安徽省煤炭产业发展概况及未来发展趋向

文/陈登红 华心祝 李寒旭 王恩乾(.安徽理工大学2.深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室3.安徽理工大学特殊开采研究所)

我国能源资源总量比较丰富，但已探明的石油、天然气资源储量相对不足。2019 年，我国石油、天然气对外依存度分别为近70%、40%，煤炭产量38.5 亿吨，占能源消费总量的57.7%。据中国工程院预测，未来30 年全球经济增长依赖能源消耗增长的趋势不会发生根本性改变，其中煤炭仍将是主导能源，在我国起到能源压舱石的作用。安徽省煤炭资源丰富，以炼焦煤为主，属优质煤，资源储量华东第一、全国第七。安徽省区位优势明显，承东启西、接南连北，煤炭产量占华东地区总量的35%以上。随着相临省份煤炭资源相继枯竭，2018 年安徽省煤炭产量占华东地区总量高达43.68%。安徽也是长三角地区的能源供应地，同年约有4100 万吨煤(含电)输出到省外，占全省煤炭产量的36%。“皖电东送”工程更是每年向浙、沪输电超过600 亿千瓦时电。

一、 安徽煤炭产业发展概况

1.煤炭开采现状

安徽省含煤面积约1.79 万平方米，约占全省总面积的12.8%，其中绝大多数分布于北部地区。安徽省煤炭种类较为齐全，计有不粘煤、弱粘煤、气煤、1/3 焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤等，另有天然焦、断裂带的沥青煤和石煤，煤质优良，尤其是皖北地区的气煤、1/3 焦煤和肥煤等，属低—中灰、低硫、低磷、高热值煤，是良好的炼焦和动力用煤。截至2018 年底，安徽省煤炭储量304.89 亿吨。安徽省煤炭总产能近年来不断降低，近5 年总产能分别为13530.3、13020、11927、11529.1、10989.5 万吨；矿井数量也在减少，从2015 年的61 对矿井缩减到2019 年的40 对。近5年，安徽省煤炭单井产量分别为221.8、217.8、254、318、316 万吨，连续5 年位于全国单井产量第一名。在产量提高的同时，安徽省煤炭行业也时刻把安全放在首位，安全生产事故发生率稳中有降，5 年来全省百万吨死亡率分别为0.133、0.073、0.051、0.124、0.018。此外，安徽省还涌现出千万吨矿井，如：淮河能源控股有限公司煤业分公司张集矿“一矿三区”，其中央区1996 年7 月1日开工建设、2009 年底完工，矿井生产能力1230 万吨/年；中煤新集刘庄矿业有限公司始建于2003 年2月，2007 年6 月建成投产，设计生产能力800 万吨/年，核定生产能力1100 万吨/年。

2.煤炭开采制约因素

随着浅埋资源开采日趋枯竭，安徽省煤炭开采还面临如下难题。

一是埋深逐年增加。安徽两淮矿区二水平开采深度集中在-550～-1070m 之间，开采水平在向着千米深井迈进，且目前已探明的1500m以内煤炭资源量530 亿吨，超过1500m 深度的资源量有100 亿吨。

二是地压逐渐加大。煤层埋藏较深造成了地压增大，地压引发的安全问题颇多。据不完全统计，2005—2018 年间，顶板事故发生了23 起，最近一次是2020 年6 月29日潘三煤矿2 名施救人员失联。

三是水患问题较多。矿区充水因素多，水文地质条件复杂[1]。据不完全统计，2005—2018 年，发生水害事故5 起。矿区内含水、导水构造非常发育，有些落差较大的断层、陷落柱等构造甚至勾通了几个含水层，使得安徽省煤矿的水文地质条件变得更加复杂。与此同时，由于华东平原地下水位浅、煤炭开采量大、易沉陷，采煤后形成的沉陷区低于地下水位，就会在地面形成积水；并且安徽省降雨较多，沉陷区积水面积增加，治理难度加大。以淮南为例，截至2017 年，淮南市采煤沉陷区面积达278.6km2，涉及到6 个县、30 个乡，且随着沉陷范围扩大，预计2020年底沉陷区面积将达到687km2，这是100 个西湖的大小。

