煤炭資源合理開發利用“三率”標準應用研究

程 坤，劉 具，王 猛，張 錕，仝 莉

(中國煤炭工業協會咨詢中心，北京市朝陽區，100013)

0 引言

煤炭是我國主體能源和重要工業原料，是保障我國能源安全的穩定器和壓艙石[1-4]。2022年全國煤炭產量45.6億t，煤炭占我國一次能源消費總量56.2%，為我國經濟社會發展提供了可靠的能源保障。短期看，煤炭在我國能源供給體系中的主體地位不會改變，是保障我國能源安全的堅實基礎；中長期來看，煤炭在我國能源綠色低碳轉型過程中的兜底保障作用也不會改變[5-9]。煤炭資源合理開發利用“三率”(煤礦采區采出率、原煤入選率、煤矸石與共伴生礦產資源綜合利用率)標準作為衡量煤炭資源合理開發利用狀況的關鍵指標，是全面評價煤炭企業資源節約與綜合利用水平的主要依據，煤炭資源合理開發利用“三率”標準應用以來，在提高煤炭資源采出率、原煤入選率、煤矸石綜合利用率等方面取得明顯成效。馮安生等[10]通過梳理2011年我國煤炭“三率”調查結果，分析了我國煤炭資源開發利用狀況；冉文瑞等[11]研究了貴州省煤炭資源“三率”調查與評價結果，從加大煤礦整合力度、強化煤炭資源勘查等方面提出了對策建議。十九大以來，我國生態文明建設深入推進，對煤炭資源開發利用提出更高的標準和要求，但煤炭資源合理開發利用“三率”標準方面研究相對較少，亟需全面研究當前煤炭資源合理開發利用“三率”標準應用情況及存在問題，為煤炭資源合理開發利用“三率”標準應用指明方向。

1 煤炭資源“三率”標準歷史沿革

我國煤炭資源合理開發利用“三率”標準的發展演變可以劃分為4個階段[12]。第1階段是立法完善階段(1986-1996年)，《礦產資源法》《煤炭法》陸續頒布，從法律層面規定了煤炭資源合理開發利用基本原則，為煤炭資源合理開發利用“三率”標準建立奠定了法律基礎；第2階段是標準制定階段(1997-1998年)，明確了不同設計能力、不同煤層厚度、不同采煤方法采區采出率的最低要求，實現了從定性要求到定量考核的轉變；第3階段是標準完善階段(1999-2011年)，資源開發和節約利用并重，原礦產資源“三率”指標中采礦貧化率修改為綜合利用率，增強了對礦產資源綜合利用的約束和要求；第4階段是全面應用階段(2012年至今)，將煤炭資源合理開發利用“三率”指標明確為：煤礦采區采出率、原煤入選率和煤矸石與共伴生礦產資源綜合利用率，并將“三率”納入煤炭資源開發利用年度檢查。

2 指標計算方法和相關要求

2.1 煤礦采區采出率

煤礦采區采出率是指煤礦采區實際采出煤量占采區動用資源量的比例，煤礦采區采出率Kc計算公式為：

(1)

式中：Qc——采區實際采出煤量，萬t；

Qd——采區動用煤炭資源量，萬t。

2.2 原煤入選率

原煤入選率是指入選原煤量占生產原煤量的比例，原煤入選率Kx計算公式為：

(2)

式中：Qx——入選原煤量，萬t；

Qy——生產原煤量，萬t。

2.3 煤矸石與共伴生礦產資源綜合利用率

煤矸石綜合利用率是指煤礦生產過程中利用的煤矸石量占產生煤矸石量的比例，煤矸石綜合利用率Kg計算公式為：

(3)

式中：Qgy——煤礦生產過程中利用的煤矸石量，萬t；

Qgc——煤礦生產過程中產生的煤矸石量，萬t。

礦井水綜合利用率是指煤礦生產過程中利用的礦井水量占產生的礦井水量的比例，礦井水綜合利用率Ks計算公式為：

(4)

式中：Qsy——煤礦生產過程中利用的礦井水量，萬t；

Qsc——煤礦生產過程中產生的礦井水量，萬t。

共伴生礦產資源綜合利用率是指煤礦生產過程中共伴生礦產開發利用量占共伴生礦產開采動用資源儲量比例的平均值，共伴生礦產資源綜合利用率Kb計算公式為：

(5)

