山西省煤炭资源可持续能力分析方法的探讨

阎 宏

（山西省煤炭地质勘查研究院，山西 太原 030006）

中国的能源结构以煤炭为主，而且煤炭的消费要占到一次能源消费的70%以上，这是由我国的石油、天然气资源不足而煤炭资源丰富的国情所决定的。尽管我国的可再生能源以前所未有的速度发展，但仍难以满足国内能源消费增长的需求，最后还是要依靠煤炭。我国的能源消费结构不是短期就可以改变的，因此，煤炭资源的合理开发和有效利用就显得更为重要。由此，我们引入煤炭资源可持续能力的概念，并对其分析方法展开研究。

1 煤炭资源可持续能力的基本含义

1.1 可持续发展的思想

半个多世纪前，“可持续发展”仅仅是生态学的一个基本概念，如今的可持续发展是可持续经济、可持续生态和可持续社会3个方面的和谐统一，其中，生态持续是基础，经济持续是条件，社会持续是目的。经济可持续发展的核心问题是自然资源的可持续利用，即自然资源的可持续利用成了经济可持续发展的物质基础，这是由自然资源的衡缺这一事实决定的。

1.2 煤炭资源可持续能力

煤炭资源有效供给能力可以概括为，开采时技术上是可行的，经济上是合理的，符合国家煤炭工业政策和有关环境保护标准与环保政策，可供开采利用的煤炭资源储量。而煤炭资源的保障程度则是针对社会经济发展对煤炭能源的需求，保证煤炭产业可持续发展的煤炭资源有效供给能力的保障度。煤炭产业的可持续发展主要取决于煤炭资源的有效供给能力和保障程度，而煤炭资源的保障程度又取决于资源的勘查工作程度、地质可靠性以及技术、经济可行性评价的研究程度[1]。

2 煤炭资源可持续能力要素分析

2.1 煤炭的供求关系

（1）煤炭资源的需求是刚性的。首先，从社会发展的角度对山西省的人口状况进行分析，从《山西统计年鉴》中可以看到，全省总人口为3 374.55万，并多年来保持缓慢增长的态势。但随着时代的进步，山西整体的城市化步伐也加快了。1987—2006年，20年的时间非农业人口增加了将近500万，城市化率提高了10%。其次，随着人均GDP的不断提高，人均能源消耗量也提高了，对煤炭资源的需求也必将提高。第三，从产业结构的角度对20年来山西省三大产业的比重作了分析比较，发现第二产业的发展是最快的、比重也是最大的，占GDP份额的1/2还多。然而，第二产业是高耗能产业，这必将对煤炭行业提出更高的保障能力要求。山西省煤炭的生产和消费状况在很大程度上受到第二产业发展的影响。

（2）煤炭生产现状分析。山西省煤炭产量居全国前列，2006年生产原煤5.81亿t，2006年原煤产量比20年前的2.31亿t增长了1倍多，最近更是呈现较高的增长水平，这与需求的大幅增加是密不可分的。

科学地预测需求量是山西省制定煤炭相关产业可持续发展的基础，不仅要满足社会发展的要求，更要防止产能过剩而造成的资源浪费。

2.2 煤炭资源的有效供给能力

山西省赋存有6个煤田：大同、宁武、河东、太原西山、霍西、沁水煤田及若干规模较小的煤产地。

全省埋深浅于2 000 m的含煤面积52 127.53 km2，煤炭资源总量5 677.25亿t。按照国土资源厅2006年固体矿产资源基础统计库资料，全省查明保有资源储量2 660.68亿t，并且分别按照储量类型、煤种用途进行了分类统计。

煤炭资源的有效供给能力不仅要核实已查明的矿井占用的、尚未占用的资源储量，还需要预测潜在的煤炭资源来说明可供勘查的前景。

2.3 煤炭资源的保障程度

为保证煤炭资源的持续稳定供给，必须综合考虑矿井的服务年限，以此达到相对直观的煤炭资源保障程度的值，以便为国家能源产业的发展规划提出更具体的参考标准。矿井占用煤炭资源的保障度是按3个因素考虑的：①井型、规模类别；②综合矿井占用可采储量、矿井设计规模；③储量备用系数。

尚未占用的煤炭资源及预测的潜在资源也是保障程度评价的重要环节，也需要对其进行分级、分等、分类评价，以便对今后的资源利用规划提供参考依据。

2.4 煤炭开采的环境影响

山西曾被世界教科文组织评价为不适宜人类居住的地方，粗鲁的煤炭资源开采加工与粗放的能源消费，使得山西在20世纪90年代成为全国污染最严重的省份，生态也变得极其脆弱。山西人也因此逐步意识到污染控制的重要性。

