寧夏煤炭資源綜合利用現狀及評價方法
——以寧東煤田為例

李 鵬,趙震宇,金學強

(寧夏回族自治區國土資源調查監測院,寧夏銀川750004)

1 概述

我國煤炭資源豐富，但人均煤炭資源擁有量只有世界平均水平的33%[1-2]。同時，我國煤炭資源分布極不均勻，呈北多南少，西多東少，主要集中在山西、內蒙古、陜西、新疆、貴州和寧夏等省份，遠離煤炭消費市場，表現出與經濟社會發展水平不相適應的特點[3]。煤炭資源作為一種不可再生資源，對我國的經濟發展具有重要支撐作用，到2050年煤炭消耗在我國能源消費結構中將占近一半[4]。如何合理開發利用煤炭資源是我國目前面臨的重大難題。鑒于上述問題，為了強化礦產資源合理開發利用，健全礦產資源節約集約利用機制和促進生態文明建設，我國推出了通過“三率”指標來評價礦產資源開發利用水平的試行政策。然而，由于我國煤炭資源聚集和賦存差異顯著，礦山開發程度和方式因地制宜，導致僅通過“三率”指標難以真實反映出煤礦資源的開發利用水平。因此，本文結合自然資源部在寧夏實施的《寧夏礦產資源開發利用水平調查評估試點》工作，以寧東煤田13座煤礦作為研究對象，以國家“三率”評價體系為基礎，試圖探索建立一套更為準確、合理、科學的礦產資源開發利用指標體系和評價系統。以此對我國煤炭資源開發利用水平進行科學準確的評估，為國家制定相應的礦產資源開發利用政策和生態文明建設提供依據，指導礦山企業提高節約集約利用煤炭資源水平，提高礦產資源利用效率，推動我國煤炭資源可持續發展。

2 寧夏煤炭資源成礦背景及基本特征

2.1 寧夏煤炭成礦時代及含煤地層分布特征

寧夏地處我國地質地貌東西兩部分的過渡地帶，橫跨華北陸塊、阿拉善微陸塊和祁連早古生代造山帶3大構造單元，地層發育齊全，主要為地臺型和槽臺過渡型沉積建造[5]。自晚古生代以來，由于華北陸塊和阿拉善微陸塊兩大構造單元的長期劇烈活動所形成了大量裂陷與坳陷盆地，為含煤地層提供了沉積場所，形成了以晚古生代的晚石炭世、早二疊世和中生代的中侏羅世為主的3個成煤時期[6]。晚古生代含煤地層主要分布在寧夏北部的賀蘭山北段—石嘴山—沙巴臺—石炭井—呼魯斯太一帶、西部的香山地區、東部的橫城、韋州地區和南部的王洼一帶。中生代含煤地層主要分布在寧夏北部的汝箕溝、東部的碎石井、鴛鴦湖至萌城以及西部的下流水和窯山等地。

2.2 寧東煤田產業現狀

本次研究是以寧東煤田13座煤礦作為調查研究對象。寧東煤田位于寧夏東部，由靈武、鴛鴦湖、橫城、馬家灘、積家井、萌城、韋州和石溝驛8個礦區連片組成，探明儲量約287×108t，占全區探明煤炭資源儲量的88%[7]。含煤地層主要為侏羅系的延安組和石炭系—二疊系的太原組、山西組。地質條件良好，埋藏淺，適宜機械化開采，煤種為不粘結煤和長焰煤，是良好的動力用煤和化工用煤。目前，寧東煤田作為國家大型煤炭基地進行重點建設，共投資2500億元，建成煤基甲醇、煤基烯烴、甲醇制烯烴、焦化、煤焦氣化、煤制油綜合利用等煤化工項目，以及馬蓮臺電廠、鴛鴦湖電廠、水洞溝電廠、靈州矸石電廠等8個電廠和寧東—山東±660kV直流輸電線路。

3 寧東煤田煤炭開發利用水平評估

2016年，自然資源部針對礦產資源開發利用水平下發了相關文件并提出了以“三率”指標為主的評價方法。所謂礦產資源“三率”是指開采回采率、選礦回收率和綜合利用率，是礦山編制開發利用方案的最低標準，是國家監管礦山企業資源綜合利用水平的重要依據，同時是健全礦產資源節約集約利用機制和促進生態文明建設的重要措施[8]。

3.1 采用國家制定評估方法及存在問題

根據國家《礦產資源開發利用水平評估技術指南（試行）》（以下簡稱《指南》）中提出的評估方法，對寧東煤田13家礦山進行開發利用水平評估，開采回采率基準值以礦山開發利用方案中確定值為準，原煤入選率、共伴生礦產綜合利用率基準值、指標權重均參照《指南》的給定值進行計算，見表1。

表1 煤炭評估基準值

單個礦山開發利用水平值（MEL），計算公式如下，評估結果見表3：

式中：Ki——開采回采率實際值；

K——開采回采率基準值；

P1——開采回采率權重值；

εi——原煤入洗率實際值；

ε——原煤入洗率設計值；

P2——原煤入洗率權重值；

Ri——共伴生礦產綜合利用率實際值；

利用串口觸控的下位機編制人機交互界面、控制方式及指令，并燒錄至UART串口觸摸屏中.傳感器將采集到的數據通過數據總線送入Arduino uno單片機的動態內存；此時若在串口觸控屏有動作，數據經由Arduino uno單片機自動送入串口觸控屏中，經處理后顯示在屏幕界面上.

