安全高效綠色井工礦評價指標體系研究

郝秀強 任仰輝

(神華科學技術研究院有限責任公司,北京市昌平區,102211)

安全高效綠色井工礦評價指標體系研究

郝秀強 任仰輝

(神華科學技術研究院有限責任公司,北京市昌平區,102211)

在總結高產高效礦井、安全高效礦井和綠色開采基本概念和內涵的基礎上,提出了安全高效綠色井工礦的內涵,并據此有針對性地提出了不同條件下安全高效綠色井工礦評價指標體系,從而為安全高效綠色井工礦評價提供了基礎。

安全高效綠色井工礦 評價指標體系

1 我國井工礦開采目前存在的主要問題

近年來,我國煤炭工業雖然取得了較大的進步,但由于受到各種因素的約束,還存在著諸多需要解決的問題,如增長方式粗放、技術及裝備水平不高、安全事故多發、資源浪費嚴重、環境治理滯后等。由于井工礦數量占全國煤礦總數量的94%以上,上述問題在井工礦方面表現的尤為明顯和突出。

(1)開采方式粗放,資源浪費嚴重。近年來,煤炭企業受利益驅動,普遍存在超強度開采,采厚棄薄、超環境容量開采、私挖亂采的現象十分普遍,煤炭資源粗放開采導致回采率偏低,造成資源嚴重浪費。根據相關統計,美國、澳大利亞、德國、加拿大等發達國家,煤炭資源總體回采率較高,能達到60%～70%。我國國有大礦資源回采率雖然已接近或達到發達國家先進水平,但由于眾多小煤礦回采率普遍偏低,導致我國煤礦平均資源回采率較低,不到國際先進水平的50%。以山西省為例,作為我國最大的煤炭產區,煤炭平均資源回采率只有40%左右,該地區的鄉鎮煤礦回采率僅有10%～20%。

(2)科技貢獻率低,技術裝備水平發展不均衡。與主要產煤國家相比,我國煤炭行業自主創新能力不足的問題仍然較突出,制約煤炭行業安全、高效、環保開采的瓶頸問題仍未從根本上解決,在基礎理論研究、技術研發、裝備研發等方面與發達國家相比還存在一定的差距。原國家能源局副局長吳吟在《煤炭工業發展“十二五”規劃》發布會上介紹,目前科技進步對煤炭行業的貢獻率大概在30%左右,發達國家科技進步在煤炭工業發展中的貢獻率達到了70%以上。

煤礦技術及裝備水平方面,國有大型煤礦與小型煤礦發展不均衡,目前除部分國有大礦外,大多數煤礦生產企業技術水平低、裝備差、效率低,一些大型煤礦的采煤機械化程度為95%以上,如神華集團所屬大型煤礦采煤機械化程度實現了100%,達到了世界先進水平,而小型煤礦的采煤機械化程度卻不到40%。

(3)安全生產形勢嚴峻,生態環境壓力日益凸顯。中國近年來雖然在煤礦安全生產方面有了很大改進,煤礦安全形勢連年好轉,但與國際先進水平相比,仍然存在較大差距,2013年我國煤礦百萬噸死亡率為0.288。與國際煤炭行業相比,以美國、澳大利亞為代表的國家,煤礦安全生產處于先進水平,近10年來,百萬噸死亡率長期控制在0.1以下。

“十五”以來,全國煤炭產量大幅增長,高強度的資源開發加劇礦區生態環境惡化,而治理力度卻落后于開采強度,加重了環境破壞程度。煤炭持續大規模開發利用在某些區域引發了較為嚴重的生態、環境問題,煤炭開采帶來的水資源破壞和地表水流失對區域生態環境造成了較大破壞,一定程度上導致區域地表植被和土地的退化。煤炭開采還造成地表的沉陷、壓占,致使地形地貌發生改變,同時也對地下水、地表植被、地上建筑等造成一定的破壞。

面對目前存在的上述問題,我國煤炭資源必須要走安全、高效、綠色開采之路。

2 安全高效綠色井工礦的內涵

我國井工礦評價目前經過了高產高效礦井、安全高效礦井兩個階段。1992年,我國在總結借鑒國外主要產煤國家煤炭工業生產技術的基礎上,提出了高產高效礦井的概念,并在1994年7月頒布了《建設高產高效礦井暫行管理辦法》。