式中：n——共伴生礦產資源種類數量，種；

ki——第i種共伴生礦產資源綜合利用率，%；

qiy——煤礦生產過程中第i種共伴生礦產開發利用量，萬t；

qid——煤礦生產過程中第i種共伴生礦產開采動用資源儲量，萬t。

煤炭資源合理開發利用“三率”指標具體要求見表1。

表1 煤炭資源合理開發利用“三率”指標要求 %

3 煤炭資源“三率”指標應用現狀

煤炭資源合理開發利用“三率”指標全面推廣應用以來，在強化煤炭資源儲量精細化管理，提高煤炭資源采出率、原煤入選率，提高煤矸石、礦井水、瓦斯等共伴生資源綜合利用率，推動煤炭資源開發和選煤加工技術進步，推動安全高效礦井和綠色礦山建設，促進煤礦關鍵裝備升級等方面發揮了重要作用[13-15]。煤炭資源“三率”指標應用情況如圖1所示。

圖1 煤炭資源“三率”指標應用情況

3.1 采區采出率

從圖1(a)中煤礦采區采出率變化情況來看，2011年全國煤礦采區采出率平均值為83.29%，其中井工煤礦采區采出率平均值為80.51%，露天煤礦采區采出率平均值為95.70%；2018年全國煤礦采區采出率平均值為85.62%，其中井工煤礦采區采出率平均值為83.84%，露天煤礦采區采出率平均值為95.92%；2021年全國煤礦采區采出率平均值為87.68%，較2011年和2018年分別提高5.27%、2.41%，其中井工煤礦采區采出率平均值為86.14%，露天煤礦采區采出率平均值為94.82%。分析可知，我國煤礦采區采出率總體呈逐年上升態勢，露天煤礦采區采出率明顯高于井工煤礦，但隨著無煤柱開采、小煤柱開采、沿空留巷、充填開采等先進適用技術在井工煤礦推廣應用，近年來井工煤礦采區采出率的增長率高于露天煤礦。

3.2 原煤入選率

從圖1(b)中的原煤入選率變化情況來看，2011年原煤入選率平均值為50.42%，2018年原煤入選率平均值為81.50%，2021年原煤入選率平均值為80.60%，較2011年提高63.82%，較2018年下降1.10%。分析可知，我國原煤入選率總體穩步提升，較2011年實現了大幅提升，但近年來國內煤炭供應緊張，部分地區直接銷售未經入選原煤，從而使得2021年原煤入選率較2018年呈現下降趨勢，隨著國內選煤技術進步和煤炭保供形勢好轉，原煤入選率仍將保持上升態勢。

3.3 共伴生資源綜合利用率

從圖1(b)中的共伴生資源綜合利用率變化情況來看，2011年全國煤矸石綜合利用率平均值為75.34%，礦井水綜合利用率平均值為67.34%，瓦斯綜合利用率平均值為25.95%；2018年全國煤矸石綜合利用率平均值為87.90%，礦井水綜合利用率平均值為80.00%，瓦斯綜合利用率平均值為56.30%；2021年全國煤矸石綜合利用率平均值為88.45%，較2011年和2018年分別提高17.4%、0.63%，礦井水綜合利用率平均值為86.54%，較2011年和2018年分別提高28.34%、8.18%；瓦斯綜合利用率平均值為63.95%，較2011年和2018年分別提高146.44%、13.59%。分析可知，我國煤矸石、礦井水、瓦斯等資源的綜合利用率均達到了較高水平，并比2011年明顯提升，尤其是隨著低濃度瓦斯發電、礦井水深度處理等相關技術的發展，礦井水和瓦斯綜合利用率明顯提高，但從減少碳排放角度來看，瓦斯綜合利用率還有待進一步提高，特別是空排瓦斯提純利用將是重點方向[16-18]。

4 煤炭資源“三率”標準應用存在的主要問題

4.1 煤炭資源“三率”管理制度有待完善

我國煤炭資源分布地域廣、煤礦數量多、開采規模大，煤層賦存條件、技術裝備水平等方面存在很大差異，不同地區、不同企業之間發展不平衡，加之不同地區生態環境承載力存在一定差異，對煤炭資源合理開發利用提出了不同要求。同時，隨著“雙碳”目標任務深入實施，煤炭作為高碳能源，肩負著綠色低碳發展重任，加快實現煤炭資源生產過程綠色化、減少碳排放，減少煤炭生產對生態環境的影響和破壞，是煤炭行業落實“雙碳”目標的必然之舉。因此，亟需在《煤炭資源合理開發利用“三率”指標要求(試行)》基礎上，建立健全煤炭資源合理開發利用“三率”管理制度，分級分類指導我國煤炭資源合理開發利用。

