河南煤炭资源勘查开发进展与布局研究

武少鹏，霍 超

（1.潞安化工集团安全管理部，山西长治 046204；2.中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039）

0 引言

在“双碳”目标的背景下，煤炭作为我国的主体能源和重要的工业原料，其消费占比在相当长一段时间内仍占主导作用［1-3］，立足资源禀赋，把握我国新时期能源需求和生产结构的新变化，充分发挥煤炭的兜底保障作用，进而推动煤炭绿色低碳转型、提高煤炭供应韧性、全面提升产业链和供应链的稳定性，有助于国家能源安全和高质量发展。河南省“煤炭相对丰富、常规油气资源储量少”的能源资源总体特征，决定了以相对富裕的煤炭为主是保障全省能源安全的现实选择，煤炭在能源安全基础性保障和一次能源消费地位短时间内难以改变［4-5］。河南省煤炭资源相对丰富，根据清洁、高效、安全、可持续的发展理念，加强和完善煤炭资源勘查开发进行规划与布局，对于构建安全高效的煤炭供给体系，推动煤炭行业高质量发展具有重大意义。

河南累计查明煤炭资源储量438.56亿t，是国家规划的十四个大型煤炭基地之一，目前开发利用煤炭主要分布平顶山、郑州、焦作、鹤壁、永夏、义马六大国家规划煤矿区。随着“双碳”目标的提出和煤炭行业供给侧结构性改革的推进，新时期对煤炭资源勘查开发布局方向进行优化显得尤为必要，有助于促进煤炭资源与其它能源资源优势互补协调发展［6］。在论述河南煤炭资源分布概况的基础上，结合当前全省煤炭勘查与开发现状，对后期煤炭资源勘查开发进行规划与布局，有利于统筹和建设大型河南煤炭资源基地，提升能源资源供应能力。

1 河南煤炭资源分布特征

1.1 河南赋煤构造单元划分

河南处于华北盆地南部，大地构造跨越华北板块和秦岭—大别山2 个一级构造单元，处于华北板块南缘和秦岭—大别山北缘。从聚煤区来看，主要属于华北聚煤区，根据含煤时期、区域构造和成煤区域性综合分析，河南煤炭资源主要赋存在三大构造带，分别为北部太行构造带、中部嵩箕构造带和南部崤熊构造带，每个赋煤构造带又分为2 个赋煤构造亚带［7］（表1）。

表1 河南赋煤构造单元划分Table 1 Division of coal-bearing structural units in Henan

1.2 河南主要含煤地层

河南含煤地层发育比较齐全，从上元古代到新生代均有不同程度的聚煤作用发生，成煤期主要有7 个，分别为寒武纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、新近纪和第四纪，但主要成煤期以石炭纪—二叠纪为主，煤炭资源量占总量的90%以上，自下而上分为上石炭统本溪组、太原组、下二叠统山西组、下二叠统下石盒子组和上二叠统上石盒子组，其中主采含煤地层主要为山西组，其它含煤地层所含煤层为局部可采或不可采［8］。

河南山西组煤层含煤1～6 层，少数地区呈现分叉状，一般称二煤组，二1煤主要分布在豫北和豫中含煤区，是全省主采煤层，煤层平均厚度为4.10 m，煤层结构表现为简单—较简单。二2煤主要分布在平顶山、永夏等矿区，为普遍可采煤层，煤层平均厚度为1.30 m，煤层结构简单。

1.3 河南煤层煤质

河南煤炭资源种类比较齐全，从泥炭、褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤均有赋存，并有少量的天然焦［9］。煤种主要以无烟煤资源储量最多，其次为贫煤和焦煤，其中品质优良的无烟煤资源储量约占全省煤炭资源总量的1/3。无烟煤主要分布在焦作矿区、永夏矿区；贫瘦煤主要分布在义马矿区、郑州矿区；贫煤主要分布在安鹤矿区、焦作矿区。

