衰老矿井低碳发展SWOT分析

马 辉，连会青.3，朱红杰

(1.河北省矿井灾害防治重点实验室，北京 东燕郊 101601；2.华北科技学院 安全工程学院，北京 东燕郊 101601； 3.中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京 100083；4.中国神华国际工程有限公司，北京 100007)

1 我国煤炭企业发展现状

煤炭是我国的主要能源，占已探明的化石能源总资源的94.3%，占一次能源生产量的76%，占一次能源消费量的70%。在中国能源生产和消费总量构成中，煤炭始终占到70%左右的比重，而发电是煤炭消费的主要流向。2007年在全球一次性能源消费构成中煤炭仅占27.8%，发达国家煤炭消费比例大多不到20%，而在我国能源消费中，煤炭所占比重高达69.5%。与此同时，国家统计局国民经济和社会发展统计公报显示，自2008年至2012年，我国全年能源消费中煤炭消费量逐年增长3.0%、9.2%、5.3%、9.7%、2.5%，可见未来一段时间内煤炭在我国能源消费中的重要地位不会改变。

煤炭企业是产能大户，同时也是耗能大户。我国煤矿碳排放源主要有三个：一是煤矿瓦斯排放，每年超过150亿m3(2.25亿t二氧化碳当量/a)，对臭氧层破坏是二氧化碳的7倍，温室效应相当二氧化碳21倍，瓦斯的主要成分甲烷一立方米的燃烧值相当于1.14公斤标准煤炭；二是煤炭的生产(煤炭采掘、运输、照明、井筒防冻、煤矿工业广场地面建筑等)和煤炭的洗选加工间接导致的二氧化碳排放量；三是辅助生产能源消费，指在矿井保温、井下照明、井口食堂、洗衣房、井口浴池等方面的能源消费。

2 衰老矿井的界定

矿井生产能力的形成及服务周期的结束要经历从勘探、基建、投产、达产、稳产到衰老(蜕变) 的全过程，这个时间的跨度，即为矿井生命周期。因此，一般的矿井生命周期划分成基建期、成长期、稳产期和衰老期4个阶段，如图1所示。

图1 一般矿井生命周期

衰老矿井的研究是个老问题，在查阅了相关的文献对于资源枯竭、面临关闭的矿井，有多种表述方式，称谓尚不统一，常见的称谓有:老矿、衰老矿井 、资源枯竭矿井、资源枯竭矿山、资源危机矿山、衰老矿山、老矿山、中晚期矿山和危机矿山等等，尽管论述的对象相同、表达的涵义大体相似，但是各自的表述却不尽相同，不仅称谓不一，而且理解迥异。

对于矿井衰退期的确定及对衰老矿井的界定也有不同的观点.

1) 贾燕杰根据开滦的实际， 认为矿井进入衰老期主要有4个标志: 开采消耗储量超过矿井可采储量的2 /3以上；或是矿井的服务年限小于10 a; 吨煤占用人员达到3人，比发展期、稳产期矿井增加1倍以上；吨煤投入达到80元以上，比发展期、稳产期矿井高60%以上；矿井产量开始下降，日产水平已经降到设计能力或稳定能力以下。

2) 苏同营等依据衰老矿井的经济效益、资产负债率、经济合理开采深度和煤炭资源损失经济效益等方面综合评价矿井是否应该关闭。

3) 原国家煤炭工业局在调查研究基础上制定了资源枯竭、高灰高硫和扭亏无望煤矿的标准，认为具备以下2个条件之一的煤矿， 可视为进入衰老期和资源枯竭。根据1991年5月13日原煤炭部211号文件规定，矿井可釆储量减少，深部及外围没有可扩的资源，剩余可采储量为原设计可采储量的20%左右。按矿井实际可采储量、矿井设计能力并考虑储量系数计算的煤矿剩余服务年限不超过5a的矿井。

4) 黄书德等在煤矿衰老报废最佳时点的研究中分析了不同井型、不同生产年限和不同生产条件下的矿井生产经营发展趋势，提出了矿井进入衰老点的判断指标体系。

综上，可以看出，对衰老矿井的界定标准特征选取上，主要体现在以下几个指标上:可采储量、服务年限、经济效益、效率、生产能力。

步入衰老期的矿井要解决一是资源赋存条件不理想、储量不足、产业结构单一，能耗高，产品附加值低，煤矸石、矿井水、余热等有价值的“废物”没有加以利用，浪费等问题发展过程中遭遇的瓶颈，就必须要探索衰老矿井发展的新契机，转变经济发展模式，实现从衰老期向低能耗、低污染(零污染)、低排放(零排放)和高效能、高效率、高效益的低碳运行转型期发展，迎来企业有一个飞速发展期，见图2所示。