4.2 煤炭資源“三率”調查缺少長效機制

自2012年煤炭資源合理開發利用“三率”指標全面應用以來，國土資源部組織開展了1次煤炭資源“三率”調查與評價工作，2019年和2022年自然資源部組織開展了2次煤炭資源合理開發利用“三率”指標研究和評估工作，煤炭資源合理開發利用“三率”指標全面推廣應用了10余年，但指標調查和評估工作還未形成長效機制，調查時間和調查對象存在一定隨機性，調查數據時效性不足，加之煤炭企業重視程度不夠，部分數據誤報、漏報甚至瞞報，從而導致煤炭資源“三率”指標難以全面準確反映我國煤炭資源開發利用現狀，不利于自然資源主管部門科學決策。

4.3 煤炭資源“三率”優惠政策亟需落地

為有效提升煤炭資源節約開發水平，國家出臺了提高采區采出率方面稅收優惠政策，但缺少獨立公正的認證標準和認證程序，同時沒有針對煤矸石、礦井水、瓦斯綜合利用方面出臺相關政策。企業在煤炭資源合理開發利用方面投入大量人力、物力和財力，在提高煤矸石、礦井水、瓦斯綜合利用率等方面取得了不少成績，但卻無法得到相關部門認定。企業在申請優惠政策過程中經常面臨“有門無路”，導致企業無法享受優惠政策，從而降低了煤炭企業相關積極性。此外，國家對與煤炭資源合理開發利用的信息指導、咨詢服務、配套政策、信貸支持等方面還存在不足，亟需出臺煤炭資源合理開發利用“三率”優惠政策及配套政策，充分調動煤炭企業的積極性。

4.4 煤炭資源綜合利用創新技術有待突破

近年來，我國煤炭行業技術裝備水平顯著提升，持續引領和推動了我國煤炭工業轉型升級，但在煤炭資源綜合利用領域，尤其是煤矸石、礦井水及共伴生資源利用方面，整體技術水平不能滿足國家相關政策要求，和我國煤炭工業高質量發展要求不相適應，距離多元化、高端化仍有一定差距，部分中小型煤礦資源綜合利用水平偏低等問題仍然存在。此外，隨著研究不斷深入，在煤炭資源中陸續發現了具有巨大工業價值的鎵、鋰、稀土等戰略礦產，煤層氣、頁巖氣、油頁巖、天然氣水合物、砂巖型鈾礦等能源礦產，以及高嶺土、石墨、黏土礦物等非金屬礦產，但煤炭共伴生資源綜合利用技術創新總體水平低，經濟性明顯不足，嚴重制約了煤炭共伴生資源的利用[19-22]。

4.5 煤炭企業“三率”管理措施有待強化

隨著煤炭資源合理開發利用“三率”指標的全面實施，部分煤炭企業結合自身特點，建立健全了煤炭資源儲量、采出率等方面管理制度，尤其是賦存稀缺煤和煉焦煤礦區，更加注重提高煤礦采區采出率，對于促進稀缺煤炭資源合理開發利用發揮了重要作用，但是非特殊煤炭資源開發過程中，對該指標的重視程度還有待進一步提升。此外，煤矸石、瓦斯、礦井水的綜合利用需要企業投入大量成本才能取得效益，且投入的邊際效益遞減，從而導致企業持續投入的主動性不足，煤矸石、瓦斯、礦井水綜合利用方面仍存在很大提升空間，亟需強化企業資源合理開發利用的主體責任，結合自身特點制定煤炭資源“三率”管理措施，全面提高煤炭資源合理開發利用水平。

5 煤炭資源“三率”標準應用相關建議

5.1 強化日常監督管理，有效提高煤炭“三率”水平

煤炭資源主管部門高度重視煤炭資源“三率”指標日常監督和管理，健全煤炭資源“三率”指標管理辦法，將煤炭資源“三率”指標考核納入煤炭企業年度考核任務，進一步壓實煤礦企業主體責任。重點加強采區采出率、原煤入選率、煤矸石綜合利用率、礦井水綜合利用率等硬性指標日常監管，對于不符合規定的生產煤礦，列入日常重點督查名單，加快推動煤礦技術改造，改造后仍不能符合規定的要依法依規退出相應產能。煤層氣、高嶺土等共伴生資源綜合利用情況，應根據共伴生資源賦存狀況和開采技術條件，優先將礦區內共伴生資源劃歸煤礦開采，煤礦設計過程中要充分考慮共伴生資源的開采和保護，合理確定資源開發時序和方式，避免煤礦開采對共伴生資源的破壞。建立健全煤炭資源“三率”公示制度，接受社會公眾監督，加快形成“企業自律、社會監督、政府監管”的共同監管格局，提升煤炭資源“三率”指標水平。

