我国关闭煤矿潜在资源分析及二次利用前景

张飞燕，纪开鑫，韩 颖

(1.河南理工大学安全科学与工程学院，河南省焦作市，454003；2.煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心，河南省焦作市，454003；3.河南理工大学能源科学与工程学院，河南省焦作市，454003；4.中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心，河南省焦作市，454003；5.深井岩层控制与瓦斯抽采国家安监局科技支撑平台，河南省焦作市，454003；6.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地，河南省焦作市，454003)

煤炭产业涉及范围广、从业人员多，是我国国民经济的基础产业，关系到经济增长和社会发展的大局。随着社会发展，越来越多的新能源被开发利用，煤炭市场将在一定程度上处于供需节奏错配状态。为推进供给侧结构性改革、深入化解煤炭产业产能过剩、推动实现煤炭企业的脱困转型发展，自2016年起，中央企业科学处置“僵尸企业”和治理困难企业(以下简称“处僵治困”)取得良好成效。截至2020年底，淘汰退出煤矿5 500处、产能10亿t/a，提前2年完成“十三五”去产能目标任务。

自2015年国家实施煤炭去产能政策以来，国内相关学者也对关闭煤矿潜在资源进行了分析探索。2018年，袁亮[1]强调煤矿直接关闭会导致资源的极大浪费，开发利用关闭煤矿潜在资源刻不容缓；任辉等[2-4]提出只有建立规范系统地资源评价体系才能确保我国关闭煤矿潜在资源得到有效开发利用；李柯岩[5]通过列举分析关闭煤矿二次利用难题提出相关建议；张农等[6]统计我国废弃煤矿分布特征，为开发利用关闭煤矿资源提供了参考。

以上分析研究表明，煤矿关闭后，仍有大量的剩余煤炭、矿井水、煤层气、地下空间、生态开发及工业旅游资源等可以使用。但受传统观念的影响，一些煤矿管理粗放，没有正确认识关闭煤矿后依然赋存的资源，并且有的关闭煤矿不加管理而严重影响生态环境[7]。

笔者通过列举不同类型关闭煤矿潜在资源来进行讨论，分析我国关闭煤矿潜在资源二次利用的可行性，并对如何实现关闭煤矿资源二次利用提出合理化建议。

1 煤矿关闭带来的负面效应分析

我国关闭煤矿普遍采用直接关闭的方式，这极大地浪费了可用资源，造成财产损失，也使后续的矿山安全与环境存在隐患。

(1)关闭煤矿瓦斯泄漏。井筒封闭存在疏漏，同时存在其他人为通道，因此井下与地面存有导通缝隙，当煤矿关闭后就会有大量瓦斯通过上述通道逸散出来，造成人、畜等中毒，甚至引发火灾或瓦斯爆炸事故。另外，甲烷气体的温室效应是CO2的22倍，如果不进行系统治理，将会导致环境更加恶劣[8]。

(2)地质灾害。因开采煤炭引起的塌陷，会形成大量塌陷盆地，改变了地表的坡度，使土壤侵蚀和退化，导致地表建筑物、铁路、公路等受到严重破坏。露天矿会出现水土流失以及排土场边坡不稳定等地质灾害，井工煤矿会发生地表变形、开裂、塌陷等事故[9]。

(3)地下水污染引发环境问题。矿井水中含有毒有害物质，地下水串层污染易在煤矿开采发生[3]。当煤矿关闭后，水位回弹升高，大量污染物被矿井水携带并通过采空区裂隙等进入饮用水层，进而造成水体污染。同时，矿井水会在横向上沿各含水层扩散，造成一定范围的水体污染。矿井水如若处理不当，突入周边生产矿井，将对煤矿安全生产造成影响。同时，矿井排水也会造成严重污染。如太原西山地表水被牛家口煤矿老窑水污染，下游的晋祠泉煤矿也惨遭威胁[10]，以及重金属、有毒有害物质严重超标的河东煤田柳林赵家庄煤矿采空区积水[11-12]造成的危害等。

