資金支持;在煤礦建設(shè)項(xiàng)目核準(zhǔn)、產(chǎn)能核增等方面給予政策支持,全面調(diào)動(dòng)煤炭企業(yè)的積極性,鼓勵(lì)和引導(dǎo)煤炭企業(yè)從單純追求經(jīng)濟(jì)效益逐步轉(zhuǎn)到資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等協(xié)調(diào)發(fā)展的新發(fā)展格局上來,從而形成良好的政策循環(huán)效應(yīng),推動(dòng)煤炭資源“三率”政策落地生根。
組織開展煤炭資源綜合利用技術(shù)需求調(diào)查,根據(jù)煤炭企業(yè)實(shí)際需要,加快組建煤炭“三率”技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,全面加強(qiáng)煤礦充填開采、保水開采、無煤柱開采等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),在提高煤炭資源采出率的同時(shí)減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)和破壞;加大選煤廠技術(shù)升級(jí)改造,因地制宜推廣采用“干法+濕法”聯(lián)合流程,對(duì)褐煤和其他易泥化煤,全面采用干法分選工藝,提高選煤效率;加快推廣煤矸石充填開采技術(shù),系統(tǒng)解決煤矸石排放問題,充分利用粉煤灰、工業(yè)廢渣和固體垃圾,研發(fā)煤礦新型充填材料,提高礦區(qū)廢棄資源利用效率;加快研發(fā)礦井水處理新技術(shù),尤其是針對(duì)西部缺水礦區(qū),加快研發(fā)高礦化度礦井水處理技術(shù),提高礦井水重復(fù)利用率;加快研發(fā)乏風(fēng)瓦斯提純利用技術(shù),提高礦井瓦斯利用率;加快煤炭共伴生礦產(chǎn)資源開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),定期組織評(píng)選煤炭資源“三率”先進(jìn)適用技術(shù)和裝備,并適時(shí)組織召開行業(yè)推廣會(huì)或現(xiàn)場會(huì),加快推動(dòng)煤炭資源“三率”技術(shù)交流和應(yīng)用。
研判我國煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展趨勢和要求,統(tǒng)籌考慮煤炭資源種類、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境承載力等方面因素,動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化煤炭資源“三率”標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,大力推進(jìn)煤炭資源合理開發(fā)利用向綠色低碳轉(zhuǎn)型。按照保護(hù)資源、節(jié)約資源、有效提高資源綜合利用效率的原則,研究論證煤炭資源“三率”指標(biāo)取值的合理性,研究制定不同地區(qū)、不同類型煤礦“三率”指標(biāo),并結(jié)合煤礦開采技術(shù)進(jìn)步、采掘設(shè)備更新?lián)Q代,科學(xué)調(diào)整采區(qū)采出率指標(biāo)。根據(jù)煤炭資源賦存特征和規(guī)律,研究提出面積采出率和垂直采出率的定義和計(jì)算方法,全方位提升多煤層礦區(qū)煤炭資源采出率。根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和產(chǎn)業(yè)政策變化,動(dòng)態(tài)調(diào)整煤炭資源“三率”指標(biāo),全面有效指導(dǎo)我國煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,精準(zhǔn)高效助力我國能源強(qiáng)國建設(shè)。
煤炭資源合理開發(fā)利用“三率”標(biāo)準(zhǔn)全面推廣應(yīng)用以來,在提高我國煤炭資源開發(fā)利用水平、構(gòu)建煤炭資源循環(huán)利用體系、加快建設(shè)綠色礦山等方面發(fā)揮了良好的推動(dòng)作用。隨著我國煤炭行業(yè)邁入高質(zhì)量發(fā)展新階段,煤炭資源綠色開采、高效選煤、共伴生資源綜合利用將是主要方向,煤炭資源“三率”標(biāo)準(zhǔn)作為煤炭資源合理開發(fā)利用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),加快其全面應(yīng)用,將有效推動(dòng)我國煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。