四是瓦斯治理难度大。安徽煤矿多数为煤与瓦斯突出矿井，开采难度大，安全生产压力大，近年来全省煤矿瓦斯事故共发生6 起。高瓦斯低透气性煤层气赋存采前需要预抽，通过采前预抽、解放层开采虽然较好地解决了临近和本煤层的瓦斯积聚问题，但对煤与瓦斯突出的研究还有待深入。

五是智能化开采起步较晚。淮南矿业集团2018 年先后对顾桥矿1312（1）、张集矿1313(1)两个厚煤层工作面和潘三矿1621 (1)、谢桥矿12414 两个较薄煤层工作面进行智能化开采试点；淮北矿业集团在3个薄煤层、5 个中厚煤层推进智能化开采；皖北煤电集团有3 个智能化开采工作面；中煤新集公司有2 个智能化开采工作面。全省智能化(自动化)采煤工作面占综采工作面总数的比例仅为20.7%。整体来看，全省智能化开采起步较晚，智能化开采矿井相对较少，仅仅局限于几个工作面的试采，并未形成规模化开采。

二、 安徽煤炭产业未来发展趋向

1.智能精准开采

2020 年3 月，国家发展改革委等八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源〔2020〕283 号）。为着力提升安徽省煤矿智能化建设水平，省发展改革委、省能源局等9 家单位联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的实施意见》（皖发改能源〔2020〕323号，以下简称《实施意见》）。《实施意见》从9 个方面谋划了煤矿智能化的实施路径和主要工作；明确到2021 年，全省共建成6 处智能化示范煤矿；到2025 年，全省45%左右的煤矿基本实现智能化；到2035年，全省各类煤矿基本实现智能化。《实施意见》的出台，有利于推动安徽省煤矿安全生产和减人提效，提升企业竞争力，实现煤矿转型升级和可持续发展。

其实，早在2017 年，现任安徽理工大学校长袁亮院士就提出了煤炭智能精准开采的理念[2]。煤炭安全精准开采的核心是智能无人安全精准开采，是基于透明空间地球物理和多物理场耦合，具有监测预警、风险评估的智能精准开采的新模式。袁亮院士基于项目研究对安徽省煤炭产业发展提出以下建议：要改善煤矿井下工作条件差、安全生产仍存困扰的现状，用科技力量推动煤矿产业新变革，争取在2020 年实现煤炭精准开采阶段性突破，2030 年基本实现煤炭精准开采，2050 年实现全面的煤炭精准开采。

2.全生命周期的矿井规划

在经济新常态和供给侧改革背景下，安徽省政府办公厅出台了《关于加快推进小煤矿关闭退出工作的实施意见》，把不具备安全保障的小煤矿全部关闭退出，废弃矿井数量日益增多。据统计，2015—2019 年，为应对煤炭产能过剩，安徽省已关闭矿井22 对，去除产能3348 万吨/年。由于两淮煤炭基地开采历史悠久，矿井已进入衰老期，预计到2030年，待废弃的矿井将增加6 对，退出产能834 万吨/年。安徽废弃矿井资源丰富，开发利用潜力巨大，利用废弃矿洞建抽蓄电站的新探索，可以实现电力市场和生态环境恢复双向的需求。矿井报废后的矿洞空间大、深度大、水源充足，是建设抽水蓄能电站的有利条件。利用地面水库与地下水库的势能差，可以将电能储蓄成势能，在电力短缺时可以转换成电能。抽水蓄能调峰具有安全可靠稳定等特点，是管理电网运行的重要工具[3]。另外，将废弃矿井用于建设核废料处置库，不仅可以减少前期工程建设，还能够实现废弃矿井的重新利用。由此，矿区在生命周期内不仅可以产煤，还可以转变为能源的输出地。