(4)引发生态问题。煤矿大量关闭后，没有及时进行环境治理和土地复垦，会加重土壤侵蚀，造成土壤贫瘠、生物多样性骤降等。如地下水位浅的黄淮平原在开采煤层后引发地面沉陷，进而形成大面积积水，尤其在徐州、济宁、淮河附近等地，极大地影响了当地的地貌、水资源、生态环境等[5]。

2 我国关闭煤矿潜在资源类型及二次利用前景

在不符合经济与环境协调发展的落后煤矿相继关闭之后，仍赋存大量可用资源，包括剩余的煤炭、煤层气(非常规资源的甲烷，赋存于地下煤矿、水资源和土壤资源中)、矿井水、地下空间、地热等。

2.1 剩余煤炭资源

“我国煤炭资源高效回收及节能战略研究”项目指出，我国关闭/废弃煤矿数量到2030年将达1.5万处[13]。由于受开采技术的限制，我国仅有30%的矿井采出率[10]，关闭/废弃煤矿潜在煤炭资源储量十分丰富。关闭煤矿有2种类型，一种是资源枯竭型煤矿，另外一种则为政策性关闭煤矿。据国家能源局统计，关闭煤矿中遗留压占的煤炭储量在400亿t以上[14]。因此，对我国关闭煤矿剩余煤炭资源进行二次利用具有十分广阔的发展空间。

2.2 矿井水资源

据统计，我国地下水资源丰富的矿井约占30%[15]。我国每年有约80亿t的矿井水因煤炭开采而形成，但其利用率仅为25%，每年有60亿t矿井水损失掉，约占我国工业和民用缺水量的60%[10]。矿井水资源有多种类型，主要有清洁矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水和含有特殊污染物的矿井水5种[11]。天然流场会随着煤矿关闭而逐渐恢复，矿井水位也会因此快速回升，进而导致采空区大量积水。如因周边小煤矿关闭而导致矿井涌水量增加了4倍的阳泉荫营矿[16]。为了使生态恢复的同时解决矿区缺水问题，有效避免水资源浪费和污染，合理有效开发利用采空区积水和矿井水变得迫在眉睫。

2.3 煤层气资源

关闭煤矿中有很多煤炭残留，大量煤层气赋存其中。根据国家能源局统计，高瓦斯煤矿在全国已报废关闭煤矿中占70%[17]，其中大部分瓦斯会逸散到大气中成为具有温室效应的气体，或发生瓦斯燃烧、爆炸等事故。据统计，我国煤层气资源量为36.8万亿m3。其中，9大盆地煤层气资源量占比高达83%。由全国典型矿区关闭/废弃煤矿调研结果可知，山西省对于关闭煤矿瓦斯资源的抽采量最高[18-19]，西南及东北地域关闭煤矿中虽赋含大量瓦斯资源，但其关闭煤矿瓦斯抽采二次利用率低，剩余煤层气资源具有良好的开发利用前景。

2.4 地下空间资源

由矿井的规模与其井巷可利用地下空间的比例系数，以60万m3计算单个煤矿地下空间，到2030年我国废弃煤矿地下空间约为90亿m3[1]。晋能控股集团晋华宫矿和长平矿是当前山西关闭煤矿二次利用地下空间资源较为成熟的案例。晋华宫国家矿山公园采煤历史文化底蕴深厚，侏罗纪煤层地质景观奇特鲜明，在项目“煤都井下探秘游”的依托下，成为了2005年国内第一批次的国家矿山公园。而长平矿则转型为井下探秘游项目，主要包括现代科技、探险体验、煤炭开采等。全球问题如全球变暖、自然灾害频发、环境恶化等日益突出，合理开发利用关闭/废弃煤矿的空间资源将成为人类未来活动的趋势，也将是人类可持续发展的主要途径[20]。

2.5 生态开发及工业旅游资源

矿井遗址、没有受矿业活动扰动的自然人文资源和具有开发潜力的土地资源是关闭/废弃煤矿生态旅游开发的主要类型[4]。我国旅游具有独特性和稀缺性。一般情况下，矿区都距离城区较远，其自然生态环境良好，使关闭/废弃煤矿旅游有了不一样的优势，吸引力也会大幅增加。通过关闭/废弃煤矿资源储量巨大，开发前景广阔、废弃矿区独一无二的旅游价值、工业旅游供不应求等优势，可以使关闭/废弃煤矿转型为矿业旅游，既能健全旅游的公共服务体系，也能提高关闭/废弃煤矿的商业价值。如桃花沟景区、晋能控股集团长平矿、杜儿坪矿偏桥沟、太原西山万亩生态园等。

