★ 生产开发 ★
煤炭是保障我国能源安全的重要能源,但随着我国经济发展方式的调整以及能源革命,煤炭工业的发展正面临大变化、大调整,落实国家总体能源新战略,确保能源安全稳定供应,对于煤炭工业的高质量发展具有重要意义[1-2]。安徽省是华东地区重要的产煤和供煤省份之一,煤炭资源丰富,位居华东地区首位。煤炭是安徽省重要的矿产资源之一,近年来其矿业产值占全省矿业总产值的35%左右[3]。虽然煤炭资源丰富,但综合考虑到资源赋存条件、开采技术和环境等制约因素,安徽省煤炭资源的勘查、开采和接替前景仍不容乐观,摸清煤炭资源“家底”十分必要。
笔者以自然资源部部署开展的“全国第4次矿产资源国情调查与评价”中的煤炭资源量数据为依据,充分整理、分析各类数据,以2020年为基年,开展安徽省煤炭资源可利用性和保障程度等综合研究,为安徽省煤炭开发利用与保护、产业政策制定提供决策参考。
安徽省煤炭资源主要分布于两淮煤田(淮南、淮北)和皖南煤田,省内99%以上的煤炭资源集中在两淮煤田,主要含煤地层为二叠系的山西组和上、下石盒子组。
截至2020年底,两淮煤田已探明上表矿产地134处,其中大型72处、中型17处、小型45处。上表矿产地累计查明资源量372.13亿t,消耗资源量33.96亿t,保有资源量338.17亿t,其中探明资源量72.92亿t,控制资源量76.58亿t,推断资源量188.67亿t;皖南煤田矿产地86处,皆为小型规模,累计查明资源量2.44亿t,保有资源储量1.45亿t;两淮煤田保有资源量占全省99.6%,而皖南煤田所占比例尚不到1%。
截至2020年底,两淮煤田未上表矿产地7个,累计查明资源量4.09亿t,其中“袁店深部”和“淮北八里桥”勘查区查明资源量分别为3.41亿t和0.64亿t,达到大型和中型规模,可作为周边煤矿后备接替资源,其余无利用价值。两淮煤田中被压覆矿区68个,压覆资源量25.12亿t,其中经审批的压覆资源量22.68亿t。
淮北煤田位于安徽北部,行政区划属濉溪县、砀山县、萧县、宿州市、固镇县、涡阳县和蒙城县,面积约8 825 km2,可采煤层总厚度7.7~22.5 m。矿产地104处,累计查明资源量143.60亿t,保有资源量127.36亿t,占全省保有总量的37.5%;压覆资源量10.72亿t。
淮南煤田位于安徽省淮河两岸,地跨淮南、阜阳、亳州三市的凤台、颖上、利辛、蒙城等县(区),地域面积约3 654 km2。其中以淮南市为主体,平均煤层总厚度43 m,累计查明资源量228.53亿t,保有资源储量210.81亿t,占全省保有总量的62.1%。淮南煤田矿产地30处,基本为大型矿产地;压覆资源量11.96亿t。
皖南煤田位于长江沿岸和皖南山区,含煤地层主要为二叠系和中、下侏罗统地层,矿产地规模皆为小型规模,煤层厚度不稳定,含硫大多高于3%,煤质较差,因生态环保要求,皖南小煤矿已全部关闭,历次勘查规划中皆列为禁止或限制勘查、开发,本次不作为研究对象。
安徽省煤炭种类较为齐全,淮南煤田以气煤和1/3焦煤为主,其次为肥煤、焦煤及少量长焰煤、1/2中粘煤;淮北煤田以1/3焦煤、气煤、焦煤、肥煤为主,其次为贫煤、无烟煤、天然焦。两淮煤田煤质优良,低硫、低磷、中低灰分、中-高发热量,是良好的炼焦、气化、炼油和动力用煤等。
两淮煤田地质开发程度较高,-1 000 m以浅的煤炭资源已基本勘查完毕,目前煤炭资源量最大估算深度为-1 500 m。两淮煤田134个矿产地中,达到勘探程度的118个,详查程度7个,普查程度9个,分别占比88.1%、5.2%和6.7%。10年以来,安徽省地勘基金和矿业集团对两淮煤田勘查投入较大,2014年以来共新增连塘李、刘庄深部、潘集外围深部、八里桥4处勘查区,新增煤炭资源量近46亿t (估算深度-1 500 m以浅),其中潘集外围深部新增资源量37.56亿t,获2019年全国十大找矿成果之一[4]。
两淮煤田经过几十年的勘查,找矿难度越来越大。未来在淮南 “潘集煤矿外围西段”找矿前景较好,因长期与煤层气矿权重叠,一直未能勘查。据煤炭资源潜力评价:两淮地区共划定A、B、C类预测区块40个,预测深度至-2 000 m,预测潜在煤炭资源319.6亿t。其中A类预测资源量37.0亿t,B类预测资源量25.6亿t,分别占预测总量的11.6 %和8.0%,可信度高的区块占比较低;按深度预测:-1 000 m以浅和-1 000~-1 500 m 预测资源量分别占预测总量的4.1 %和33.2%,浅部资源占比较低。此外,30个已有矿产地内共有潜在资源量27.3亿t[5]。
