煤炭资源安全高效绿色开发现状与思路

候芳芳

(离石区能源局，山西 吕梁 033000)

1 煤炭资源安全高效绿色开发背景

煤炭资源是我国占比最大的能源资源，也是消耗量最大的资源，生产和消费量均占世界的二分之一左右。截止到2017年底，我国煤炭查明资源储量为16 666.73亿吨，同比增长4.3%；2017年煤炭新增查明资源储量为815.56亿吨。2017年全国新发现矿产地有109处，煤炭有8处，勘察新增资源量超过50亿吨的煤田有3处。在能源消费结构中煤炭占比达60.4%，煤炭产量连续多年居世界第一，2017年为34.5亿吨，较上年增长3.2%，消费量为38亿吨，较上年增长0.4%。从这些数据可以看出，煤炭资源在未来的很长一段时间内将仍然是我国的基础能源，根据预测，到2050年，煤炭资源在我国能源中的比例依然要高达50%左右。

表1 三大矿产资源查明储量

图1 中国新增煤炭资源量

据调查了解，中国煤炭资源储存量较为丰富且消耗量大，合理开采煤炭资源有助于促进经济发展，提高国民生活质量，不可忽视的是，当前煤炭资源开采工作中依然存在不少急需解决的问题。目前，在绿色环保理念深入人心的新时期，如何实现煤炭资源安全高效绿色开发已成为煤炭资源开发研究工作的基础目标。从整体结构来分析，在煤炭资源开发工作中主要存在的问题如下：

1.1 煤炭资源开采率偏低

当前有关煤炭资源的开采率平均只达到30%左右，尤其是产量占全国煤炭资源总产量较少和个体小型煤矿的采储量平均不到20%甚至更少。按照全国平均采储量估计，我国在发展的二十几年来至少损失了200多亿吨的煤炭资源。

1.2 生态环境破坏严重

我国煤炭资源集中在西北、华北地区，这些地区的水资源原本就极为匮乏，而且生态环境脆弱，本身就存在沙漠化、水土流失等情况。其次，随着煤炭资源的大量开采，开采深度也在不断加大，由此带来的生态环境问题愈加严重。简而言之，大规模的煤炭资源开采将带来地表塌陷、水位下降、植被破坏等问题，使水土流失和荒漠化程度加剧。另外，大型的煤化工业项目还会排放大量的温室气体，对大气环境造成严重的破坏。

1.3 安全生产压力较大

在煤炭资源开发过程中，虽然目前已经采用了十分先进的开采技术和设备，但是煤炭开采环境本身就非常复杂，尤其在井下工作时，随着开采深度的加大，井下作业时存在大量的瓦斯气体、高温现象严重，工作环境极为恶劣。其次，在开发力度加大以后矿井瓦斯事故、水患事故和煤层自燃事故数量增多，治理和预防的难度加大。虽然这两年采取了不少安全防护措施，也制定了安全防护的规定，百万吨死亡率有所下降，然而想要完全保证安全高效绿色的煤炭开发还需要很长的一段时间去践行实现。

1.4 资源综合开发和就地转化能力偏弱

煤炭和煤层气共采综合性开发利用较低，煤电产业发展水平较低，煤化工产业结构存在很大的不合理之处，煤炭转化产业的发展规模和生态环境之间的矛盾日益加重，想要实现完全的节能减排和环境保护的目标难度较大。

2 煤炭资源安全高效绿色开发的发展思路

2.1 从数量规模扩张型向质量效益型发展

随着国民经济发展水平的不断提升，经济将朝着低能耗和高产出的产业结构发展，未来对煤炭资源的需求增长将不断放慢。所以在煤炭开发上，要以科学发展观为指引，建立相关法律体系，控制煤炭的产能，提高资源的采储量，将安全高效和环境保护作为经济效益提升和生产规律扩大的基础，建立全面协调可持续生态体系，实现煤炭开采和生态环境的和谐发展。

2.2 由落后开采方式向以新技术为特点的科学开采方式改变

传统开采方式不仅严重影响开采效率和开采效益，而且会带来水污染、大气污染、植被破坏等生态环境问题，容易引起地表塌陷，诱发水土流失。为实现安全高效绿色开发目标，必须以高新技术为基础，消除行业中技术落后的部分，加大对煤炭行业基础理论和关键技术的研究开发，推动煤炭资源开采朝着大型化、信息化和智能化方向发展。

2.3 由片面安全观向以人为本科学发展观转变

在过去关于煤炭资源开采的安全，主要以百万吨死亡率为指标进行衡量，而忽视了对职工的健康安全考虑。在新时期，应采取人性化的管理模式，拓宽煤炭安全发展理念，建立包括职业安全在内的科学评价指标体系，不断完善劳动保障机制，降低工作强度，提高员工薪资待遇等。

