安徽省煤炭產業發展概況及未來發展趨向

文/陳登紅 華心祝 李寒旭 王恩乾(.安徽理工大學2.深部煤礦采動響應與災害防控國家重點實驗室3.安徽理工大學特殊開采研究所)

我國能源資源總量比較豐富，但已探明的石油、天然氣資源儲量相對不足。2019 年，我國石油、天然氣對外依存度分別為近70%、40%，煤炭產量38.5 億噸，占能源消費總量的57.7%。據中國工程院預測，未來30 年全球經濟增長依賴能源消耗增長的趨勢不會發生根本性改變，其中煤炭仍將是主導能源，在我國起到能源壓艙石的作用。安徽省煤炭資源豐富，以煉焦煤為主，屬優質煤，資源儲量華東第一、全國第七。安徽省區位優勢明顯，承東啟西、接南連北，煤炭產量占華東地區總量的35%以上。隨著相臨省份煤炭資源相繼枯竭，2018 年安徽省煤炭產量占華東地區總量高達43.68%。安徽也是長三角地區的能源供應地，同年約有4100 萬噸煤(含電)輸出到省外，占全省煤炭產量的36%。“皖電東送”工程更是每年向浙、滬輸電超過600 億千瓦時電。

一、 安徽煤炭產業發展概況

1.煤炭開采現狀

安徽省含煤面積約1.79 萬平方米，約占全省總面積的12.8%，其中絕大多數分布于北部地區。安徽省煤炭種類較為齊全，計有不粘煤、弱粘煤、氣煤、1/3 焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧煤、無煙煤等，另有天然焦、斷裂帶的瀝青煤和石煤，煤質優良，尤其是皖北地區的氣煤、1/3 焦煤和肥煤等，屬低—中灰、低硫、低磷、高熱值煤，是良好的煉焦和動力用煤。截至2018 年底，安徽省煤炭儲量304.89 億噸。安徽省煤炭總產能近年來不斷降低，近5 年總產能分別為13530.3、13020、11927、11529.1、10989.5 萬噸；礦井數量也在減少，從2015 年的61 對礦井縮減到2019 年的40 對。近5年，安徽省煤炭單井產量分別為221.8、217.8、254、318、316 萬噸，連續5 年位于全國單井產量第一名。在產量提高的同時，安徽省煤炭行業也時刻把安全放在首位，安全生產事故發生率穩中有降，5 年來全省百萬噸死亡率分別為0.133、0.073、0.051、0.124、0.018。此外，安徽省還涌現出千萬噸礦井，如：淮河能源控股有限公司煤業分公司張集礦“一礦三區”，其中央區1996 年7 月1日開工建設、2009 年底完工，礦井生產能力1230 萬噸/年；中煤新集劉莊礦業有限公司始建于2003 年2月，2007 年6 月建成投產，設計生產能力800 萬噸/年，核定生產能力1100 萬噸/年。

2.煤炭開采制約因素

隨著淺埋資源開采日趨枯竭，安徽省煤炭開采還面臨如下難題。

一是埋深逐年增加。安徽兩淮礦區二水平開采深度集中在-550～-1070m 之間，開采水平在向著千米深井邁進，且目前已探明的1500m以內煤炭資源量530 億噸，超過1500m 深度的資源量有100 億噸。

二是地壓逐漸加大。煤層埋藏較深造成了地壓增大，地壓引發的安全問題頗多。據不完全統計，2005—2018 年間，頂板事故發生了23 起，最近一次是2020 年6 月29日潘三煤礦2 名施救人員失聯。

三是水患問題較多。礦區充水因素多，水文地質條件復雜[1]。據不完全統計，2005—2018 年，發生水害事故5 起。礦區內含水、導水構造非常發育，有些落差較大的斷層、陷落柱等構造甚至勾通了幾個含水層，使得安徽省煤礦的水文地質條件變得更加復雜。與此同時，由于華東平原地下水位淺、煤炭開采量大、易沉陷，采煤后形成的沉陷區低于地下水位，就會在地面形成積水；并且安徽省降雨較多，沉陷區積水面積增加，治理難度加大。以淮南為例，截至2017 年，淮南市采煤沉陷區面積達278.6km2，涉及到6 個縣、30 個鄉，且隨著沉陷范圍擴大，預計2020年底沉陷區面積將達到687km2，這是100 個西湖的大小。

