杨俊哲,王旭东,辛德林,尹 宁
(1.神华新街能源有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯 017000;2.中煤科工集团武汉设计研究院有限公司,湖北 武汉 430000)
煤炭作为支撑我国国民经济发展的主体能源之一,在我国能源消费结构中占比高达56%,煤炭仍是保障我国能源安全稳定供应的压舱石和稳定器。全国处在经济高质量发展阶段和“双碳”目标的大背景下[1,2],能源发展要积极适应国内国际形势的新发展新要求。因此,推动煤炭行业高质量发展对保障能源安全供应、推动传统能源革命、转变煤炭工业发展方式、引领煤炭工业发展方向、如期实现碳达峰碳中和目标远景具有非常重要的意义。
我国学者对煤炭行业的高质量发展进行了大量的研究,康红普、王国法、王双明等院士[3]深入剖析我国煤炭行业发展面临的问题,界定煤炭行业高质量发展的内涵,并提出了煤炭行业高质量发展的评价体系;王国法院士[4,5]提出煤矿智能化是煤炭高质量发展的技术支撑,低碳绿色发展是煤炭高质量发展的重要内容;袁亮院士[6,7]以及梁壮[8]等学者分别从勘探、智慧矿山、废弃矿井、环境、职业健康、清洁高效、资源综合利用、人才储备、煤炭开发布局等方面指出我国煤炭工业高质量发展面临的挑战与突出问题,提出了煤炭工业高质量发展的方向;杨照乾[9]阐述了“十三五”期间陕煤集团高质量发展的探索与实践;李浩荡[10]提出了煤炭产业高质量发展的基本概念,认为煤炭产业高质量发展要符合新发展理念,提出了国能集团高质量发展的总体要求及路径举措。王旭东[11]认为煤炭行业高质量发展更加注重质量。郑海峰、王新平等学者站在煤炭企业高质量发展的角度,阐述了煤炭企业高质量建设体系发展思路及影响因素,提出煤炭企业进行全员全过程的质量管理,促进质量管理创新[12,13]。我国学者通过研究不断丰富了煤炭行业高质量发展的内涵及实施路径。
基于上述专家学者的研究成果,开展新街台格庙矿区高质量发展规划研究,进一步提出矿区高质量发展的内涵、特征及开发模式,形成可复制可推广的经验,以矿区高质量发展带动煤炭行业高质量发展,引领煤炭行业技术进步,不断增强我国煤炭行业的经济创新力和竞争力。
基于我国专家学者不断丰富完善提出的煤炭行业高质量发展内涵,结合能源绿色发展的新形势、应对气候变化提出的新要求,提出了矿区高质量发展的内涵[14]:从矿区全生命周期的角度出发,坚持生态优先、绿色发展,坚持以人民为中心,坚持高起点规划、高标准建设、高质量发展,以科技创新激发内生动力,以高端智能促进产销均衡,以安全高效实现提质增效,以零碳绿色增强发展活力、以美丽幸福承载开放共享,推动矿区开发与新能源、新技术、新产业的深度融合与协调发展,提升企业责任竞争力,最大化地为利益相关方创造经济、环境和社会综合价值,实现矿区全面协调可持续发展。
矿区高质量发展具有以下特点:体现全生命周期的发展而不仅仅是某个阶段的发展;全面和谐的发展而不仅仅是追求企业经济利益的发展;生态优先的发展而不是破坏环境的发展;科技引领的发展,而不是粗放劳动密集型的发展;以市场需求为导向的柔性发展而不是以生产为导向的刚性发展。
新街台格庙矿区高质量开发总体思路如图1所示,本次高质量发展规划,从矿区全生命周期的视角出发,贯彻五大发展理念,落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略和国能集团“一个目标、三型五化、七个一流”企业总体发展战略;以“创新开放、集约高效、智能安全、绿色和谐”为开发理念,充分发挥台格庙矿区“整装型配置,一体化开发”优势;以建设世界一流的高质量示范矿区为1个建设目标;以“集约高效的集群示范区、创新驱动的智安引领区、多能融合的零碳先行区、价值引领的和谐样板区”为4大建设定位;以集群矿区示范工程、智安矿区示范工程、低碳矿区示