两淮煤田矿产地134处,保有资源量338.17亿t,已利用92处,保有资源量227.35亿t,分别占两淮煤田矿区数和保有资源储量的68.7%和67.2%。2020年两淮煤田已利用矿产地情况见表1。
表1 2020年两淮煤田已利用矿产地情况
类别产地数/处保有资源储量/亿t资源储量占比/%压覆量/亿t规模 开采39177.3752.46.0237大型、2中型基建322.306.61.523大型关闭 154.241.20.682大型、2中型、11小型闭坑3523.447.01.377大型、5中型、23小型合计92227.3567.29.5949大型、9中型、34小型
注:数据基于《安徽省矿产资源国情调查》整理
由表1可以看出,开采矿山39处,保有资源量177.37亿t;基建矿山3处,亳州板集井田、涡阳花沟东井田、凤台杨村井田(停建),保有资源量 22.30亿t;政策性关闭矿山15处,保有资源量4.24亿t,关闭的主要原因是去产能去库存政策、经济效益、安全和环保保护,基本为中小型矿山。少数矿井尚未开建或只少量开采,如濉溪县黄集井田、萧县金黄庄井田;闭坑矿山35处,保有资源量 23.44亿t。
在已利用矿区中,大型矿区49处,保有资源量221.95亿t,占两淮煤田保有总量的65.6%;中型矿区9处,保有资源量3.68亿t,小型及以下矿区34处,保有资源量1.71亿t。
未利用上表矿产地42处,保有资源量110.83亿t,其中探明资源量11.26亿t,控制资源量33.75亿t,推断资源量65.81亿t;压覆资源量13.08亿t。
截至2020年底,全省共有煤矿企业42家,核定生产能力13 780万t/a(含2个基建、1个停建煤矿,核定产能计1 100万t),其中大型煤矿37个,中型5个。淮南煤田生产煤矿16个;淮北煤田生产煤矿26个,全省生产煤矿保有资源量199.65亿t,其中探明资源量56.20亿t,控制资源量36.18亿t,推断资源量107.27亿t。压覆资源量7.53亿t;储量(证实+可信)56.67亿t。
目前煤炭开发主要集中于淮北矿业集团、淮河能源集团、中煤新集公司、皖北煤电四大企业,其下属煤矿年产能占全省煤炭总产能的98.2%,单井平均规模达310万t/a。“十三五”以来,在稳定的市场环境下,省内煤炭企业效益得到明显改观。2020年,省内四大煤炭企业煤炭主业收入516.2亿元,主业盈利60.9亿元,相比2015年底主业盈利增长184.8亿元[6]。
国内相关学者对相关省份的煤炭供需形势及未来供需预测进行了研究[7-9],主要从资源生产能力、消费需求现状及未来供应能力等方面入手,对煤炭供需平衡及保障能力进行分析,通常采用能源消费弹性系数法和单位GDP能耗法,对煤炭需求总量进行定性和定量预测。
“十三五”期间,为落实国家去产能政策,安徽省关停了一批中小煤矿,省属煤炭企业合计化解过剩产能 3 282 万t/a,其中退出煤矿产能 2 737 万t/a,核减生产煤矿产能 545 万t/a。自2015年以来,省内煤炭产量总体呈缓慢下降趋势,2019年触底,2020-2021年平缓运行,略有增长。安徽省2012-2021年煤炭产需分析见表2,安徽省2012-2021年煤炭产需趋势如图1所示。
图1 安徽省2012-2021年煤炭产需趋势
表2 安徽省2012-2021年煤炭产需分析
年份产量/万t消费量/万t同比增速/%供需缺口/万t201215 04914 704.04.11-345201313 88015 665.06.541 785201412 79915 787.00.782 988201513 40415 671.0-0.732 267201612 23615 729.00.373 493201711 72416 085.02.264 361201811 52916 673.03.665 144201910 99016 699.70.165 710202011 08416 900.01.205 816202111 27417 700.04.706 426
