李青松韓真理李曉華馬 曙戚新紅

(1.貴州省礦山安全科學(xué)研究院,貴州省貴陽市,550025;2.貴州省煤礦設(shè)計研究院,貴州省貴陽市,550025)

貴州高產(chǎn)高效煤礦能源管理淺析＊

李青松1,2韓真理1,2李曉華1,2馬 曙1,2戚新紅1,2

(1.貴州省礦山安全科學(xué)研究院,貴州省貴陽市,550025;2.貴州省煤礦設(shè)計研究院,貴州省貴陽市,550025)

分析了貴州煤礦能源管理現(xiàn)狀及存在問題,提出了加強(qiáng)煤礦能源管理的建議,并提出了相應(yīng)解決方法和考核指標(biāo)。

高產(chǎn)高效 能源管理 資源開發(fā) 資源利用 貴州省

能源管理是政府及有關(guān)部門對能源的開發(fā)、生產(chǎn)和消費(fèi)的全過程進(jìn)行計劃、組織、調(diào)控和監(jiān)督,或企業(yè)對能源供給與消費(fèi)的全過程進(jìn)行管理,其目的是為了有效地配置和利用能源、資源,降低能源消耗,提高其利用率,減少對可利用能源和資源的浪費(fèi),預(yù)防污染,保護(hù)環(huán)境。

1 貴州煤礦能源管理現(xiàn)狀

貴州有著極為突出的煤炭資源優(yōu)勢,是云貴大型煤炭基地的主體,也是國家規(guī)劃的重要能源基地和“西電東送”的重要省份,煤炭探明儲量居全國第五,在江南地區(qū)排名第一。煤炭資源不僅儲量豐富,且煤種齊全、煤質(zhì)優(yōu)良,素有“江南煤?！敝Q。截止到2008年底,貴州煤炭資源探明儲量達(dá)549億t,埋深2000 m以淺煤炭資源總量達(dá)2419億t。據(jù)《貴州統(tǒng)計年鑒2010》數(shù)據(jù)顯示,貴州省一次能源生產(chǎn)總量為1.1億t標(biāo)準(zhǔn)煤,其中,煤炭占88.3%,水電占11.7%;能源終端消費(fèi)總量6919萬t標(biāo)準(zhǔn)煤,其中,原煤占47.6%,天然氣占0.8%,電力占32.4%,石油、煤層氣、煤氣等其它綜合占19.2%?？梢?煤炭是貴州主體能源,今后較長時期內(nèi)貴州以煤為主的能源格局不會改變,煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展事關(guān)貴州省能源發(fā)展大局,貴州社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開煤炭工業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展。

近年來,貴州省意識到能源管理的重要性,倡導(dǎo)低碳、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。貴州省加快了煤炭資源勘探,編制了17個礦區(qū)總體規(guī)劃,為全省煤炭工業(yè)規(guī)?；?、規(guī)范化健康發(fā)展創(chuàng)造了條件;響水、文家壩、松河等大煤礦建設(shè)進(jìn)一步加快,“大煤保大電”的格局正逐步形成;一批新型煤化工基地,如六盤水威赫煤化工區(qū)、畢節(jié)新型能源化工區(qū)、織金磷煤化工區(qū)、黔西南煤化工區(qū)等加快建設(shè);深入開展煤礦整頓關(guān)閉和瓦斯專項整治與利用兩個攻堅戰(zhàn),開展煤礦瓦斯治理示范礦井建設(shè),加大安全生產(chǎn)投入,積極推進(jìn)煤礦安全技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級,煤礦安全生產(chǎn)條件和技術(shù)水平不斷提高,煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)得到有效遏制;煤炭資源綜合利用率不斷提高,瓦斯和煤矸石等煤炭伴生物的開發(fā)得到有效利用,以煤炭為基礎(chǔ)的能源工業(yè)已成為貴州省的重要支柱產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。