图2 低碳运行转型矿井生命周期

3 衰老矿井发展的瓶颈

3.1 资源储量的限制

煤炭资源储存的有限性, 决定了煤矿企业的产量存在一个由增长到衰退的过程。衰老矿井由于开采时间较长, 煤矿的稳定高产期已过, 其生产受到开采深度增加, 开采条件恶化等多种难以克服的开采技术条件的制约; 再加上后备资源储量不足, 造成可供利用储量严重短缺, 缺乏新井能力的接续, 煤矿便进入衰老期, 生产能力开始下降, 直到最后报废,这种现状严重制约了煤炭企业可持续发展。

衰老矿井的核心问题都是剩余资源储量不足。这是制约衰老矿井发展的一大瓶颈，不寻求新的发展道路，就无法生存。

3.2 生产系统的限制

煤矿是一个人工、机械、采矿工程、地质条件和自然环境共存的复杂系统，煤炭生产是一个复杂的系统工程，要开发一项煤炭生产项目，要经过资源勘查、项目论证、可行性研究、矿建工程以后才可以形成原煤生产能力，原煤生产系统又由生产系统、开拓系统、回采系统、通风系统、机电运输系统、供电系统、排水系统、通讯系统等复杂的系统构成，这样一个复杂的系统要保证每一个子系统都正常运转才能满足正常生产的需要。

以上都决定了煤矿生产系统的复杂性，加之煤矿较长的生产周期，生产系统的限制主要体现在以下几个方面：

3.2.1 生产条件和安全条件的限制

1) 衰老煤矿资源枯竭，原始煤层基本开采完毕，一般主要残采村庄煤柱、阶段煤柱、边角煤柱、大巷煤柱、断层煤柱、工业广场煤柱等。

2) 矿井大面为采空区所覆盖，来自顶板砂岩水、断层水、底板水、火成岩裂隙水以及相邻矿区老空水补给，形成大面积采空区积水，水文地质条件复杂。

3) 大巷两侧工作面已回采结束，应力集中在大巷周围，造成大巷变形破坏速度快；停采线附近顶煤松动、碎胀、破碎容易形成巷道漏顶，往往引起自然发火。

4) 再生顶板易冒落，顶板管理难度大。

5) 衰老矿井一般具有点多、面广及运输战线长的特点, 造成矿井通风、运输、排水等生产条件更加困难，造成矿井采掘机械化程度低, 技术装备差, 采面资源回收率低。

6) 衰退老煤矿主要残采下分层工作面及各种煤柱，工作面走向短，倾斜较窄，工业储量小，工作面搬家频繁。

7) 设备陈旧，电器老化等不利因素也严重制约着矿井生产。

3.2.2 生产布局的制约

长期以来, 由于矿井地质保障系统可靠性低, 物探及坑透设备技术没能有效推广应用, 不能及时为矿井开采提供可靠地质资料, 造成矿井开拓布置及巷道掘进具有一定盲目性, 给矿井提升、采、掘、机、运、通及供电等方面带来较大影响。生产布局的不合理, 严重制约了矿井的高效集中生产。

3.3 生产效率的限制

一个矿井的采掘接替的合理与否，直接关系到整个矿井生产稳定高产和效益。衰老矿井由于地质条件恶劣, 采面频繁搬家,采掘接替工作面多致使矿井开掘的无效进尺增加, 加大了巷道掘进工程量; 但同时还必须保证生产能力的持续稳定, 因此,造成采掘衔接关系日趋紧张, 采掘失调的风险时时存在。

随着衰老矿井相继进入深部和最终水平开采,井深巷远; 加之地质条件复杂, 开采技术难度大, 机械化水平低, 成本增高。同时受地质条件影响, 商品煤质量不能保证, 加上产量减少等原因, 煤炭生产成本高、煤质差造成企业在市场竞争中处于劣势地位, 赢利能力降低, 矿井维持简单再生产的投入不足, 最终制约企业的发展空间。

