我国露天煤矿的发展需要借鉴国外主要露天煤炭开采国家的经验和做法，印度煤炭资源总量位列世界第5位，大部分煤炭资源适合露天开采，是世界第二大煤炭生产国和消费国，且95%以上的煤炭产量来自露天开采。为满足10多亿人口的用能需求，印度利用煤炭资源的赋存优势和露天开采的规模优势，持续扩大国内煤炭产量，已成为仅次于我国的第一大露天煤炭生产国。同时，印度在开采装备制造、开采工艺改进、法律法规制定实施等方面均取得了良好成效，研究印度露天煤矿发展，可为我国露天煤矿实现高质量发展提供借鉴。

1 印度煤炭资源储量及分布特点

1.1 露天煤炭资源储量十分丰富

印度位于南亚次大陆中部、印度板块中心部位，地质构造框架清晰，北部为喜马拉雅褶皱带，中、南部为印度半岛克拉通，之间为山前坳陷。根据广泛出露的前寒武纪变质岩系的差异，印度半岛克拉通可划分为7个次级克拉通。印度大多数煤炭资源发育在印度半岛克拉通的辛格布姆和布海因达拉克次级克拉通[1-5]，且印度大部分煤炭资源的赋存条件较为简单，煤层厚度较大、埋深较浅，非常适于露天开采，煤炭资源的露天开采占有绝对优势，95%以上产量都来自于露天开采[6-7]。

根据印度官方公布的统计资料，近年来探明煤炭资源量逐年上升，截至2020年4月1日，硬煤资源总量为3 440.21亿t，比2018年增加了7.83%，其中探明储量1 634.61亿t，比2018年增加了9.86%，占硬煤资源总量的47.5%，比2018年增加了0.87个百分点；显示储量1 503.92亿t，占硬煤资源总量的43.7%；推测储量301.68亿t，占硬煤资源总量的8.8%。褐煤资源总量为460.19亿t，比2018年增加了0.78%，其中探明储量67.88亿t，比2018年增加了3.78%，占褐煤资源总量的14.75%，比2018年增加了0.43个百分点；显示储量262.37亿t，占褐煤资源总量的57.01%；推测储量129.94亿t，占褐煤资源总量的28.24%[6-7]。

1.2 露天煤炭资源分布较为集中

印度露天煤炭资源按含煤区域分布：硬煤资源主要位于贡达瓦纳煤田，其赋存量约占硬煤资源总量的99.5%，其余属于第三系煤田；褐煤资源的80%分布在奈维利煤田。

按行政区划的分布：印度硬煤煤炭资源主要分布在奥里萨邦(Odisha)、贾坎德邦(Jharkhand)、恰蒂斯加尔邦(Chhattisgarh)、西孟加拉邦(West Bengal)、中央邦(Madhya Pradesh)、特伦甘纳邦(Telangana)等地；褐煤煤炭资源主要分布在泰米尔纳德邦(Tamilnadu)等地。2021年硬煤和褐煤煤炭资源按行政区划的分布如图1所示[6-7]。

1.3 露天煤炭资源赋存条件较好

印度煤炭主要赋存于晚古生代二叠纪(一般称为贡达瓦纳煤田)和第三纪，这与欧洲和北美大部分重要煤矿床赋存于石炭纪地层中有所不同。印度煤炭资源分布具有以下特点：一是晚石炭世-二叠纪的贡达瓦纳煤炭资源量占统治地位，主要分布在印度半岛东部和中南部的时代较老的贡达瓦纳地层组内的27个主要煤田内；二是第三纪煤炭占比很少，其产区集中在印度东南部。

印度大部分煤炭资源埋深位于300 m以浅，适合露天开采。2021年不同埋深煤炭资源占比如图2所示[1-7]。

2 印度露天煤矿煤炭开采发展现状

2.1 近50年印度发展成为国外第一大露天煤炭生产国

近50年印度露天煤炭产量持续增长，占煤炭总产量的比重达到95%以上，提升了74个百分点。印度大部分煤炭资源的地质构造比较简单，煤层厚度较大、倾角较小、赋存较浅，因此印度煤炭开采主要以露天煤矿开采为主。1970-2021年的52年间，印度露天煤矿的煤炭产量在印度煤炭总产量中的占比稳步提升[1-7]，如图3所示，从1970年的20.00%上升到2021年的95.64%；1986年露天煤矿煤炭产量超过井工煤矿产量，占比达到57%；之后，露天煤矿煤炭产量的比重持续提升，2021年印度露天煤矿产量7.76亿t，占比达到95.64%，且仅次于同期我国9.4亿t的露天煤炭产量，成为国外第一大露天煤炭生产国。印度露天煤矿的开采深度一般为100～150 m，剥采比一般在1.15～4.40 m3/t之间。近年来，随着开采深度逐渐加大，印度全国露天煤矿生产剥采比逐渐增大，从2019年的2.47 m3/t扩大到2021年的2.81 m3/t，具体见表1[6-7]。