但是,貴州省煤炭產(chǎn)業(yè)仍存在一些突出矛盾和問題。煤炭勘探程度低,資源情況有待進(jìn)一步探明;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,小煤礦數(shù)量多,30萬t/a以下規(guī)模的礦井占總礦井?dāng)?shù)量的82.04%,技術(shù)裝備落后,尤其是中小煤礦,不具備安全開采的基本設(shè)備,如液壓鉆機(jī)、防突儀器等,導(dǎo)致總體生產(chǎn)力水平低,不能夠達(dá)到安全高效生產(chǎn)目標(biāo);環(huán)境破壞嚴(yán)重,地質(zhì)災(zāi)害程度深,資源利用率低,貴州省目前對煤炭開采中產(chǎn)生的大量可供利用的煤矸石資源利用率不足2%;保障煤炭發(fā)展的公路、鐵路、雙電源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后;經(jīng)濟(jì)快速增長的同時,傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)濟(jì)增長方式尚未根本轉(zhuǎn)變,呈現(xiàn)“兩高一低”局面——高排放和高污染增長、高消耗、低效益增長;技術(shù)和管理人才匱乏,產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)滯后,貴州省的工程類專業(yè)技術(shù)人才在人力資源結(jié)構(gòu)中的比重僅占13%,遠(yuǎn)低于全國30%的平均水平;安全生產(chǎn)事故總量大,2009年,貴州共發(fā)生煤礦事故312起,死亡434人,分別占全國的19.3%和16.5%;促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的體制機(jī)制尚未完全形成,有待加強(qiáng)能源管理體系建設(shè)和完善相關(guān)管理制度。

2 貴州省能源管理存在的問題

2.1 能源消耗的一次性特征制約著煤礦企業(yè)的高效發(fā)展

貴州煤炭資源總量雖然豐富,但煤炭屬于一次性消耗能源,屬于不可再生能源,隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)及工業(yè)化的快速發(fā)展,對煤炭能源的需求量會越來越大。預(yù)計到2015年,貴州省煤炭能源消費(fèi)總量約為2.3億t,年增長率為20%左右。隨著煤礦淺部資源的減少,礦井逐漸向深部開采,隨著煤層埋藏深度的增加,受貴州高原山區(qū)地形地質(zhì)影響,煤田地質(zhì)構(gòu)造愈加復(fù)雜,煤層賦存條件更加不均勻,頂板、瓦斯等自然災(zāi)害會增多,導(dǎo)致煤礦安全開采難度及強(qiáng)度加大。

2.2 能源利用率低下局限著煤炭能源的發(fā)展空間

能源的利用效率是衡量能源利用水平的一個綜合性指標(biāo),直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由于受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)、教育和管理等多方面的影響,貴州省煤炭能源利用效率很低,存在著很大的浪費(fèi)。尤其貴州煤礦大都為薄及中厚煤層開采,又加上中小煤礦居多,受技術(shù)和成本等因素影響,導(dǎo)致一些薄煤層不可采而直接丟棄、可采煤層遺煤現(xiàn)象嚴(yán)重。

另外,貴州煤層層數(shù)多、厚度薄、原始狀態(tài)下透氣性極差,礦井瓦斯抽采難度大,抽采效果差,導(dǎo)致礦井大量的煤層氣資源直接排空,浪費(fèi)巨大。且貴州礦井大都分布不集中,受抽采的煤層氣濃度低且不穩(wěn)定等以及煤層氣利用技術(shù)等多因素影響,煤層氣資源利用率也非常低下。

2.3 煤礦開采帶來不利的環(huán)境影響

近年來,隨著貴州省煤礦企業(yè)生產(chǎn)能力的提升和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,煤礦生產(chǎn)在促進(jìn)全省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的同時,也使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化,對礦山地質(zhì)環(huán)境造成了較大的破壞,引發(fā)了較多的礦山環(huán)境地質(zhì)問題,礦山地質(zhì)災(zāi)害分布廣、影響大,占全省礦山地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的90%左右。地質(zhì)災(zāi)害不僅破壞了生態(tài)環(huán)境,還損害了居民的利益,激化了礦群矛盾,煤礦地質(zhì)災(zāi)害成為有關(guān)部門和企業(yè)工作的重點和難點。因獨特的山區(qū)喀斯特地貌特點,貴州煤炭開采引發(fā)地面沉陷范圍難以預(yù)測,給環(huán)境治理和地面人員安全帶來極大的危害。

2.4 關(guān)鍵技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備約束著煤礦開采的高產(chǎn)高效