2.4 由牺牲环境为代价向开发治理协调发展转变

煤炭开采以井下作业为主，在过去开发中因受作业环境、技术设备和人员的限制会带来许多生态环境污染问题。为在煤炭开发和环境保护之间建立平衡，必须转变发展方式，从循环机经济角度出发，建立生态环境保护和治理机制开发节能高效的开采技术和相关设备，促使煤矿开采朝着生态环境友好型发展。

3 关于煤炭资源安全高效绿色开发技术的应用

3.1 节水开采技术

如上文所述，我国煤炭资源储量较为丰富的地区集中在西北和华北部，这些地区水资源匮乏，如果采用传统的煤炭开采技术不但效率不高，而且还会因为技术的限制无法实现对水资源的保护，造成大量水资源被污染浪费。根据调查数据显示，我国平均每年有达22亿立方米的水资源因煤炭开采而被污染和浪费，这使得原本就缺水的地区水源匮乏问题更加严重。因而，必须要从技术革新的角度，加快煤炭开发节水技术的研究和应用，节水技术的应用可有效保护地下水，在煤炭开采中避免对地下水的破坏浪费。

3.2 煤和瓦斯共同开采技术

针对煤和煤层气共同开发难度大的问题，为充分利用好瓦斯这种资源，以供工艺和人们日常生产生活使用，一方面要保证瓦斯开采但全面，避免因瓦斯含量过高而产生爆炸事故。另一方面要加快瓦斯开采技术的研究应用，在煤炭资源开采中国，先抽取其中存在的瓦斯成分，可减少瓦斯涌出量，同时在保证开采安全的基础上使煤炭资源的开采和瓦斯的开采一起进行。另一方面，煤炭资源应注意提高自动化开采水平，必须大力加强采煤作业的安全管理，为自动化采煤机械配置远程监控系统，确保该系统能够对工作面切割、移架、煤炭资源开采等环节进行全方位监控。与此同时，要针对采煤环境特征预估突发性事故，并制定完善的安全应对方案。

3.3 充填开采技术

煤炭资源的过度开采会带来严重的生态环境问题，而其中地表塌陷最为严重。在煤炭开采深度不断加大的形式下，为有效解决地表塌陷问题，应积极利用充填开采技术，在高压力集中地区和三下压煤等部分危险区域，利用砂石、高水材料和膏体材料等充填材料，对煤炭资源采空区域全部充填或部分充填，杀采煤层上覆岩层塌陷问题得到控制，可有效减少矿区地表下沉甚至变形的问题，实现对地面上建筑物和其他工程的保护，同时也避免了对水资源和周边生态环境的破坏。

3.4 煤炭地下气化技术

未来煤矿的发展趋势将向着更深层更广泛的方向发展，但是在深煤层区域对于煤炭资源的开采难度将更大，地质条件将更加复杂。为解决这一问题，促使煤炭地下气化技术的应用和推广成为未来煤炭资源开采应用的发展方向之一。该技术方法的使用将减少生态环境污染，减少地表塌陷、水污染等发生率，且适合用在深煤层和薄煤层的开采环境中，对于开采难度较高的边角煤和遗留煤柱也可采取该开采技术。不过目前该技术还处于初步发展阶段，其中还存在的安全性问题、开采效率问题还需要进行进一步的研究和解决。比如如何控制煤炭自然速率、如何避免产生地下有害气体、如何解决有害气体污染地下水等。在煤炭开采中和安全有关的问题，国家规定要求工作人员必须配备安全装备和措施，矿区必须采取相应安全实时监测手段，工作人员必须有足够的自救能力和紧急避险能力，应保证矿区通信信号的稳定和供水施救等。这些安全方面的规定可在一定程度上提升煤炭资源开采的安全性、高效性，实现安全高效绿色开采，减少重大安全事故的发生。从目前来看，该技术还没有在全国范围内推广应用，通过不断的创新与完善，可充分发挥该技术的优势，为实现安全高效绿色开发提供技术保障。

4 结语

综上所述，本文对煤炭资源的开发现状、存在的问题以及安全高效绿色开发目标实现的思路、具体技术和措施应用等进行了分析讨论，提出在煤炭开采中安全性问题是首要考虑的问题，工作人员必须树立安全意识，采用安全的开采技术。同时为保证煤矿开采的效益，实现对生态环境的保护，还应采用更加高效且绿色的技术手段，促进煤矿开采可持续发展。