四是瓦斯治理難度大。安徽煤礦多數為煤與瓦斯突出礦井，開采難度大，安全生產壓力大，近年來全省煤礦瓦斯事故共發生6 起。高瓦斯低透氣性煤層氣賦存采前需要預抽，通過采前預抽、解放層開采雖然較好地解決了臨近和本煤層的瓦斯積聚問題，但對煤與瓦斯突出的研究還有待深入。

五是智能化開采起步較晚。淮南礦業集團2018 年先后對顧橋礦1312（1）、張集礦1313(1)兩個厚煤層工作面和潘三礦1621 (1)、謝橋礦12414 兩個較薄煤層工作面進行智能化開采試點；淮北礦業集團在3個薄煤層、5 個中厚煤層推進智能化開采；皖北煤電集團有3 個智能化開采工作面；中煤新集公司有2 個智能化開采工作面。全省智能化(自動化)采煤工作面占綜采工作面總數的比例僅為20.7%。整體來看，全省智能化開采起步較晚，智能化開采礦井相對較少，僅僅局限于幾個工作面的試采，并未形成規模化開采。

二、 安徽煤炭產業未來發展趨向

1.智能精準開采

2020 年3 月，國家發展改革委等八部委聯合印發了《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》（發改能源〔2020〕283 號）。為著力提升安徽省煤礦智能化建設水平，省發展改革委、省能源局等9 家單位聯合印發了《關于加快煤礦智能化發展的實施意見》（皖發改能源〔2020〕323號，以下簡稱《實施意見》）。《實施意見》從9 個方面謀劃了煤礦智能化的實施路徑和主要工作；明確到2021 年，全省共建成6 處智能化示范煤礦；到2025 年，全省45%左右的煤礦基本實現智能化；到2035年，全省各類煤礦基本實現智能化。《實施意見》的出臺，有利于推動安徽省煤礦安全生產和減人提效，提升企業競爭力，實現煤礦轉型升級和可持續發展。

其實，早在2017 年，現任安徽理工大學校長袁亮院士就提出了煤炭智能精準開采的理念[2]。煤炭安全精準開采的核心是智能無人安全精準開采，是基于透明空間地球物理和多物理場耦合，具有監測預警、風險評估的智能精準開采的新模式。袁亮院士基于項目研究對安徽省煤炭產業發展提出以下建議：要改善煤礦井下工作條件差、安全生產仍存困擾的現狀，用科技力量推動煤礦產業新變革，爭取在2020 年實現煤炭精準開采階段性突破，2030 年基本實現煤炭精準開采，2050 年實現全面的煤炭精準開采。

2.全生命周期的礦井規劃

在經濟新常態和供給側改革背景下，安徽省政府辦公廳出臺了《關于加快推進小煤礦關閉退出工作的實施意見》，把不具備安全保障的小煤礦全部關閉退出，廢棄礦井數量日益增多。據統計，2015—2019 年，為應對煤炭產能過剩，安徽省已關閉礦井22 對，去除產能3348 萬噸/年。由于兩淮煤炭基地開采歷史悠久，礦井已進入衰老期，預計到2030年，待廢棄的礦井將增加6 對，退出產能834 萬噸/年。安徽廢棄礦井資源豐富，開發利用潛力巨大，利用廢棄礦洞建抽蓄電站的新探索，可以實現電力市場和生態環境恢復雙向的需求。礦井報廢后的礦洞空間大、深度大、水源充足，是建設抽水蓄能電站的有利條件。利用地面水庫與地下水庫的勢能差，可以將電能儲蓄成勢能，在電力短缺時可以轉換成電能。抽水蓄能調峰具有安全可靠穩定等特點，是管理電網運行的重要工具[3]。另外，將廢棄礦井用于建設核廢料處置庫，不僅可以減少前期工程建設，還能夠實現廢棄礦井的重新利用。由此，礦區在生命周期內不僅可以產煤，還可以轉變為能源的輸出地。