貴州省煤炭工業(yè)總體水平較低。煤炭資源開發(fā)與利用過程中有一些基礎(chǔ)理論有待研究,如嚴(yán)重制約貴州省煤礦安全開采的瓦斯事故,煤與瓦斯突出機(jī)理不甚清楚;一些關(guān)鍵技術(shù)還有待攻關(guān),特別是煤炭精細(xì)勘探、大型現(xiàn)代化煤礦建設(shè)和煤礦技術(shù)裝備制造等關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步的提高。

3 加強(qiáng)貴州省能源管理的幾點建議

3.1 大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)

潔凈煤技術(shù)是旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等新技術(shù)的總稱,當(dāng)前已成為世界各國解決環(huán)境問題主導(dǎo)技術(shù)之一,也是高技術(shù)國際競爭的一個重要領(lǐng)域。我國已把潔凈煤技術(shù)作為重大的戰(zhàn)略措施,列入“中國21世紀(jì)議程”和國家重大基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域,電力工業(yè)將潔凈煤發(fā)電技術(shù)列為跨世紀(jì)的五大科技工程之一。大力開發(fā)和實施潔凈煤發(fā)電技術(shù),不僅關(guān)系到我國環(huán)境的保護(hù)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)穩(wěn)定增長,而且是未來能源技術(shù)市場激烈競爭的需要。煤炭作為貴州主導(dǎo)性能源,在開采的同時,如果不對其進(jìn)行科學(xué)利用和管理,勢必對周邊居民生存空間造成巨大污染,其開采和燃燒過程中產(chǎn)生的矸石、煙塵等將嚴(yán)重污染環(huán)境,威脅人們身體健康,對貴州省走穩(wěn)定、健康的可持續(xù)發(fā)展道路構(gòu)成重大威脅。面對此種難題,未來煤炭資源開采發(fā)展方向就是對煤炭資源進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃和利用,采用潔凈煤技術(shù),提高煤炭資源高效利用,豐富能源利用形態(tài),提高煤炭附加值,減少污染,這也是貴州省煤礦高產(chǎn)高效必然的選擇。

3.2 發(fā)展煤礦現(xiàn)代化開采技術(shù),推廣無煤柱開采,提高回采率

我國大多數(shù)礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,煤巖松軟,煤層具有高瓦斯、低透氣性、高吸附性的特點,尤其是低滲透率和非均質(zhì)性的特性,難以在采煤前直接從地面抽采煤層氣。近年來,隨著煤礦開采規(guī)模擴(kuò)大和開采深度的迅速增加,深部開采帶來的高瓦斯、高地壓問題,嚴(yán)重影響全國及貴州省各大礦區(qū)低透氣性煤層群高效安全開采。無煤柱開采就是在此背景下,經(jīng)過我國一些專家學(xué)者多年的實踐應(yīng)用研究,探索出的先進(jìn)的現(xiàn)代化煤礦開采技術(shù),無煤柱開采有利于提高煤炭回收率,同時也可以消除或減少因煤柱引起的災(zāi)害。我國目前應(yīng)用此技術(shù)較為成功的淮南礦業(yè)集團(tuán),取得了很好的成果,并在全國范圍內(nèi)加以推廣。采用無煤柱開采技術(shù),能夠使貴州礦區(qū)薄及中厚煤層群中的被保護(hù)層全面卸壓,促進(jìn)綜采工作面卸壓瓦斯抽采效果,實現(xiàn)煤與瓦斯高效共采,有利于實現(xiàn)安全、高效、低成本開發(fā)利用薄煤層資源量,減少資源浪費(fèi),提高薄煤層開采的回采率。同時,抽采的高、低濃度瓦斯分開輸送到地面加以利用,節(jié)能減排,經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境效益顯著,實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展,實現(xiàn)煤炭資源的高效綠色開采。

3.3 擴(kuò)大煤礦瓦斯抽采途徑,合理利用煤層氣(煤礦瓦斯)