2.2 露天煤矿生产集中度较高

(1)2021年印度硬煤露天煤矿行政区划集中度有所提升。印度主要硬煤露天煤矿集中在奥里萨邦(Odisha)、恰蒂斯加尔邦(Chhattisgarh)、中央邦(Madhya Pradesh)、贾坎德邦(Jharkhand)、特伦甘纳邦(Telangana)和马哈拉施特拉邦(Maharashtra)，2021年这6个邦的露天煤矿硬煤产量所占比重较2015年提高了7个百分点，2021年和2015年主要行政区划露天煤矿硬煤产量比重变化分别如图4所示[1-7]。

(2)2021年泰米尔纳德邦(Tamilnadu)褐煤生产优势愈加显著。印度主要褐煤露天煤矿集中在泰米尔纳德邦(Tamil Nadu)、古吉拉特邦(Gujarat)和拉贾斯坦邦(Rajasthan)，2021年泰米尔纳德邦露天煤矿褐煤产量所占比重较2015年提高了16.32个百分点，而古吉拉特邦和拉贾斯坦邦的褐煤产量占比均有所降低，2021年和2015年这3个邦的褐煤产量比重变化分别如图5所示[1-7]。

(3)露天煤矿生产企业高度集中。印度露天煤矿硬煤产量主要来自印度煤炭有限公司(CIL)和辛格雷尼煤矿有限公司(SCCL)，露天煤矿褐煤产量主要来自奈维利褐煤公司(Neyveli)。2021年，印度煤炭有限公司生产硬煤596.219 Mt，占印度硬煤总产量的83.26%，辛格雷尼煤矿有限公司生产硬煤50.580 Mt，占印度硬煤总产量的7.06%，两公司硬煤产量合计占印度硬煤总产量的90.32%。2021年奈维利褐煤公司生产褐煤19.262 Mt，占褐煤总产量的52.61%。印度煤炭生产企业中，印度煤炭有限公司露天煤矿煤炭产量最高的下属生产企业默哈讷迪煤田有限公司(MCL)2021年煤炭产量为147.477 Mt，占比为21.53%，露天煤矿煤炭产量排列第2位的东南部煤田有限公司(SECL)2021年煤炭产量为135.227 Mt，占比为19.75%，露天煤矿煤炭产量排列第3位的北部煤田有限公司(NCL)2021年煤炭产量115.042 Mt，占比为16.80%。2001-2021年印度煤炭有限公司煤炭总产量、露天煤矿产量及占比[1-7]如图6所示。

2.3 大型露天煤矿产量优势明显

印度中小型露天煤矿数量占优势，产量100万t/a以下露天煤矿150余处，数量占比超过一半，产量400万t/a以下露天煤矿数量占比超过80%；大型露天煤矿产量占优势，产量400万t/a以上的大型露天煤矿不到50余处，但产量占印度全国露天煤矿产量的65.8%；产量1 000万t/a以上特大型露天煤矿仅15处，产量占印度全国露天煤矿产量的30%左右，具体如图7所示[1-9]。

2.4 近20年露天煤矿生产效率总体增长

近20年印度露天煤矿生产效率总体上升。人均工效是衡量煤矿生产效率的重要指标，20世纪80年代开始，印度露天煤矿发展迅速，人均工效呈上升趋势；而井工煤矿生产规模萎缩，人均工效几乎没有变化。印度煤炭有限公司露天煤矿人均工效从2001年的5.90 t/(工·d)提高到2021年的14.01 t/(工·d)；辛格雷尼煤矿有限公司露天煤矿人均工效从2006年的9.60 t/(工·d)增加到2021年的13.86 t/(工·d)[1-9]，如图8所示。