煤炭开采带来生态破坏问题，包括地质灾害问题、水土流失、土地沙化、破坏地下水均衡等等；煤炭开采的环境影响，主要是对水资源、土地资源和空气质量这3个方面的影响。同时，这3个方面也成为煤炭开采的主要环境制约因素。要达到煤炭的环境友好型开采，就要通过对环境污染源的限制来达到指导地区性环境保护规划及煤炭产业布局调整的目的。

2.5 开采矿区环境承载力

环境承载力的概念是指在维持人与自然环境之间和谐的前提下，环境所能够承受的人类活动的阈值。

矿区环境承载力包含了生态弹性力的内容，即生态环境本身包容环境污染和生态破坏的能力大小。弹性力越大，生态越稳定，越不容易遭到破坏。还包含了资源环境承载力的内容，即矿区环境能承受的污染最大值，它是一个可以量化的指标，这些都反映了矿区对环境的支撑力。煤炭开采对矿区环境的压力是矿区环境承载力的另一层含义。3个层面又可细分为诸多影响因素。

3 煤炭资源可持续的分析方法

要得到可靠的参考数据，必须明确分析思路，按照不同项目的要求，寻找适合的定性或定量的分析方法，是科学研究的基础。

3.1 需求量预测的分析方法

灰色系统理论是一种研究少数据、贫信息不确定性问题的新方法，可以实现对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控。灰色预测是用灰色模型GM（1，1）进行定量预测的。

山西煤炭需求量的预测工作正是演化规律的描述，仅有的部分近期数据也决定了使用该模型的符合性，考虑可以使用灰色模型对一、二、三产业以及城乡居民对煤炭的需求强度等指标进行第一轮预测。然后使用专家群决策的方法对非结构性的复杂决策问题等因素进行第二次的综合预测。由此得出最终的需求量预测结果。

3.2 煤炭资源供给能力的分析方法

全省煤炭资源的统计来源为，国土资源厅2006年固体矿产资源基础统计库及采矿登记和既有的勘查成果资料等。庞大的数据量及复杂的数据关系就需要ACCESS这样的数据库系统来帮助完成数据的整理工作，为方便数据的查询计算，设置了以矿权人为主索引的一系列库内数据关系网，把全省2006年度煤炭资源的利用情况按矿井占用、勘查未占用以及残留3种情况综合统计，得出准确的数量结果。

3.3 煤炭资源的保障程度的分析方法

这里仅阐述矿井的煤炭资源保障度，它的实际意义就是矿井的剩余均衡生产服务年限。

矿井占用煤炭资源保障度=保有煤炭可采储量/矿井设计能力/储量备用系数。

利用数据库整理得到的矿井资源储量数据，参照保障度分级标准确定矿井的保障程度及对应级别，可以利用数据库进行分类查询或汇总，从而得到矿区及全省煤矿保障度的结果及相应级别。

3.4 层次分析法研究环境承载力

环境承载力的评价是实现矿区环境可持续发展的前提，可纷繁复杂的影响因素如何得到评价结论呢？将环境承载力看做一个大系统，下级要素看做子系统，并对其进行分级排列，使用层次分析法得出各个因素在系统中的权重，通过查阅相关的分类标准并进行比值计算，就可得到所需的定性和定量结论。

4 结论

综上所述，煤炭资源可持续能力概念的提出在当今是有重要意义的。本文简单阐述了煤炭资源可持续发展能力的影响要素及其研究方法。通过大量的数据整理和计算，得出的煤炭资源可持续发展能力的相关数据成果有：

（1）通过灰色模型预测，2020年山西省总的煤炭需求量将达到 153 055.8 万 t。

（2）截至2006年末，山西省采矿登记3 088处，井田面积合计11 187.48 km2，占用煤炭资源储量合计954.58亿t，占当年保有煤炭资源储量2 660.68亿t的35.8%。按煤的用途区分，炼焦用烟煤585.49亿 t，非炼焦用烟煤 828.95亿 t，贫煤 132.84亿t，无烟煤 153.35亿 t。

（3）全省采矿登记矿井保有可采储量的保障度为42，总体属中级[2]。

[1]田山岗，唐辛，王永康等.中国煤炭资源有效供给能力态势分析[J].中国煤田地质，2001,13（Z1）:1-84

[2]山西省煤炭地质局.山西省煤炭资源有效保障能力分析[R].太原：山西省煤炭地质局，2009.