范工程、绿色矿区示范工程、多能利用示范工程、科技创新系统工程、卓越管理系统工程、价值党建系统工程为8大建设任务;以“数字化引领、集约化布局、智能化生产、本质化安全、专业化服务、精益化管控、柔性化产销、绿色化发展”为8大保障举措;为双碳背景下煤炭高质量发展提交“新街模式”、“新街质量”,彰显国家能源集团央企社会责任,时代担当,按照总体谋划,分步实施战略,将先期开发矿井建设成为引领作用大、技术含量高、经济社会效益好的示范工程,形成可复制可推广的经验,推动新理念、新战略、新产业、新技术、新业态、新模式在煤炭行业的开放共享,将新街台格庙矿区建造为中国煤炭工业升级载体、国际一流的现代化标杆矿区,引领煤炭工业高质量发展。
图1 新街台格庙矿区高质量开发总体思路
立足“十年(2023—2032年)建成5600万t/a大型现代化矿区”的要求,同时考虑与国民经济5a规划的一致性、衔接性,提出该矿区高质量发展的阶段性目标。
1)近期(2022—2030年):2026年前完成新街一井、二井及相关配套设施的投产,科研投入不低于3%,采煤机械化程度100%,吨煤工效不低于84t/工;2028年前完成新街三井、四井及相关配套设施的投产,矿区功能趋于完善,矿区交通网络便捷高效,利润率不低于31%,净资产收益率不低于18%,矿井、选煤厂均达到高级智能化建设水平;2030年,矿区生态环境与地表水系、工业园区有机融合,矿区规模效应、集群效应、示范效应初显,矿区生产规模达到28.0Mt/a,百万吨死亡率0,可再生能源投入使用率60%,矿区植被覆盖率50%,原煤入选率100%;初步建成创新、智能、高效、绿色、幸福的集约高效矿井群,矿井水、生活水综合利用率100%,矸石零排放。
2)中期(2030—2035年):8对矿井全部建成投产,矿区产能达56.0Mt/a以上,保障国家能源安全的“压舱石”、“稳定器”作用凸显;新能源、新技术、新产业与矿区煤炭资源开发深度融合,生态环境绿色宜居,职工生活幸福、获得感、满足感、幸福感进一步提升;基本建成世界一流高质量发展示范矿区。科研投入不低于3.5%,采煤机械化程度100%,吨煤工效不低于90t/工,利润率不低于35%,净资产收益率不低于20%,矿井、选煤厂均达到高级智能化建设水平,可再生能源投入使用率80%,矿区植被覆盖率75%,土地复垦治理率达100%。
3)远期(2035—):煤炭供应形成“柔性化生产、定制化营销”,煤炭利用实现“清洁化、低碳化、高端化、多元化”,台格庙矿区成为中国乃至世界矿区建设的典范,引领整个煤炭行业技术进步。展望2035年后,矿区已规划矿井开发完毕,全部建成投产,按照相关政策要求,着力将矿区打造成亿吨级国家煤炭储备基地,为国家能源安全稳定供应保驾护航。规划蓝图全面落地实现目标,全面建成世界一流高质量发展示范矿区。
以资源环境承载能力为刚性约束条件,以承接神东矿区煤炭供应任务为重点,科学确定矿区开发范围、用地规模和开发强度,形成规模适度、空间有序、用地节约的矿区发展新格局。结合土地整治措施,加大高标准农田建设力度,矿区新能源、可再生能源、煤炭伴生资源、衍生资源协同融合布局,能源梯级利用,以工哺农,以市场为导向,以现代高新技术的先导性、农工科贸的一体性、产业开发的多元性和综合性为基础,分散农户经济向合作化、产业化方向转化,广大农户参与到专业化生产和社会化分工中,加入到各种专业化合作组织中,农业基础设施转变为规模化经营,当地农业转变为上下游供给产业,与周边村民建立利益连接机制,助推村民创富增收,推动资源优化配置,技术优化集成,人与自然和谐共处。