5.2 建立信息管理平臺，動態掌握煤炭“三率”數據

充分利用互聯網、大數據等現代信息技術，建立全國煤炭資源“三率”數據統計網絡平臺，組織全國煤炭生產企業按年度填報所屬煤礦“三率”指標，實現煤炭資源“三率”數據在線監測，動態掌握我國煤炭“三率”數據，并根據煤炭企業填報情況定期組織開展現場核查，確保煤礦“三率”指標真實可靠。同時，定期發布煤炭資源“三率”指標評估報告，系統總結煤炭“三率”指標應用取得的成效，深入剖析煤炭資源“三率”指標應用過程中存在的問題和不足，并結合煤炭行業產業政策，綜合研究煤炭資源“三率”指標涵蓋范圍、考核標準和應用范圍，為政府部門加強煤炭資源管理提供決策依據，為煤炭企業和煤礦全面推廣應用“三率”指標提供科學指導，從而全方位提升煤炭“三率”指標應用成效。

5.3 全面推動政策落地，充分激發煤炭企業動力

自然資源主管部門應在全面評估煤炭資源“三率”指標完成情況的基礎上，加快建立第三方專業機構認定制度，明確認定程序、認定標準和認定方法，客觀公正地評估煤炭企業在提高煤炭資源“三率”方面所做貢獻及取得成效，對具有突出貢獻的煤炭企業，實行差異化的稅收優惠政策及其他配套優惠政策，對企業給予各種形式的政策補貼；對在提高煤炭資源“三率”方面不作為的煤炭企業，實施聯合懲戒和相應限制措施，從而鼓勵煤炭企業不斷增強提高煤炭資源“三率”水平的自覺性和主動性。充分發揮產業政策導向作用，通過資源稅費減免、貼息貸款、中央或地方專項資金支持等多種財政政策聯動，為煤炭企業提供充足的資金支持；在煤礦建設項目核準、產能核增等方面給予政策支持，全面調動煤炭企業的積極性，鼓勵和引導煤炭企業從單純追求經濟效益逐步轉到資源、環境、社會、經濟等協調發展的新發展格局上來，從而形成良好的政策循環效應，推動煤炭資源“三率”政策落地生根。

5.4 加快推動技術創新，提升資源綜合利用水平

組織開展煤炭資源綜合利用技術需求調查，根據煤炭企業實際需要，加快組建煤炭“三率”技術創新聯盟，全面加強煤礦充填開采、保水開采、無煤柱開采等關鍵技術攻關，在提高煤炭資源采出率的同時減少對生態環境的擾動和破壞；加大選煤廠技術升級改造，因地制宜推廣采用“干法+濕法”聯合流程，對褐煤和其他易泥化煤，全面采用干法分選工藝，提高選煤效率；加快推廣煤矸石充填開采技術，系統解決煤矸石排放問題，充分利用粉煤灰、工業廢渣和固體垃圾，研發煤礦新型充填材料，提高礦區廢棄資源利用效率；加快研發礦井水處理新技術，尤其是針對西部缺水礦區，加快研發高礦化度礦井水處理技術，提高礦井水重復利用率；加快研發乏風瓦斯提純利用技術，提高礦井瓦斯利用率；加快煤炭共伴生礦產資源開發利用關鍵技術攻關，定期組織評選煤炭資源“三率”先進適用技術和裝備，并適時組織召開行業推廣會或現場會，加快推動煤炭資源“三率”技術交流和應用。

5.5 深入研究“三率”指標，指導行業高質量發展

研判我國煤炭工業高質量發展趨勢和要求，統籌考慮煤炭資源種類、礦區生態環境承載力等方面因素，動態調整優化煤炭資源“三率”標準內容，大力推進煤炭資源合理開發利用向綠色低碳轉型。按照保護資源、節約資源、有效提高資源綜合利用效率的原則，研究論證煤炭資源“三率”指標取值的合理性，研究制定不同地區、不同類型煤礦“三率”指標，并結合煤礦開采技術進步、采掘設備更新換代，科學調整采區采出率指標。根據煤炭資源賦存特征和規律，研究提出面積采出率和垂直采出率的定義和計算方法，全方位提升多煤層礦區煤炭資源采出率。根據國民經濟發展需要和產業政策變化，動態調整煤炭資源“三率”指標，全面有效指導我國煤炭行業高質量發展，精準高效助力我國能源強國建設。

6 結語

煤炭資源合理開發利用“三率”標準全面推廣應用以來，在提高我國煤炭資源開發利用水平、構建煤炭資源循環利用體系、加快建設綠色礦山等方面發揮了良好的推動作用。隨著我國煤炭行業邁入高質量發展新階段，煤炭資源綠色開采、高效選煤、共伴生資源綜合利用將是主要方向，煤炭資源“三率”標準作為煤炭資源合理開發利用的評價標準，加快其全面應用，將有效推動我國煤炭行業高質量發展。