注:产量数据来自安徽省统计年鉴[10],2012-2019年消费量来自wind软件统计,2020-2021年消费量来自安徽省统计局
安徽省煤炭消费分别集中在电力、建材、冶金、煤化工四大行业,其中电煤占煤炭消费的比重从2017年的54.7%提高到2018年的57.8%。2012年前,安徽省煤炭产需基本平衡;2012年后,煤炭产量不断减少,煤炭消费量保持高位平稳和小幅上升,安徽省煤炭缺口逐年平稳增加,2021年总缺口量达6 400万t以上。
2012年以来,国家对生态文明建设提出一系列新目标和新部署,特别是“双碳”目标背景下,降低煤炭消费比重、提升煤炭清洁高效利用水平是“十四五”能源消费革命的主要任务之一。近年来,安徽省加强从西部电力丰富省份“引电入皖”,电力用煤将逐步降低。
本次国情调查相关专题对安徽省未来煤炭需求量进行了预测。魏长帅等研究人员[11]以2020年煤炭消费量为基期数据,结合国家产业政策,采用趋势外推法和弹性系数法预测安徽省2025年和2030年煤炭消费量为1.53亿t和 1.44亿t;俞显忠等研究人员[12] 根据煤炭消费弹性系数和GDP增长率,预测2021-2025年安徽省煤炭消费总量年增长率为-0.49%~-1.15%;预测2026-2030年安徽省煤炭消费总量年增长率为-1.20%~-1.47%。以全省2020年煤炭消费为基础,预测2025年和2030年全省煤炭消费总量分别为1.77亿t和1.65亿t。
根据矿产资源禀赋条件、勘查程度、矿体埋深、压覆情况和开采技术、经济条件等因素,对查明矿产资源在一定时期内开发利用的可能性进行评价,得出具有开发利用可能性的资源量,笔者称作“可利用资源量”。
两淮煤田煤质优良,工业品位皆符合要求,目前资源量不涉及生态红线问题,不作为评价因素考虑;按现行的《煤炭勘查规范》和《煤矿安全规程》中的有关规定,现阶段将超深-1 200 m的煤炭资源量作为开采不经济资源量,因此本次不计入可利用资源量,只能作为战略储备资源。
两淮煤田已利用矿产地92处,保有资源量227.35亿t,皆达到勘探程度;除阜阳市口孜东井田内未占用资源量(1.25亿t)处于-1 200 m以深,其他矿区范围内保有资源量基本在-1 200 m以浅。
闭坑煤矿35座,残留煤炭资源量23.44 亿t,无利用价值;政策性关闭煤矿15座,保有资源量4.24亿t,总量不大,基本为中小型矿产地,除少部分煤矿资源将来可以再利用外,大部分矿井资源量将很难再利用;生产煤矿含压覆资源量7.54亿t。
在已利用矿区可利用资源量中,保有资源量227.35亿t,扣除关、闭坑、超深和压覆资源量后,可利用资源量为190.88亿t,其中探明资源量55.44亿t、控制资源量33.53亿t、推断资源量101.91亿t。
未利用上表矿产地42处,保有资源量110.83亿t,压覆资源量13.08亿t,勘查程度基本为勘探或详查,少量普查。有23个矿区煤炭埋深超-1 200 m 至-1 500 m范围,首先对这23个超深矿区保有资源量(94.6亿t)按-1 200 m进行分割,分割后,42个未利用矿区-1 200 m以浅保有资源量只有69.56亿t,比原保有量减少41.27亿t;分割后压覆量为9.36亿t。
在此基础上,按产业政策、矿区资源禀赋、压覆情况、开采技术条件、经济性等因素,将未利用矿区分为5种情形,2020年两淮煤田未利用矿产地情况见表3。
表3 2020年两淮煤田未利用矿产地情况
类别产地数/处保有资源量/万t压覆量/万t矿产地规模可建新井1247.646.9811大型、1中型可整合、接替产能1411.760.718大型、2中型、4小型可供进一步工作23.720.712大型近期难以利用74.530.662大型、4中型、1小型不宜进一步工作71.910.301中型、6小型合计4269.569.3623大型、8中型、11小型
注:数据基于《安徽省矿产资源国情调查》整理;保有、压覆资源量为-1 200 m以浅