3 印度露天煤矿开采工艺和技术装备特点

3.1 硬煤开采采用吊斗铲无运输倒堆和单斗-卡车间断开采工艺

印度早期露天开采主要采用机械铲-自卸卡车和吊斗铲，用电铲配自卸卡车剥离表土层时吨煤剥采比限制在2 m3/t，用吊斗铲剥离时剥采比则限制在3 m3/t；20世纪50年代中期，印度露天煤矿剥离的表土层平均厚度也只有50 m，建成一批露天煤矿后，随着设备生产能力提高，剥离厚度超过100 m，煤层倾斜达到1∶3，电铲斗容加大到4.6～10.0 m3。20世纪80年代后印度露天开采技术有很大发展，对煤层厚度在4～20 m之间、倾角小于5°的硬煤资源，下部岩层采用吊斗倒堆开采工艺进行剥离，其他覆盖层及煤炭开采使用单斗卡车开采工艺；为减少燃油消耗及提高经济效益，一些露天煤矿采用半连续开采工艺，主要流程的装备包括单斗铲-卡车-端帮半固定破碎机-带式输送机-排土机或单斗铲移动破碎机-带式输送机-排土机等。

印度是亚洲范围内使用吊斗铲最多的国家，全国共有约50台吊斗铲，其中斗容62、33、30 m3的吊斗铲各1台，斗容24 m3的吊斗铲16台，斗容20 m3的吊斗铲7台，其余均为斗容15 m3的吊斗铲。印度煤炭有限公司露天煤矿大都采用吊斗铲无运输倒堆和单斗卡车开采工艺，正在使用的吊斗铲32台，其中23台在北部煤田有限公司(NCL)；2021/22财政年度该公司投资24亿卢比采购了5台斗容24 m3的吊斗铲，32亿卢比采购了96台载重240 t自卸卡车；同时为了完成年产10亿t煤炭的目标，正在分期分批采购价值超过70亿卢比的360台高效采矿装备。

3.2 褐煤开采采用连续开采工艺

连续开采工艺是用轮斗挖掘机对粘土、沙子、砾石、褐煤等软质至半硬质的矿产品进行开采，是一种连续采矿技术，与带式输送机和移动式转载机协同工作。褐煤资源及其覆盖层属于软质煤和松软土岩，适用于连续开采工艺。印度连续开采工艺主要应用于奈维利露天煤矿区，开采该矿区的褐煤资源，剥离作业采用轮斗挖掘机和排土机连续工艺，褐煤开采和运输采用轮斗挖掘机、移动式转载机和带式输送机系统。

3.3 采矿装备以国际合作和国外采购为主

印度露天煤炭开采机械装备大多是通过国际合作，引进国外专利技术在国内制造，包括大型电铲、吊斗铲和自卸卡车等。在印度建设一座露天煤矿所需投资的70%主要用于购置设备，硬煤露天煤矿采用的机械设备多配备斗容25 m3的电铲、载重170 t自卸卡车、斗容24 m3的吊斗铲，以及给料破碎运输系统等；褐煤露天煤矿采用大型轮斗挖掘机。目前印度露天开采装备中仍依赖进口的主要包括大斗容电动自卸卡车(190～240 t)、大斗容电铲(42 m3以上)、吊斗铲(33 m3以上)、大斗容的混合动力驱动装载机(10 m3以上)等复杂的机械设备。20世纪60年代印度成立了国营矿山设备制造公司，并批准注册几家私营矿山设备制造公司；印度国际合作的露天开采设备，大部分是与世界上先进的设备制造公司合作生产，其关键部件基本上从国外采购。印度在矿山机械设备制造方面的合作伙伴主要是美国通用电气公司和卡特彼勒公司、日本小松公司和日立公司、德国德玛格(Demag)公司、法国波克兰(Poclain)公司等。

3.4 露天开采装备向大型化高效化转变

为提高露天煤矿的机械化开采水平和生产效率，印度不断从国外购置大型化高效化采矿装备。2006-2021年印度露天煤矿装备数量总体呈现持续增加的态势，其中数量增长幅度从大到小依次为铲运机、装载机、起重机、平路机、吊斗铲、自卸卡车、电铲、推土机、钻机[1-9]，如图9所示。为了实现未来几年提高煤炭产量的目标，2021/22财政年度，印度计划投入9 000亿卢比采购其他国家的高效装备，包括1台吊斗铲、35台电铲、112台自卸卡车和43台推土机等。

3.5 新技术重点向工艺系统升级和燃料替代转变

印度露天煤矿新技术的发展重点是开采工艺系统的规模化升级和开采装备的燃料替代。

(1)引入坑内破碎和输送系统。印度将在所有坡度较平缓的大型露天煤矿中分阶段引入坑内破碎和输送系统。实践证明，在大型露天煤矿中煤炭的坑内破碎能够取得可观的经济收益，其中涉及合理的引导距离和提升高度，该系统可以完全或部分取代卡车在矿坑内的向外运输。