3.職工職業病有效防治

作為礦井建設的主力軍，我國煤礦從業人員數量龐大，其中井下從業人員不僅勞作辛苦，還面臨著粉塵、噪聲等危害。這是由于我國傳統煤礦粉塵防控技術裝備難以應對井下復雜的工況條件，安全健康保障水平普遍較低。根據安徽省第二人民醫院對全省700 余家企業近7年的職業（放射）衛生檢測評價（對近17 萬作業工人進行了職業健康體檢，涉及電力、化工、建材、電子、機械、煤炭等多工業領域），職業病中90%是塵肺病。為了進一步提升煤礦工人的健康水平，安徽理工大學中哲上海健康研究院聯合學校醫學院、能源學院在劉莊煤礦展開義診活動。“劉莊義診”不僅可以提早預防職業病以及一些常見病，而且有效提高了職工的健康知識水平和健康保護意識。煤礦職業安全健康這一科學構想是理工醫多學科交叉融合，主要通過大數據、云技術、人工智能和物聯網等高新信息技術，實現煤礦無害作業、職業病精準治療和職業安全健康智能預警。未來不僅要達到煤礦從業人員職業生命全周期的安全健康，更應該向著“幸福采礦”的目標前進。

4.煤炭協調清潔利用

煤炭分級分質、梯級利用是煤炭綠色利用的關鍵[4]。安徽省煤炭資源豐富，煤種眾多，煤質多樣，除未發現褐煤資源和煙煤中的不粘、弱粘1/2 中粘煤外，其余煤種從長焰煤、氣煤直至貧煤、無煙煤以及天然焦都有發現[5]。未來要通過大力發展煤炭洗選、型煤、動力配煤、水煤漿等潔凈煤技術，形成多品質的優質優價產品，科學利用。另外，對于特殊用途和稀缺的煤種，要延伸產業鏈，對其進行分級分質、提質增效、梯級利用，實現資源科學利用最大化。

安徽煤炭資源，以煉焦煤為主，占資源總量的99.13%。要實現煤炭資源合理開采，產能科學規劃、產品協調清潔利用就尤為重要。一是淮北地區的煉焦精煤，主要供寶鋼和出口創匯，屬我國稀缺煤種和戰略物資，要實行保護性開采，并且對周邊小型煤礦進行資源整合，統一銷售。二是淮南地區的動力煤，主要是供電廠用煤，淮南礦業集團要保住煉焦洗精煤市場，加大洗選力度，積極開拓氣煤的洗精煤市場。三是皖南地區的無煙煤，品質優異，不僅可以直接用作燃料或制成煤氣，還可以用于化肥、陶瓷、制造鍛造等行業。

未來淺部煤炭開采殆盡，深部開采是必然趨勢。淮南礦區自下而上分為A、B、C、D、E 共五組煤，其中A、B、C 組煤為主采煤層。C 組煤主要是氣煤，由于開采強度大，還剩余17.2 億噸；B 組煤多為氣煤和1/3 焦煤，開采強度小，剩余儲量20 億噸；A 組煤主要為1/3 焦煤，尚未開采，儲量7.5 億噸。A 組煤低灰分、低硫、低磷，屬優質煤，但是埋藏深，開采困難、成本高，安全開采難以保證。如果對B、A 組煤實行粗放利用，不僅會造成資源浪費，還會造成經濟虧損，因此，煤炭協調清潔利用成為高質量發展的關鍵，務必對煤炭進行分級、分質高效利用。目前，國內電廠潔凈技術主要有：燃燒前凈化技術，即煤炭的洗選、加工、轉化；燃燒中凈化技術，即降低氮氧化物的產生；燃燒后凈化技術，即煙的消塵、脫硫脫氮。國外主要是通過IGCC 技術將煤氣化成低熱值的煤氣，再將粗煤氣中的粉塵、焦油、硫化氫等有害物質除去，潔凈的煤氣用于發電廠的清潔利用。

三、結語

安徽省煤炭資源豐富，煤質優良，但由于制約因素較多，煤炭開采難度大，安全生產面臨諸多挑戰。煤炭智能精準安全開采、全生命周期的礦井規劃、職工職業病有效防治是未來的發展趨勢。安徽省煤質優異，將煤炭資源進行分質分級的協調清潔高效利用，積極發展煤電一體化、開采利用協調一致，將安徽打造成為長三角的能源腹地，將是未來煤炭產業發展的關鍵。