1.4 河南煤炭资源分布概况

河南是国家规划的14个大型煤炭基地之一，主要由鹤壁、焦作、义马、郑州、平顶山、永夏6 个矿区组成，煤炭资源相对丰富，据《河南省煤炭行业安全发展“十四五”专项规划》发布，截至2020年底，累计查明资源储量438.56亿t，保有资源储量389.07亿t。河南煤炭资源总体分布情况特征如下：

1）主采煤层煤质较好。河南含煤地层分布较多，成煤时代不同导致各煤层煤质特征差异较大。全省主采煤层下二叠统山西组二1煤平均厚度为4.10 m，煤质总体为低—中灰、低—特低挥发分、特低硫、中高发热量煤，煤质较好，仅豫西西部局部地带硫分含量较高。

2）煤炭后备资源储量不足。河南煤炭可开发后备资源不足，基础储量下降较快，部分省属大型煤炭企业矿井生产接替出现紧张局面。平顶山、郑州、焦作、鹤壁、义马五个矿区均是20世纪五六十年代建成的老矿区，经过几十年开发，可开发资源急剧减少，其中焦作于2008年已被国务院列为资源枯竭城市，同时深部资源勘探力度不够，后备资源储量严重不足。

3）煤炭资源地理分布不均。河南煤炭资源分布呈“北多南少，西多东少”的格局，大部分分布在豫西和豫北地区，按京广线以西划分，豫西地区有14 个煤田，资源量约占全省的90%以上；按平顶山—周口以北划分，豫北地区有14 个煤田，资源量约占全省的99%左右。

2 河南煤炭资源勘查开发进展

2.1 煤炭资源勘查现状

根据《河南省煤炭行业安全发展“十四五”专项规划》发布和最新统计数据，截止到2020年底，河南保有资源储量389.07亿t，达到预查、普查、详查和勘探程度的煤炭资源量分别为11.37 亿t、69.23 亿t、138.54 亿t 和169.93 亿t，各自占比为2.92%、17.79%、35.61%和43.68%，说明现阶段河南煤炭资源勘查布局较合理，但详查和普查阶段的资源量所占比重仍然达到50%以上，新时期需要进一步加大勘查力度，使该部分资源量尽快达到勘探程度，为煤炭基地建设提供资源保障，同时要围绕煤炭资源有利区，以新一轮找矿突破战略行动为契机，加大勘查投入，以期新增煤炭资源量稳步增长。

2.2 煤炭资源开发生产现状

河南煤炭产量常年位居全国前十，随着近年来受宏观经济、煤炭行业形势、淘汰落后产能等影响，河南省煤炭产量持续下降［10］（图1），2021 年煤炭产量为9 336 万t，为近年来首次低于1 亿t，2022 年煤炭产量为9 773 万t，同比增长4.6%。按地域划分，目前煤炭开发分布在郑州市、洛阳市、平顶山市、许昌市、安阳市、鹤壁市、新乡市、焦作市、三门峡市、商丘市、信阳市、驻马店市、济源示范区等13个产煤地市，其中平顶山市产量最多。按企业划分，主要以河南能源集团、平煤神马集团、郑煤集团、神火集团等省属骨干煤矿企业为主，占比90%以上。

图1 近十年河南原煤产量统计（数据来源国家统计局）Figure 1 Statistics of raw coal production in Henan in recent ten years（data source：National Bureau of Statistics）

河南大部分煤矿地质条件复杂，开采成本较高，部分矿井面临资源枯竭问题［11］，近年来，河南省加大了化解过剩产能和关闭落后煤矿的力度，使得煤矿数量和产能持续下降，截止到2019 年12 月底，河南省共有各类煤矿231处，公告产能15 704万t/a，其中生产矿井185 处，产能14 162 万t/a，建设矿井46处，产能1 500万t/a。按矿井大小划分，大、中、小型煤矿数量分别为43 处、69 处、119 处（图2），产能分别合计8 883万t/a、4 241万t/a、2 580万t/a（图3），说明河南当前煤炭产能布局比较优化，主要以大中型煤矿为主，而煤矿数量方面，小型煤矿仍占全省煤矿总数的一半。