煤炭工業管理體制變革后,2004年,中國煤炭工業協會組織修訂了《高產高效礦井評審辦法》。2007年,根據國家安全生產監督管理總局的建議,為轉變煤炭行業發展理念,提高煤礦安全生產水平,從安全生產、經濟效益、信息化建設等方面提出更高要求,煤炭工業高產高效礦井更名為煤炭工業安全高效礦井。安全高效礦井的概念是指通過采用現代高新技術對傳統采煤技術進行改造,采用新的采煤工藝和新的技術裝備,運用新的控制監測設施和新的科學管理技術及方法,在一定時期內,礦井產量和效率等主要技術經濟指標明顯高于同類礦井平均水平的礦井。安全高效礦井的基本內涵是“三高四好”,三高是指單產水平高、勞動效率高、資源回收率高;四好指安全狀況好、勞動條件好、經濟效益好、環境治理好。

近幾年來,煤炭開采引起的諸多環境、生態問題越來越受到重視,為實現煤炭資源開發與環境的協調發展,以中國礦業大學錢鳴高院士為代表的國內多位專家、學者提出了實現煤炭資源綠色開采的理念。煤礦綠色開采以及相應的綠色開采技術在基本概念上是從廣義資源的角度認識和對待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的資源;基本出發點是從開采的角度防止或盡可能減輕開采煤炭對環境和其他資源的不良影響;目標是取得最佳的經濟效益、環境效益和社會效益。

綜合考慮安全高效礦井及綠色開采的基本概念和內涵,安全、高效、綠色井工礦的內涵可以表述為全面貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針,在充分考慮礦區環境容量的前提下,統籌考慮經濟效益、環境效益和社會效益,采用先進適用的井工開采技術,最大限度的采出煤炭資源。

3 安全高效綠色井工礦評價指標體系的構建

安全高效綠色井工礦評價指標體系是綜合定量評價井工礦是否實現安全高效綠色開采,是復雜系統的多指標綜合評價體系。

3.1 指標體系建立的原則

指標體系的構建除了要遵循系統性原則、動態性原則、完備性原則、可操作性原則和針對性原則外,還應遵循以下原則:

(1)具備先進性。所選指標要能充分反映我國煤炭工業及企業在井工礦方面先進的技術及管理理念,盡可能涵蓋國家、行業相關標準和規定,并且要有一定的前瞻性。

(2)具備科學性。根據井工礦的特點,充分考慮地區類別、項目類型、生產規模、資源條件、開采條件、開拓開采方式等因素的影響。

(3)保證客觀性。以國家和行業相關的法規、規章、政策和標準為基礎,以我國主要井工礦實際開采數據為客觀依據。

(4)具備可比性。建立安全高效綠色井工礦評價指標體系的主要目的是與國內外先進的井工礦進行對標,評價井工礦安全高效綠色開采水平,并找出差距和不足,因此,指標的選取必須要有可比性,以便于進行對比、評價。

3.2 指標選取的方法

評價指標是建立安全高效綠色井工礦評價指標體系的基礎,基于實際需求分析,指標選取主要采用專家調查法、頭腦風暴法、文案調查法等。

(1)實際需求分析。根據安全高效綠色的概念和內涵,充分考慮我國井工礦的實際情況,結合《煤炭工業發展“十二五”規劃》提出的相關發展目標、重點任務及保障措施,分析并確定影響井工礦安全高效綠色開采的影響指標。

(2)政策、法規、規定及標準研究。全面收集和研究國家、煤炭行業、地方現行的與井工礦建設、生產相關的政策、法規、規范、標準,共收集和研究相關政策、法規、規范、標準共計37項。

(3)相關影響因素分析。井工礦建設及開采影響因素較多,為確保相關指標選取的科學性、合理性,在征詢相關專家意見的基礎上,研究確定影響井工礦安全高效綠色開采的主要因素,對這些影響因素進行了分類和界定,并分別反映在具體的指標中。

4 安全高效綠色井工礦評價指標體系

4.1 主要影響因素分析

與其他工業生產項目相比,由于受規模、地質條件、開采條件、開采煤種、開采工藝等因素制約和影響,煤炭開采項目具有其特殊性。為準確評價井工礦的安全、高效、綠色開采水平,確保評價標準的統一,需要對主要影響因素進行界定。

(1)開采煤種。開采煤種是影響回采率的重要指標,按照《中國煤炭分類國家標準》(GB/T 5751－2009)、《稀缺、特殊煤炭資源的劃分與利用》(GB/T26128－2010)將開采煤種分為無煙煤、煉焦用煤、其他煙煤及褐煤四類,其中煉焦用煤及其他煙煤各包括多個子類。

(2)開采地質條件。依據《煤、泥炭地質勘查規范》(DZ/T0215)、《礦區水文地質工程地質勘探規范》(GB12719)、《礦井防治水規定》,按井(礦)田構造地質條件、水文地質條件、瓦斯賦存條件、煤層穩定性、頂底板穩定性、沖擊傾向性等情況,將地質條件分為簡單、中等、復雜和極復雜四種類型。