(2)单斗卡车工艺系统规模升级。印度将对单斗卡车和电铲的规模做进一步升级，目前，国际上部署的最大自卸卡车载重400 t，印度煤炭公司下属企业东南部煤田有限公司(SECL)正在使用的钢丝绳电铲最大铲斗容量为42 m3，国际上部署的最大钢丝绳电铲铲斗容量达63 m3。印度将在年产量超过1 000万t的大型矿山中引入高效开采装备，从而提高产出规模。

(3)燃料替代技术。印度将在露天煤矿的高效采矿装备中应用液化天然气，液化天然气具有更高的燃料消耗效率、更低的运营成本、更低的碳排放(约减少22%)和更高的能量密度等优势。美国、加拿大、墨西哥、俄罗斯和加纳矿山已在实施大容量矿用自卸车的液化天然气混合作业。印度煤炭有限公司主动与印度天然气公司合作，2020年在下属默哈讷迪煤田有限公司的拉坎普尔(Lakhanpur)露天煤矿启动了一个在高效采矿装备中使用液化天然气的试点项目，如果该技术可行，将推广到其他露天煤矿。

(4)氢燃料的使用。国际上的一些公司已经开始运营使用氢燃料的卡车。这种卡车的性能与原来的柴油卡车相同或更好，还有空气更清洁、噪音更小和维护成本更低等优势。印度计划将这项技术与最近的煤制氢计划进一步结合，为将来的实际应用打下基础。

4 印度露天煤矿生态环境保护措施和实施效果

20世纪70年代开始，印度政府通过从国家层面制定和颁布各项环境保护法律法规、管理制度等措施，加强了对煤矿区环境保护意识的培养以及对大型煤炭企业在环境保护方面的具体要求。目前印度与煤炭开采活动有关的环境保护法律法规有十多部；20世纪90年代后，印度煤炭公司实施了环境与社会缓解项目(ESMP)对矿区环境进行综合治理，包括实施环境行动计划(EPA)、实施复垦行动计划(RAP)以及当地居民发展计划(IPDP)。

印度政府对所有的煤炭开采项目提出环境管理计划和税收约束。为保证采后的土地复垦，所有煤炭开采项目(包括在采煤矿和新建煤矿)都需要在其设计及开采活动中制定并实施《环境管理计划》(EMP)，在新项目立项前，必须提交环境影响报告书(EIS)，由政府有关部门审查，审查通过后报呈国家环境委员会审批。在提交环境影响报告书之前，要求认真对计划开采区域的地形、地质、气象、生态环境及社会经济等影响因素进行调研，最后在提交的环境影响报告书中详细阐明煤炭开采对环境影响的预测和评估，以及拟采用方案。此外，印度于2010财年引入了清洁环境税，征收标准为50卢比/t；随后在2014、2015、2016财年分别增至100、200、400卢比/t；随着2017年商品及服务税(GST)的引入，清洁环境税被取消，取而代之的是400卢比/t的煤炭生产税。

印度对煤矿企业的环境保护提出具体要求。要求煤矿企业从矿山规划阶段开始高度重视环境保护，实行和遵循可持续的采矿方法。在采矿作业的同时，采取各种污染控制措施和倡议，以保持环境原有的主要物理和化学属性，主要包含粉尘、废弃水处理、土地复垦以及地面噪声震动控制等。在矿区粉尘控制方面，印度煤炭有限公司根据《环境管理计划》制定相关防控措施，如在传送带沿线安装喷雾系统、流动洒水装置、自动洒水装置以减轻空气污染。在矿井水处理方面，要求所有矿山企业建立废弃水排放处理厂，处理从矿山中抽出的矿井水，处理过的矿井水在矿山内部可用于抑尘、灭火、种植、洗涤等；在矿区土地复垦方面，为了对被破坏的土地进行生物复垦，印度对此进行了科学研究，为每个煤田选择合适的植物种类(草、灌木、树等)。印度煤炭有限公司与森林研究所在生态恢复领域方面进行合作，在森林研究所的技术指导下开发了生态修复点，在部分矿区建造了生态公园等；在地面震动噪声控制方面，主要通过技术手段控制并降低爆破对矿区职工、居民和环境的地面震动和噪声影响等。