3.职工职业病有效防治

作为矿井建设的主力军，我国煤矿从业人员数量庞大，其中井下从业人员不仅劳作辛苦，还面临着粉尘、噪声等危害。这是由于我国传统煤矿粉尘防控技术装备难以应对井下复杂的工况条件，安全健康保障水平普遍较低。根据安徽省第二人民医院对全省700 余家企业近7年的职业（放射）卫生检测评价（对近17 万作业工人进行了职业健康体检，涉及电力、化工、建材、电子、机械、煤炭等多工业领域），职业病中90%是尘肺病。为了进一步提升煤矿工人的健康水平，安徽理工大学中哲上海健康研究院联合学校医学院、能源学院在刘庄煤矿展开义诊活动。“刘庄义诊”不仅可以提早预防职业病以及一些常见病，而且有效提高了职工的健康知识水平和健康保护意识。煤矿职业安全健康这一科学构想是理工医多学科交叉融合，主要通过大数据、云技术、人工智能和物联网等高新信息技术，实现煤矿无害作业、职业病精准治疗和职业安全健康智能预警。未来不仅要达到煤矿从业人员职业生命全周期的安全健康，更应该向着“幸福采矿”的目标前进。

4.煤炭协调清洁利用

煤炭分级分质、梯级利用是煤炭绿色利用的关键[4]。安徽省煤炭资源丰富，煤种众多，煤质多样，除未发现褐煤资源和烟煤中的不粘、弱粘1/2 中粘煤外，其余煤种从长焰煤、气煤直至贫煤、无烟煤以及天然焦都有发现[5]。未来要通过大力发展煤炭洗选、型煤、动力配煤、水煤浆等洁净煤技术，形成多品质的优质优价产品，科学利用。另外，对于特殊用途和稀缺的煤种，要延伸产业链，对其进行分级分质、提质增效、梯级利用，实现资源科学利用最大化。

安徽煤炭资源，以炼焦煤为主，占资源总量的99.13%。要实现煤炭资源合理开采，产能科学规划、产品协调清洁利用就尤为重要。一是淮北地区的炼焦精煤，主要供宝钢和出口创汇，属我国稀缺煤种和战略物资，要实行保护性开采，并且对周边小型煤矿进行资源整合，统一销售。二是淮南地区的动力煤，主要是供电厂用煤，淮南矿业集团要保住炼焦洗精煤市场，加大洗选力度，积极开拓气煤的洗精煤市场。三是皖南地区的无烟煤，品质优异，不仅可以直接用作燃料或制成煤气，还可以用于化肥、陶瓷、制造锻造等行业。

未来浅部煤炭开采殆尽，深部开采是必然趋势。淮南矿区自下而上分为A、B、C、D、E 共五组煤，其中A、B、C 组煤为主采煤层。C 组煤主要是气煤，由于开采强度大，还剩余17.2 亿吨；B 组煤多为气煤和1/3 焦煤，开采强度小，剩余储量20 亿吨；A 组煤主要为1/3 焦煤，尚未开采，储量7.5 亿吨。A 组煤低灰分、低硫、低磷，属优质煤，但是埋藏深，开采困难、成本高，安全开采难以保证。如果对B、A 组煤实行粗放利用，不仅会造成资源浪费，还会造成经济亏损，因此，煤炭协调清洁利用成为高质量发展的关键，务必对煤炭进行分级、分质高效利用。目前，国内电厂洁净技术主要有：燃烧前净化技术，即煤炭的洗选、加工、转化；燃烧中净化技术，即降低氮氧化物的产生；燃烧后净化技术，即烟的消尘、脱硫脱氮。国外主要是通过IGCC 技术将煤气化成低热值的煤气，再将粗煤气中的粉尘、焦油、硫化氢等有害物质除去，洁净的煤气用于发电厂的清洁利用。

三、结语

安徽省煤炭资源丰富，煤质优良，但由于制约因素较多，煤炭开采难度大，安全生产面临诸多挑战。煤炭智能精准安全开采、全生命周期的矿井规划、职工职业病有效防治是未来的发展趋势。安徽省煤质优异，将煤炭资源进行分质分级的协调清洁高效利用，积极发展煤电一体化、开采利用协调一致，将安徽打造成为长三角的能源腹地，将是未来煤炭产业发展的关键。