(3)生產規模。依據煤炭工業礦井設計規范(GB50215－2005),將井工礦生產規模分為特大型、大型、中型、小型四類。

(4)煤層厚度。根據《煤礦安全規程》,依據煤層平均厚度,將煤層劃分為薄煤層、中厚煤層、厚煤層和特厚煤層。

(5)瓦斯等級。按照《煤礦瓦斯等級鑒定暫行辦法》(安監總煤裝〔2011〕162號),礦井瓦斯等級分為煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井、高瓦斯礦井和瓦斯礦井三類。

4.2 安全高效綠色井工礦評價指標體系

(1)指標體系框架。通過對現有的清潔生產評價指標體系、可持續發展指標體系、循環經濟指標體系的認真研究,并進行總結歸納,基于安全高效綠色井工礦的基本內涵和要求,本文所建立的安全高效綠色井工礦評價指標體系分為目標層(A)、準則層(B)、指標層(C)三層結構,共包含22個具體評價指標,如表1所示。

表1 安全高效綠色井工礦評價指標體系框架

(2)主要指標影響因素分類。為保證評價的科學性、準確性,根據地質條件、開采煤種、煤層條件等影響因素的不同,井工礦安全高效綠色開采水平評價標準也應有所區分,以便于在同等標準下進行評價。安全高效綠色井工礦指標體系中某些指標受單個影響因素制約,某些指標可能受多個影響因素綜合制約。

對于安全指標及部分環保節能評價指標,目前國家及行業的相關法規、標準未按不同條件的井工礦進行區分,評價標準是一致的。

受開采煤種影響的評價指標有采區回采率、工作面回采率,對于稀缺煤種(肥煤、焦煤、瘦煤和無煙煤),上述兩個指標評價標準值應高于一般煤種。

受開采地質條件影響的評價指標有全員效率、萬噸掘進率、工作面生產能力、采掘綜合機械化程度、噸原煤電耗、噸原煤綜合能耗、噸原煤水耗、礦井水綜合利用率。其中,全員效率、萬噸掘進率、工作面生產能力、采掘綜合機械化程度指標評價標準值高低與地質條件復雜程度成反相關。噸原煤電耗、噸原煤綜合能耗、噸原煤水耗指標評價標準值高低與地質條件復雜程度成正相關。

受生產規模影響的評價指標有全員效率、萬噸掘進率、噸煤工業廣場占地面積、噸煤排矸場占地面積、噸原煤電耗、噸原煤水耗、單位產品綜合能耗。其中,全員效率、萬噸掘進率的指標評價標準值高低與生產規模大小成正相關;噸煤工業廣場占地面積、噸煤排矸場占地面積、噸原煤電耗、噸原煤水耗、單位產品綜合能耗的指標評價標準值高低與生產規模大小成反相關。

受煤層厚度影響的評價指標有全員效率、工作面生產能力、采區回采率、工作面回采率。其中,全員效率、工作面生產能力的指標評價標準值高低與煤層厚度大小成正相關;采區回采率、工作面回采率的指標評價標準值高低與煤層厚度大小成反相關。

受瓦斯等級影響的評價指標有工作面生產能力、萬噸掘進率,上述兩個評價指標評價標準值大小與瓦斯等級高低成反相關。

5 結論

安全高效綠色開采是解決目前我國煤炭資源開發所存在問題的關鍵,針對不同時期對井工礦的評價,在總結“高產高效礦井”、“安全高效礦井”和“綠色開采”基本概念和內涵的基礎上,本文提出了安全高效綠色井工礦的內涵,并據此有針對性的提出了不同條件下安全高效綠色井工礦評價指標體系,從而為安全高效綠色井工礦評價提供了基礎,同時對煤炭企業實施安全高效綠色開采具有一定的指導意義。

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(責任編輯 張毅玲)

Research on assessment indicator system of the safety and high efficient and green underground coal mine

Hao Xiuqiang,Ren Yanghui
(Shenhua Science and Technology Research Institute Co.,Ltd.,Changping,Beijing 102211,China)

Based on the basic concepts and connotations of high-yield and high efficient mine, safety and high efficient mine and green mining,the author presented the connotation of safety and high-efficient and green underground coal mine and its assessment indicator system in different conditions,provided the bases to the assessment of safety and high efficient and green underground coal mines.

safety and high efficient and green underground coal mine,assessment indicator system

TD82

A

郝秀強(1978－),男,山東青島人,博士,高級工程師,畢業于北京科技大學采礦工程專業,主要從事采礦技術及技術經濟研究工作。