综合考虑矿区定位、发展目标和现状条件,坚持地企统筹,均衡发展,宜居宜业,规划形成“一主一副三点、一轴三带三区”的矿区空间开发布局。一主,指矿区北部集中工业园。一副,指矿区中部集中工业园。三点,指二三井副井工业场地、七井矿井及选煤厂工业场地、八井矿井及选煤厂工业场地。一轴,指自北向南贯穿矿区中部的矿区高质量发展轴,除八井外的矿区主要地面工程设施均布置在这条轴带上。三带,指矿区北部东西向以通格朗河为中心的矿区北部绿色生态景观带;矿区南部东西向贯穿大(小)查干淖尔、生态涵养区(水源地保护区)、高梨河的矿区南部绿色生态景观带;矿区中部,与矿区高质量发展轴同步规划建设打造的矿区中部绿色生态景观带。三区,指矿区北部、南部现代生态农牧业区,矿区中部风能、光伏绿电基地区,矿区低损开采试验区。三区的规划建设是矿区实现可持续高质量发展的重要产业保障。
从矿区整体角度出发,开展顶层规划研究,将工业互联网、大数据、云计算、人工智能、智能控制、移动互联网等新技术运用到矿区煤炭开发建设,形成实时互联、多维感知、自主学习、分析预测、精准决策的矿区级智能系统。具体如下:
建设基于“一云多边、一网多专、三个平台、五个中心、N个智能应用场景”整体架构的智安矿区,建立新街能源公司数字资产体系,实现数字赋能,促进公司数字化企业建设,推动公司高质量发展。搭建安全、高效、稳定的有线网络与矿区全覆盖的5G移动无线网络,实现“一网多专”数据高效传输。
构建智能安全双重预防机制。智能安全双重预防机制将智能化软件、硬件技术与双重预防机制有机融合,在对煤矿个性化安全管理方法全面兼容的基础上,实现了从风险辨识、评估、分级管控、隐患排查、治理验收全流程的智能化,大幅提升企业安全治理效能。主要包括:①风险智能辨识和管控措施自动关联;②根据数据监测和预警信息,智能下发隐患整改任务,改变了隐患排查过于依靠人工的缺陷;③智能双重预防机制持续改进。
坚持清洁低碳可持续发展方向,使煤炭资源利用与清洁能源全面融合,科学设定矿区碳达峰目标,构建多元化的清洁能源供给体系,支撑全产业链协同减排,形成管理低碳化、配套设施低碳化、矿区生活低碳化的低碳园区,最终将新街台格庙矿区打造成地面-井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的清洁能源基地。基于矿区煤炭生产开发环节的碳排放生产设施范围、碳排放类别及气体种类分析,提出以下煤炭开采环节低碳实施路径:①优化煤炭产能结构,提升先进产能占比;②加强智能化建设,促进系统节能降耗;③加快绿色低碳基础设施建设,先进储能技术利用;④发展节能减排技术,实现煤矿绿色开采;⑤开发矿区生态碳汇,探索新能源轮作式开发[15]。零碳矿区规划时序如图2所示。
图2 零碳矿区规划时序
充分发挥现代采煤技术及新技术的应用,降低开采损害与全周期立体治理两者相辅相成,实现矿产资源及伴生资源的高效开采与利用,促进新街台格庙矿区高质量发展。通过采用现代采煤新技术,培育煤炭及伴生资源清洁生产、转化、利用的能源价值链,构建绿色矿区生态体系,推动绿色矿区建设。促使煤炭资源利用方式由传统的单一、污染重、粗放型利用方式发展成为精细型、集约型、生态型的煤基多元协同、园区资源综合利用、产业循环发展的智慧能源系统,最终形成绿色循环低碳产业体系和全产业链资源循环利用体系支撑的现代产业园区。以推进绿色、循环、低碳发展为途径,以制度创新为动力,实现资源开发、经济建设、生态环境保护、社会和谐、企地联动的双赢合作,推动矿区发展与区域生态的相互促进、和谐统一,形成资源高效开发、生态环境友好、经济社会协调发展的空间布局、产业结构和生产生活方式,将新街台格庙矿区建成世界级和谐生态文明矿区。矿区资源综合循环利用路径如图3所示。
图3 矿区资源综合循环利用路径
公辅设施将以建筑为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的公辅建筑环境。具体如下:
第一阶段:公共服务以采购社会化辅助服务为主,逐步建设专业化生产服务、舒适化生活服务,初步构建专业化服务体系,构建作业加工管理储存保管等专业化服务体系,将服务拆分为专精型中心服务体系与分散式灵活服务体系,达到生产效益与效率最大化。