图3 河南煤矿类型产能分布图（万t/a）Figure 3 Distribution of coal mine production capacity in Henan（104 t/a）

河南生产矿井按地域划分，主要分布在郑州市、平顶山市、商丘市、许昌市、三门峡市、洛阳市、鹤壁市、新乡市、焦作市、安阳市、济源市、驻马店市12个产煤地市（表2），其中郑州市生产矿井数量和产能均为第一，生产矿井约占全省50%，产能约占全省的27%。

表2 河南生产矿井地域分布情况Table 2 Regional distribution of production mines in Henan

3 河南煤炭资源勘查开发布局思考

《河南省矿产资源总体规划（2021—2025 年）》提出，统筹煤炭资源保障与保护、高质量发展和资源安全，以推进煤炭资源合理利用与保护为主线，着力优化煤炭资源勘查开发布局，提高煤炭资源利用效率，一方面，提高煤炭资源量控制程度，保持资源优势，同时力争实现煤层气勘查开采新突破；另一方面，加强河南大型煤炭基地规划建设布局，提高区域煤炭资源供应保障能力。

河南煤炭资源勘查开发布局基本原则：①坚持优化布局，保障供给。加强煤炭资源调查和勘查，科学布局煤炭开发利用与保护，切实提高煤炭资源的安全供给能力［12］；②坚持生态保护，绿色勘查开发。要统筹煤炭资源勘查开发利用与生态环境保护和高质量发展，践行绿色勘查与开发理念，最大限度减轻对生态环境影响，实现煤炭资源勘查开发与生态环境保护协调共赢［13］；③坚持节约集约，高效利用。根据河南省能源消费需求和煤炭资源赋存条件，推进煤炭从总量性去产能向结构性优产能转变，进一步优化煤炭开发布局和产能结构，提高资源配置效率，提升煤炭资源效能和能源安全水平［14］。

3.1 煤炭资源勘查布局研究

《河南省矿产资源总体规划（2021—2025 年）》提出，统筹黄河流域生态功能定位、资源和生态环境承载力，2021—2025 年煤炭新增资源量5 亿t，重点建设7 个列入全国规划的能源资源基地，其中包括河南煤炭基地，保障煤炭的有效供应。

1）提高主要矿区资源勘查程度。一是以骨干煤炭企业为主体，提高鹤壁、焦作、义马、郑州、平顶山、永夏6个矿区勘探资源占比，以满足后续矿井建设需要，加快夏店、新河等井田煤炭资源达到勘探程度；二是加快薄壁、石林、五头等预测区资源勘查，寻找新的后备资源；三是推动老矿区深部与外围增储升级，加快平顶山矿区深部、义马煤田深部和永夏煤田深部资源勘查，为资源枯竭矿区产能转移和矿井接续提供基础。

2）大力推进煤层气资源勘查。河南省煤层气资源储量丰富，埋深2 000 m 以浅资源总量达到10 501.19 亿m3，平均资源丰度为1.91 亿m3/km2［15-16］，对煤层气开发既可以保障煤矿安全生产，又可以增加清洁能源供应和减少温室气体排放，具有多重效益［17］。《河南省矿产资源总体规划（2021—2025 年）》提出：加强清洁能源矿产勘查开采，力争实现煤层气、页岩气、地热等清洁能源矿产勘查开采新突破。一方面，加快推进焦作煤田、平顶山煤田、安鹤煤田含气区带煤层气资源调查与评价，尽快提交探明储量，实现规模开发利用；另一方面，开展全省主要煤矿采空区、采动区和非采动区瓦斯（煤层气）资源化利用调查与评价，圈定1～2个煤层气勘查目标区。