由表3可以看出,12个达到详查、勘探程度的矿区可建新井,保有-1 200 m以浅资源量47.14亿t,经计算12个矿区开采-1 200 m以浅资源可提供新增产能计1 880万t,其中潘集外围500万t,口孜西180万t、连塘李220万t、罗园120万t[12];14个可整合、接替产能的矿区中,4个可整合矿区,10个进行了深部勘查,可作为老矿区深部接替资源,难以独立建井;穆集、朱楼2个详查矿区可进一步工作;亳州古城、砀山关帝庙等7个勘查区属近期难以利用,主要原因是-1 200 m 以浅保有资源量少、或可采煤层少、压矿等原因,近期难以建井利用;张宋家、火神庙、蔡山等7个矿产地因资源量小、压覆、岩浆侵入等情况,暂无利用价值,列为不宜进一步工作,保有资源量1.91亿t。
在未利用矿区可利用资源量中,保有资源量110.83亿t,扣除“近期难以利用、不宜进一步工作”资源量6.44亿t、超深资源量41.27亿t、相应的压覆资源量9.36亿t后,可利用资源量53.76亿t,其中探明资源量8.46亿t,控制资源量18.72亿t,推断资源量26.58亿t。
两淮煤田可利用资源量合计为244.64亿t,占保有资源量的72.3%,其中探明资源量63.90亿t,控制资源量52.25亿t,推断资源量128.49亿t;未利用矿区可利用资源量占比为22.0%,有效接替能力不足。
国内学者对各类矿产资源保障程度进行了较多研究,通常由保障年限来体现,方法原理相近,精度有所差别。孙贵等研究人员以“矿井储量/核定产能/储量备用系数(1.4)”计算两淮煤田生产煤矿的保障年限,得出主要煤矿保障年限基本在百年以上;黄华州等研究人员[13]以“现阶段可供净有效量(相当于本文可利用资源量)×矿井平均回采率(30%)/产量”计算出贵州省煤炭保障程度;谢承祥等研究人员[14]按照“可供年限=(基础储量×0.85+资源量×0.6)×矿山平均回采率(80%)/产量”对我国主要省份铁矿资源保障程度进行了估算。
综合考虑,采用以下公式估算保障年限:
可供服务年限=可利用储量×矿井回采率/预期产量或产能;
可利用储量=(探明资源量+控制资源量)×可信度系数+推断资源量×可信度系数。
(1)本次可信度系数主要参考《中国矿业权评估准则(2016年修订)》,即计算矿产资源可采储量时,探明资源量和控制资源量可全部参与计算,不做可信度系数调整,而推断资源量可信度系数为0.5~0.8;两淮煤田勘查类型总体二类二型及以上,勘查程度较高,综合考虑,确定探明资源量、控制资源量、推断资源量可信度系数为1∶1∶0.7。
(2)从调查表看,安徽省煤矿采区回采率平均为84%,从各矿生产矿山储量年报来看,矿井的回采率(采出量/动用量)主要在45%~70%,平均56.4%,最低的矿井回采率只有30%左右(主要是构造复杂、岩浆岩侵蚀较严重);从近些年的闭坑报告来看,资源枯竭型矿井关闭前 3 a 的矿井回采率较高,一般在75%左右,基本是矿井煤柱的残煤复采活动,总体处于资源充分回收阶段;综合以上分析,结合安徽省生产矿山近 3 a 的平均矿井回采率,本次研究取57%。在煤矿实际生产中,少数煤矿存在采厚弃薄、采易弃难、浪费资源等现象。
(3)安徽省煤炭年消费量近年保持平稳,略有上升态势,年消费量在1.7亿t左右,产量逐步下降至近年的1.1亿t,生产煤矿的核定产能为1.38亿t(含基建煤矿),综合考虑,预期产量定为1.25亿t。
按照当前煤炭开采经济技术条件进行估算,两淮煤田可利用资源量244.64亿t,代入公式计算可得保障年限为94 a;两淮煤田已利用矿区可利用资源量为190.88亿t,代入公式计算可得保障年限为73.1 a,保障程度较好;两淮煤田未利用矿区可利用资源量53.76亿t,代入公式计算可得保障年限为21 a,有效接替资源不足。
安徽省煤炭资源丰富,保有资源量338.17亿t,煤质优良,主要分布于两淮煤田,保有资源量占比达99%以上。两淮煤田上表矿产地保有资源量338.17亿t,经对资源禀赋条件、勘查程度、矿体埋深、压覆情况和开采技术条件等的研究,得出可利用资源量244.64亿t,正常开采条件下,保障年限为94 a;已利用矿区可利用资源量190.88亿t,保障年限为73.1 a,保障程度较好;未利用矿区保障年限21 a,有效接替资源不足。
两淮煤田勘查程度较高,找矿难度较大,开发利用程度较高,建议应高度重视煤炭资源的节约利用,促进煤炭清洁高效利用和转化升值;在煤炭开采的同时,加强对煤层气资源的综合利用,实施煤炭、煤层气等一体化综合开发;对前期政策性关闭煤矿的剩余资源进行评估,评价其可利用性。
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