第二阶段:公共服务以建设专业化生产服务、舒适化生活服务为核心,采购社会化辅助服务为辅,构建专精型中心服务体系与灵活型分散服务体系,构建以中心节点为核心的服务体系,以大型中心服务站的形式去集中人力物力,实现人员、装备、技术的资源共享,达到精干高效,降低运营成本,保障生产效益最大化。
第三阶段:公共服务以控制型采购服务体系为核心,以专精型中心服务体系与分散式灵活服务体系为构架,形成低成本、高效率、高可靠的全面型专业服务体系,通过对生活服务体系进行拆分再重组,以小型分散服务站的形式分散至场区各个部分,形成就近生活就近服务的体系,保障生产效率最大化。
1)构建层次合理、结构优化的交通主骨架。实现矿区与外部高等级公路、铁路连接,加强矿区与外部交通联系,增强矿区整体运输能力;实现矿区公路与外部公路直接连接形成的区域大外环,改善矿区交通出行,统筹区域交通协调发展。
2)完善矿井工业场地之间通道,实现高效、便捷的联系。实现主井工业场地之间、主井工业场地与风井工业场地之间高效、便捷的联系。
3)构建全面高质量的交通运输体系。通过规划最终形成铁路、公路、带式输送机协调发展,高质、高效,经济合理的运输体系。
新街台格庙矿区协同创新平台的建设应基于国家创新驱动发展战略的要求和产业政策指导为前提,坚持以科技创新驱动矿区高质量发展为主线,以国家能源集团“一个目标、三型五化、七个一流”的发展战略为指引,以矿区实际需求为导向,推动创新资源集聚,健全科技创新体系[16],构建企业协同创新管理平台,建立三级科技研发平台,最终建成国家级能源科技研发与科技协同创新中心,在破解制约矿区高质量发展的关键难题的同时,可进一步突破制约区域产业发展共性关键技术,推动产业转型发展,通过不断的科技投入及成果转化,力争建成国家知识产权示范企业。
项目法人责任制作为现代企业管理模式,可以将项目建设、运营纳入同一公司管辖,从而有效消除项目建设与后期运营管理的脱节弊端,在更大范围内整合资源配置,优化生产力布局,提高科学决策水平,提升企业管理效能。新街一井作为台格庙矿区开发建设的首开井,本次规划建立新街一井有限公司,全权负责新街一井的项目策划、资金筹措、建设实施、生产经营、偿还债务和资产的保值增值等工作。在充分项目法人责任制优势的同时,强化了项目业主的主体地位,对于矿井建设这样的系统性工程,可以发挥项目法人的统筹规划,协调运作,对项目建设、运营实行全过程管理。
按照“十四五”煤炭工业高质量发展的目标方向和重点任务,将先期开发矿井建设成为引领作用大、技术含量高、经济社会效益好的示范工程,持续推动矿区高质量发展,形成可复制可推广的经验,推动新理念、新战略、新产业、新技术、新业态、新模式在煤炭行业的广泛应用[17]。基于矿区高质量发展规划的发展理念和开发模式,对矿区高质量开发提出以下几点建议:
1)建立国家级能源科技研发与创新平台示范区。能源开发进入中深区域,煤炭开发的资源条件日趋复杂,科技成为推动能源革命的重要驱动力。煤炭高质量开发中诸多“卡脖子”的关键技术难题亟需解决,煤炭企业必须依赖高新技术推动矿区安全高效开发。聚集高端智库、高端人才,建立“产学研用”一体化创新平台或创新联盟,优势互补、利益共享、风险共担,推动重大技术、前沿技术、颠覆性技术在新街台格庙矿区的探索、试验、落地和应用,具有重大的示范意义,建议将矿区建设列为国家科技创新示范工程。
2)探索与高效管理模式相适应的安全监管模式。坚持“安全第一,预防为主,综合治理”的方针,弘扬“从零开始、向零奋斗”的安全文化核心理念,采用数字化技术,变革安全管理模式,建立横向到边、纵向到底的安全责任网络,把安全责任落实到企业决策、执行、监督、考核、奖惩等各个层面。加强和科研院所、高校的安全技术开发、装备研发等合作,提高安全生产技术水平、装备水平和管理水平。