3.2 煤炭资源开发布局研究

2022 年度全国原煤产量完成45.0 亿t（据国家统计局最新发布数据），同比增加3.7 亿t，增长9.0%，煤炭生产中心呈现加快向晋陕蒙新地区集中，向优势企业集中。2022 年度河南原煤产量9 772.8 万t，同比增长4.2%。按照《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》中提出“优化煤炭资源开发布局”要求，河南大型煤炭基地煤炭产量需稳定在1.2 亿t/a［18］，这就要求河南大型煤炭基地根据生产建设实际，重点围绕鹤壁、焦作、义马、郑州、平顶山、永夏6 个矿区，科学评价矿区内煤炭资源潜力、绿色发展、区域供需、产业升级等多方面因素，对6个矿区煤炭产能建设规模进行科学规划与布局，进一步提高能源保障能力。

1）加强河南煤炭基地矿区规划建设。加大河南煤炭基地6 个矿区的规划建设，关闭一批资源枯竭、资源利用率低、安全生产条件差的煤矿，减量置换建设一批接续矿井。郑州煤炭矿区保有煤炭资源储量73.6亿t，以降低产能、调整结构、清洁利用为核心，重点发展煤层气利用。平顶山煤炭矿区保有煤炭资源储量94.4亿t，以稳定产能、调整结构、清洁利用为核心，重点开展煤炭转化利用。焦作煤炭矿区保有煤炭资源储量36.3 亿t，以降低煤炭产能、大力发展煤层气利用为核心。永夏煤炭矿区保有煤炭资源储量27.35 亿t，以稳定产能为核心。义马煤炭矿区保有煤炭资源储量4.94 亿t，以稳定产能、调整结构、清洁利用为核心。鹤壁煤炭矿区保有煤炭资源储量31.49亿t，以稳定煤炭产能、推进煤层气开发利用、焦煤转化等。

2）加快推进新矿井建设。稳定豫西和豫北老矿区生产能力，扩大豫中和豫东矿区生产规模，加快推进建设夏店、梁北二井等先进产能矿井续建项目；合理有序推进永煤城郊矿、首山一矿、永夏矿区李大庄煤矿、西村煤矿等绿色矿山建设，支持优质产能释放，使煤炭后备资源尽快形成接续产能，巩固河南作为全国煤炭基地的地位，为河南煤炭资源稳定供应提供保障。

3）加快煤层气的开发利用。河南煤层气资源丰富且开发利用时间较早，煤层气储量约占全国已探明储量的10%，但地质条件复杂程度不一，影响了煤层气的大规模开发利用，今后应基于煤层气地质特征，在开发过程中突出重点，有序开发，重点加强焦作煤田、安阳煤田、鹤壁煤田、平顶山煤田等有利区合理规划煤层气产业发展，同时加大开发技术攻关，以期在煤层气生产规模上取得突破［19-20］。

4 结论

1）河南煤炭资源相对丰富，累计查明资源储量438.56 亿t，保有资源储量389.07 亿t，煤炭资源勘查布局较合理，以详查和勘探程度为主，但详查和普查阶段的资源量所占比重仍较大，二者合计占比达到了53.4%，新时期需要加大勘查力度，以期尽快达到勘探程度，同时加强新增煤炭资源量勘查，摸清煤炭资源潜力，加大深部煤炭资源勘查力度。

2）河南当前煤炭产能布局比较优化，产能主要以大中型煤矿为主，占总产能比重约57%；而煤矿数量方面小型煤矿居多，约占煤矿总数的50%，因此，需进一步优化煤炭资源开发布局，提升煤炭资源效能，增强安全供给能力，满足刚性合理需求。

3）根据河南煤炭资源赋存特点和产业转型升级的需要，结合区域资源禀赋、勘查开发现状和环境承载能力，近期煤炭勘查开发布局主要围绕河南大型煤炭基地内的6 个矿区进行，勘查方面加快勘查进度，增加煤炭资源量，提高矿区整体勘查程度，为煤炭开发提供资源保障，开发方面加强河南煤炭基地矿区规划建设，加快推进新矿井建设，尽快形成科学产能，同时基于河南丰富的煤层气资源储量，加大煤层气资源勘查开发力度，尽早实现煤层气开发利用产业化。