3.4 人力资源的限制

衰老煤矿人才流失现象比较严重。矿井资源枯竭，生产能力降低，经济效益下滑，技术管理人员收入减少，加上矿井面临报废，用人机制守旧，严重影响职工的生产积极性性，造成一些工程技术人员离开煤矿向行业外流动，新的技术力量补充跟不上，致使安全技术管理人员缺乏，不利于煤矿安全高效生产。

4 衰老矿井低碳发展的SWOT分析

SWOT分析法也称为态势分析法，是20 世纪80 年代初由美国旧金山大学H·Weihric教授提出的， 该方法是对系统或机构的内部优势(Strength)和劣势(Weakness)，外部机遇(Opportunity)和威胁(Threat)进行分析，然后寻求最优的发展战略。

所谓SWOT分析， 就是通过对企业优势、弱点、机会、挑战的分析，制订或者修改本企业的战略，使其战略思想、目标、对策等方面适应本企业SWOT 变化的要求。在此首先对煤炭企业进行SWOT 分析。从整体上看SWOT 可以分为两部分：第一部分为SW，主要用来分析内部条件，着眼于企业的自身实力及其与竞争对手的比较；第二部分为OT，主要用来分析外部条件，强调外部环境的变化及对企业可能的影响。

4.1 优势分析

1) 政策支持：国家、省、煤炭集团、衰老矿井自身四级政策支持体系已经形成合力，为衰老矿井发展低碳经济提供政策支撑和引导。

2) 技术可行：目前国外很多国家对于煤炭企业的低碳转型和可持续发展研究做了诸多研究，如煤层气勘探开发与利用。美国、加拿大和澳大利亚等少数国家形成工业化规模生产，主要被用做民用、工业燃料、发电等途径。国内目前依靠提高机械化水平、采区无煤柱连续开采科学体系、井下初选系统、矸石回填技术、矸石发电、电厂烟气脱硫、余热资源化等技术手段，以提高回采率、提高资源利用率、延长产业链已经得到证实。从技术角度来讲，衰老矿井发展节能、减排、增效的低碳运行模式是可行的。

3) 经济合理：发展低碳经济既能做到将节能环保和矿山三废利用融为一体，最终实现煤炭资源高效综合开发利用的发展方向。发展低碳经济获得的社会和经济效益显著，既利民利国，也可使煤炭企业扭亏增盈、自我完善、自我发展，走上了良性发展的低碳道路。

4.2 劣势分析

1) 资源条件特性：出于衰老期的矿井开采历史长，剩余储量不足、生产系统相对落后等不利条件决定了单一的煤炭生产经营难以实现煤矿的高效发展，必须依靠低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益的低碳运行模式增加企业综合竞争力。

2) 前期投入大：采区无煤柱连续开采科学体系、薄煤综采智能化开采技术、井下矸石洗选与回填技术、重介洗选技术、矸石发电技术、多级高效喷雾烟气脱硫技术、水泥生产及余热发电技术、水源热泵技术和污水处理技术等低碳技术，在能真正应用于生产中，前期研究时间和投入均比较大。

3) 衰老矿井低碳发展模式在我国尚属探索阶段：目前我国进行低碳运行生态矿山发展模式的研究和探索的矿井不多，比较有代表性性的有冀中能源、兖矿、峰峰集团、西山煤电等都针对自身特点进行了低碳循环生态矿山的有益探索。但其中针对衰老矿井的研究和实践寥寥无几，可以借鉴和参照的对象不多，具有开创性。

4.3 机会分析

1) 国家和世界的大环境：从《京都议定书》、2003 年英国能源白皮书、哥本哈根会议到坎昆会议，我国各行业乃至全世界都将目光集中在了发展低碳经济上。

2) 国家政策和资金支持：2007年10月修订通过的《中华人民共和国节约能源法》明确提出“国家鼓励、支持开发和利用新能源、可再生能源”，国家将出台税收、财政激励措施和市场导向的优惠政策。

3) 集团领导重视：为延长衰老矿井的生命周期，确立发展低碳运行的生态矿山作为企业发展的定位和目标，煤炭集团会不断鼓励各矿尤其是临近衰老期的矿井进行创新和实践，寻求以低碳运行系统为核心，循环经济产业链为灵魂，技术支撑体系为关键保障的低碳运行模式，提高煤炭集团的整体竞争力。