R——共伴生礦產綜合利用率設計值；

P3——共伴生礦產綜合利用率權重值。

通過分析，發現評估結果與各礦山實際開發利用現狀有較大差異，例如排名第6的棗泉煤礦各個方面遠好于排名第一的四股泉二號井。造成這種現象的主要原因包括：（1）評估礦山“三率”指標不完整；（2）“三率”指標僅能反映礦山的開發效率。

3.2 采用本次研究的評估方法

礦山開發利用水平應是礦山生產各個環節的一個綜合體現，除了采礦和選礦等基本環節以外，還應包括資源綜合利用、生態環境建設、礦山經濟等環境。因此，本次研究依據礦山實地調查的情況，將綜合利用、生態保護、礦山經濟等其他能反映礦山實際開發利用水平的指標一并列入“三率”評價體系，從而制定了以國家“三率”指標為主，他項指標為輔的開發利用水平評估方法，具體方法如下：

評估項分為基礎信息、加分信息和扣分信息3大塊，分別賦分100分、20分和20分?；A信息分值為每個礦山企業的基礎分值，按照采礦環節（25分）、選礦環節（20分）、綜合利用（25分）、生態保護（20分）、礦山經濟（10分）等5個方面，12個小項分別進行打分。加分信息分4個小項，扣分信息共分5個小項，在基礎分的基礎上進行加減分，得出單個礦山企業開發利用水平分值，見表2。

3.3 評估結果對比分析

為驗證本次研究評估方法的科學合理性，我們將兩種方法的評估結果列于表3進行對比分析。

從評估結果來看，采用本次研究的評估方法，13家煤礦評分分布均勻，無重復值，與實際情況基本符合。而按照國家制定的評估方法，13座礦山評估分差較小，相近分數較多，且與實際礦山開發現狀不符，例如：依國家評分標準排名第6的棗泉煤礦開采規范，使用國家規定《礦產資源節約與綜合利用鼓勵技術目錄》的采選技術，多次獲得國家、自治區級榮譽獎項以及國家級綠色礦山稱號；相反，排名第一的四股泉二號井未采用國家規定的鼓勵采選技術，未獲得省部級榮譽稱號，也未列入全國綠色礦山名錄。究其原因，四股泉二號井為了經濟效益最大化依然沿用炮采技術等落后開采技術，導致極大地提高了采區回采率，出現評分升高卻又與礦山實際情況不符的現象。

4 推進寧夏礦產資源集約節約與綜合利用的幾點思考

4.1 制定綜合的領跑者指標，完善指標體系，創新評估方法

礦產資源開發利用領跑者的本質應是礦產資源開發利用技術及裝備水平最高、企業管理較好，針對不同資源稟賦、開發條件的礦產資源都能取得同類可比條

件下的最好“三率”指標或高質量礦產品[9]。領跑者指標作為國家或地區的標桿性指標，是其他礦山借鑒學習和完善自身生產的目標。一味以“三率”指標為基準，會導致個別礦山因提高“三率”指標而忽略其他方面的建設，比如安全生產、生態環境保護和資源綜合利用等。所以，領跑者指標的制定應以“三率”指標為核心，綜合考慮礦山各個環節的指標，使領跑者礦山成為地區名副其實的標志礦山。

表2 本次礦產資源開發利用水平評價指標體系及打分標準

表3 本次研究與國家2套方法評估結果排序對比表

4.2 加強礦產資源開發利用監管，推進資源管理方式轉變

目前，我國礦產資源開發利用水平的監督管理體系還不健全，調查評估制度尚未建立。礦產資源開發利用調查評估制度化和常態化是加強礦產資源規劃和合理開發利用管理、提高“三率”水平的重要保障，也是強化科學管理、有針對性地制定相關政策和措施的重要依據。同時，有利于全面推進礦業權人勘查開采信息公開公示制度。將礦業權人信用融入企業信用，與社會信用體系聯網，推進礦業領域誠信體系建設，推動建立部門聯合懲戒機制，構建“企業自律、社會監督、政府監管”共同治理新格局，推動管理方式根本轉變[10]。

4.3 寧東煤田礦山礦井水和矸石回收處理及綜合利用率亟待提高

通過對寧東煤田各生產礦井的實地調查，發現各礦山對礦井水和矸石的處理及綜合利用上有待提高。

（1）礦井水：各礦山和煤化工基地普遍面臨以下2個問題：①各礦山因水文地質條件不同導致涌水量差異巨大，部分礦山礦井水量小，使用黃河水滿足工業需求，而部分礦山礦井水量大，遠超工業用水，但面臨排放壓力。②煤化工基地的生產均采取常年抽取黃河水用作工業用水，造成生態壓力。根據此次實地調查成果和寧東煤田各礦山分布集中的特點，我們建議可將礦山礦井水集中排放、統一凈化處理，一方面減少礦山處理礦井水帶來的困難；另一方面統一處理后的礦井水可以按需分配給寧東煤田各企業，有效減少企業成本和促進生態保護。

（2）矸石：寧東煤田各礦山矸石產量大，矸石巖性主要以泥巖和泥質粉砂巖為主。目前對于矸石缺乏相對有效的回收利用方法，主要以堆積排放，覆土綠化為主，隨之產生了排矸場地緊缺和相應的環保問題。依據前述寧東煤田礦山分布集中的特點，建議是否可將礦山矸石按區塊集中排放，統一管理。一方面可以減輕排矸場地緊缺的問題；另一方面，未來科研機構研究出相應處理技術，可將矸石統一回收利用，形成寧東煤田矸石“排—儲—用”循環利用系統。