3 关闭煤矿二次利用亟待解决的问题

随着时间的推移，越来越多的人意识到关闭煤矿潜在资源利用的迫切性，但关闭煤矿二次利用还需解决许多问题，如资源赋存特征模糊、开发利用形式不够多元化、利用率低等。

(1)剩余煤炭资源赋存特征模糊。曾经粗犷的生产管理模式使许多煤矿在未经过严密的闭坑地质报告和验收的情况下更迭产权，导致无法准确评估关闭/废弃煤矿剩余煤炭资源。我国煤炭资源采出率低，煤系矿产资源品种多、储量大，但实际中常开采单一的煤炭资源，造成大量矿产资源的浪费。

(2)关闭煤矿信息化程度不高。庞大杂乱的相关煤矿资料数据，粗放管理、质量参差不齐、资料难收集、共享程度低等，使得关闭煤矿资料现状不容乐观。在关闭煤矿的整个资源环境评估过程中，需要地球物理、地球化学、遥感综合性应用高度有机结合，为进一步综合利用提供依据。然而，关闭煤矿地质矿产资料的存储管理以及提取使用都较为落后，没有系统甄别地质环境信息的技术和方法，这也使关闭煤矿剩余资源评估更加困难，无法满足剩余资源快速准确评估的需求。

(3)关闭煤矿剩余资源评价体系未建立。目前，尚未建立系统的关闭煤矿资源与环境评价体系。需要用完善、统一的评价方法与评价手段对去产能及关闭煤矿剩余资源进行有效评估，进而制定合理的关闭煤矿综合开发利用方案。我国尚处于去产能及关闭煤矿剩余资源综合利用模式研究和示范的萌芽期。

(4)缺少完善的关闭煤矿综合开发利用的政策法规。部分关闭煤矿不严格执行关闭标准，矿业时代矿业权主体及后矿业时代资源、环境矿业权主体责任不明确，政策法规落实不到位，安全隐患巨大。现有的政策法规也没有对关闭煤矿后期再利用做出相关规定，导致大量资金浪费或是无法开发利用的剩余资源。

4 关闭煤矿二次利用的解决方案

(1)开展去产能及关闭煤矿可利用资源调研。由政府主管部门牵头，相关部门协助，以自然资源部储量评审委员会关闭煤矿资料为基础，对全国去产能及关闭煤矿可利用资源的数量、分布等相关信息进行调查和评价，全面掌握去产能及关闭煤矿基本情况和资源状况，为国家相关决策提供详细的数据支撑。

(2)加强完善资料管理与归档。当前，煤炭行业供给侧结构性改革持续推进，关闭矿井数量日益增多，“十四五”期间煤矿数量还将进一步压缩。面对不断增多的关闭煤矿，建立关闭煤矿档案刻不容缓。关闭煤矿应按照“一矿一档”的原则将关闭煤矿资料进行收集整理归档，为建立规范的关闭煤矿管理制度以及关闭煤矿信息资料共享系统打下基础，增加关闭煤矿资源二次利用的可行性。

(3)构建关闭煤矿资源评价体系。关闭煤矿中还赋存大量可用资源，根据完善统一的标准体系对这些资源进行正确、合理、有效地评估，才能更好地利用关闭煤矿剩余资源。选择资源丰富、地质条件优良、经济价值高、便于开发利用的关闭煤矿作为首要研究对象，开展先导示范工程，系统构建关闭煤矿资源评价体系。

5 结语

在当前关闭煤矿数量逐年增多、其潜在剩余资源丰富的大背景下，出台相关关闭煤矿管理和开发利用标准的政策和制度，并进行关闭煤矿资源摸底、开发利用可行性评价，统筹国内关闭煤矿的管理和资源的二次利用非常必要。同时，应牢记“绿水青山就是金山银山”的发展理念，因地制宜，在保证关闭煤矿安全环保的基础上开发利用关闭煤矿资源，使自然、资源、经济和谐统一。