4.4 威胁分析

低碳经济的发展目标与高碳经济的发展现实，形成了中国发展的两难困境。也对中国能源的主体煤炭行业提出了可以说是生与死的挑战，是沿着固有的传统行业理念，被淘汰为夕阳产业而走入历史，还是转变思路另起炉灶，形成新的发展理念，成为符合低碳经济发展趋势的新能源的一员，而获得新生。这不仅仅是技术上的更新换代，更重要的是产业发展理念上的一次具有革命性的转变。面对当前全球通货膨胀的预期，既要保持企业产值和利润的增速，同时进行技术分析和投入实现低碳运行、建设生态矿山，是一个必须要处理好的问题。

4.5 SWOT矩阵

应用SWOT 矩阵确定衰老矿区低碳经济的发展战略，从整体上SWOT可以分为两部分：第一部分为SW，主要用来分析内部条件，着眼于企业的自身实力及其与竞争对手的比较；第二部分为OT，主要用来分析外部条件，强调外部环境的变化及对企业可能的影响。根据我国自身的实际情况和国际客观环境需要，给出与SO战略组合、ST战略组合、WO战略组合、WT战略组合相应的对策建议。

1) SO战略组合——加大资金投入力度打造低碳运行生态矿山

2) ST战略组合——在保增长的基础上实现低碳生态运行

3) WO战略组合——引进资金加大技术投入，将社会效益纳入效益核算中

4) WT战略组合——进行技术经济分析，合理控制投入比例

表1 衰老矿井低碳发展SWOT 矩阵

通过以上SWOT方法分析以及SWOT 矩阵法，得到如下结论：

1) 从企业内部优势和外部机遇综合考虑，对于衰老矿区发展低碳经济是百利无一害的，是符合企业自身发展和国家基本政策的必然之举。

2) 从内部劣势角度分析，衰老矿井资源条件不理想，资源储量不足，正是因为这样才必须选择一种科技含量高、低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益的发展模式。建设低碳运行生态矿山既能克服资源赋存条件的劣势，提高资源综合利用率，又能节能减排，从“黑色经济”向“白色经济”转型。

3) 缺少借鉴，具有开创性既是建设低碳运行生态矿山的内部劣势，但实践的结果对其他矿山的发展具有重要的指导示范作用。

4) 企业的前期投入较大，根据经济学的投入产出分析，想获得产出必须要进行投入，事实证明，建设低碳运行生态矿山产生的经济效益和社会效益是很显著的。

5) 从外部威胁角度分析，处理好低碳经济的发展目标与企业发展增速之间的关系，即实现煤炭企业产值和利润“绿色化”，是可以实现的。

因此衰老矿井建设低碳矿山是可行的，优势是明显的。

5 结论

开采历史长、资源储量不足、生产系统老化等不利因素决定了衰老矿井仅靠资源的数量和质量在市场竞争中占有优势是不现实的，必须要对矿山发展进行挖潜，遵循将“煤炭资源吃干榨尽”的基本思路，提高煤炭资源综合利用率，实现低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益(三低三高)的发展模式，以尽量少的生态扰动实现企业低碳、绿色、生态、可持续的发展。

发展低碳经济是衰老矿井的必然选择，主要有以下三个方面理由：

1) 衰老矿井发展低碳经济符合当前国内外低碳经济发展形势的要求；

2) 衰老矿井发展低碳经济符合煤炭集团公司的总体发展思路和整体布局；

3) 衰老矿井发展低碳经济为全国煤炭行业类似的衰老型矿井二度发展提供一个有益的模式与范例，具有很强的示范作用。

综上，发展低碳经济是衰老矿井摆脱各种不利条件约束，通过低碳运行转型实现延长矿井生命周期的必然选择。

[1] 陆刚, 程伟, 韩可琦. 衰老矿井识别及矿井生命周期仿真研究[J] .河南理工大学学报(自然科学版)，2009，(10)：689-694.

[2] 任一鑫,韩港,丁瑞,王宁.衰老矿井循环经济模式的构建[J]. 矿冶工程，2008，(4)：108-113.

[3] 王文娟.基于低碳经济的煤业集团产业链优化研究[D] .上海：复旦大学，2011

[4] 王 春,王百成.衰老矿井开采技术研究与实践[J]. 煤炭技术，2006,25(2)：48-50.