5 印度露天煤矿发展对我国的启示

(1)加大露天煤矿建设开发支持力度，持续提高露天煤矿产量在全国煤炭产量中的比重。近年来，印度恶劣天气影响煤炭运输，叠加国际煤价高导致进口骤减，出现了缺煤缺电危机。为应对缺煤缺电危机，印度快速释放露天煤矿产能，煤炭产量迅速提升。印度露天煤矿产量占比高达96%，是煤炭产能快速释放的优势之一。受多种因素影响，我国露天煤矿产量一直占比较低。进入21世纪后，我国露天煤矿发展驶入全面壮大的快车道，特别是2010年以来，我国露天煤矿产量从3.0亿t快速增加到2022年的10.5亿t，贡献了同期全国煤炭产量增量的66.4%，为煤炭保供发挥了重要作用。然而我国露天煤炭产量占比仅23.5%，与印度96%的露天煤矿产量比重相比，提升空间巨大。建议国家应出台相关鼓励和支持政策，减少对露天煤矿开发的不合理限制，进一步扩大露天煤矿产量占比，充分发挥煤炭能源供应“稳定器”“压舱石”作用。

(2)进一步提高我国露天煤矿的行业集中度。印度煤炭行业集中度极高，国有企业印度煤炭有限公司(CIL)和辛格雷尼煤炭公司(SCCL)控制了印度90%左右的煤炭产量，其中露天煤矿产量在96%以上。国有经济成分使得印度政府对煤炭生产拥有绝对的控制力，也是印度煤炭产能快速释放的重要优势。当前我国露天煤矿数量较多，但规模差异大、开发主体分散，最大的两家露天煤矿开发运营主体(国家能源集团和中煤能源集团)露天煤矿产量合计仅占全国露天煤矿总产量的32.2%，不利于国家对煤炭产能的宏观调节。建议国家推进露天煤矿企业兼并重组，加强中小型露天煤矿资源整合，减少同一矿区开发主体，提高行业集中度。

(3)积极探索适合中国特点的露天煤矿开采工艺技术。印度根据本国露天煤炭资源特点，发展多种适合自身条件的开采工艺组合，生产效率显著提高。由于我国主要露天煤矿区资源开发条件比印度复杂，单斗-卡车开采工艺因其初期投资少、适应性强、灵活性好的特点成为主要开采工艺。但随着经济社会发展和煤矿开采深度加大，我国露天煤矿开采工艺对于用人少、效率高、成本低的要求越来越高。我国露天煤矿企业特别是大型矿山企业，应当发挥数量和规模优势，积极探索发展适合我国露天煤矿开发条件的开采工艺技术，提高矿山装备的智能化、大型化和国产化水平。

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Research on the open-pit coal mine development in India

NI Kun, LIU Chuang, LI Haoran

(Information Institute of Ministry of Emergency Management of PRC, Chaoyang, Beijing 100029, China)

Abstract In order to learn from the development experiences and practices of major open-pit coal mining countries and promote the high-quality development of open-pit coal mines in China, the development histories of open-pit coal mines in India over the past 50 years were studied and analyzed, as well as the laws, characteristics and experience practices of the distribution of open-pit coal resources, the current production status and structure of open-pit coal mines, the application of mining technology and equipment, and the laws of ecological environment protection in India by using a combination of quantitative and qualitative analysis methods. Research has shown that India has fully utilized the advantages of coal resources and the scale of open-pit mining. After more than 50 years of development, the total coal production and open-pit coal mine production have continued to increase, making a significant contribution to domestic energy demand; in 2021, India's open-pit coal mining production accounted for over 95% of the total coal production, making it the largest open-pit coal producing country abroad, second only to China's open-pit coal production; since the 1980s, India has relied on international cooperation and foreign procurement to become the largest country in Asia using the bucket and shovel dumping process, and India has also achieved certain results in the formulation and implementation of environmental protection laws and regulations, the implementation of environmental management plans, tax constraints and other works for open-pit coal mining.

Keywords open-pit coal mine; resource reserves and distribution; mining technology; open-pit mining equipment; ecological environment protection

中图分类号 TD824

文献标志码 A

引用格式：倪坤，刘闯，李浩然. 印度露天煤矿发展研究[J]. 中国煤炭，2023，49(11)：113-120. DOI：10.19880/j.cnki.ccm.2023.11.016

NI Kun，LIU Chuang，LI Haoran. Research on the open-pit coal mine development in India[J]. China Coal，2023，49(11)：113-120. DOI：10.19880/j.cnki.ccm.2023.11.016

作者简介：倪坤(1983-)，男，内蒙古呼和浩特人，博士，高级工程师，现从事煤炭发展战略研究工作。E-mail：nikun@iiem.ac.cn

(责任编辑 郭东芝)