貴州煤層氣資源豐富,按單層煤厚大于最低可采厚度、瓦斯含量大于4 m3/t的標(biāo)準(zhǔn),預(yù)測全省煤層氣資源量31511億m3,約占全國煤層氣資源量的22%,僅次于山西,居全國第二,其中,富瓦斯(CH4含量在8 m3/t以上)煤層氣資源量29214億m3,占全省煤層氣資源量的92.71%。瓦斯抽采既有利于煤炭開采,又有利于瓦斯資源的開發(fā)利用。根據(jù)貴州省煤層賦存特點及礦井開采方式,可以進(jìn)行地面瓦斯抽采、煤層瓦斯提前預(yù)抽、先抽后采、采用煤層增透技術(shù)、提高抽采率等多種途徑。抽采的煤層氣可以用于發(fā)電、工業(yè)、民用燃料及化工原料等方面。開發(fā)利用好煤層氣,有利于本省煤礦安全生產(chǎn),有利于環(huán)境保護(hù),具有節(jié)能減排、減少礦難、資源利用的多重效益,而且對于緩解本省能源供需緊張形勢、優(yōu)化本省能源結(jié)構(gòu)、推動經(jīng)濟(jì)增長、創(chuàng)造就業(yè)崗位、促進(jìn)本省能源行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。如貴州省山腳樹煤礦,通過瓦斯抽采,利用煤層氣發(fā)電,使礦井瓦斯得到了有效治理,還提高了產(chǎn)量,從而提高了礦井的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 開展貴州山區(qū)地貌開采引發(fā)地面沉陷規(guī)律研究,有效保護(hù)礦區(qū)環(huán)境

長期以來,煤炭開采一直被認(rèn)為是對環(huán)境的掠奪行為。煤炭開采后形成了獨特的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題,如造成農(nóng)田以及建筑物破壞、村莊遷徙、矸石堆積如山,使河川徑流量減少、地下水供水水源干枯、土地石漠化等。隨著我國煤炭的不斷開采,煤炭開采所帶來的環(huán)境問題愈加突出。地下大面積采煤引起的地面環(huán)境問題,國家越來越重視。目前,國家要求礦井必須編制礦區(qū)土地復(fù)墾和水土保持方案,并在礦井生產(chǎn)過程組織實施。土地復(fù)墾是先進(jìn)行工程復(fù)墾,再進(jìn)行生物復(fù)墾。工程復(fù)墾是以礦區(qū)的固體廢料作為充填物料對地表沉陷區(qū)進(jìn)行充填,有煤矸石充填、電廠粉煤灰充填、靠近河湖的煤礦利用河湖淤泥充填,另外還有挖深墊淺復(fù)墾、疏干法復(fù)墾、梯田法復(fù)墾等。不論是土地復(fù)墾,還是水土保持,都是礦井煤炭開采引起礦區(qū)環(huán)境破壞后而采取的治表措施。從治本的角度出發(fā),在不影響煤炭采出率的情況下,使煤矸石不出地面直接用于充填采空區(qū),或調(diào)整礦井采區(qū)巷道布置和回采工藝、最大限度減小煤礦開采對地表的破壞,是煤礦實現(xiàn)綠色開采的發(fā)展趨勢。貴州山區(qū)地貌特點,使煤炭開采引發(fā)地面沉陷范圍難以預(yù)測,給環(huán)境治理和地面人員安全造成更大危害,這些已成為制約貴州煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和能源安全高效開發(fā)的關(guān)鍵因素。摸清礦區(qū)沉陷規(guī)律,對礦區(qū)環(huán)境治理十分重要,有利于各級安全生產(chǎn)監(jiān)管部門和有關(guān)部門加強(qiáng)監(jiān)督管理;有利于預(yù)警機(jī)制的建立,從而預(yù)防和減少地質(zhì)災(zāi)害、保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全;有利于企業(yè)的安全生產(chǎn)管理,提高貴州省煤礦企業(yè)形象;有利于構(gòu)建和諧的礦群關(guān)系,從而真正做到既保證群眾權(quán)益,又維護(hù)企業(yè)利益。

3.5 完善管理制度,促進(jìn)能源管理體系建設(shè)

我國已先于國際標(biāo)準(zhǔn)制定了《能源管理體系要求》(GB/T 23331-2009),并于2009年11月1日正式實施。能源管理體系系列標(biāo)準(zhǔn)是一套用于規(guī)范組織能源管理,旨在降低組織能源消耗、提高能源利用效率的管理標(biāo)準(zhǔn)。為了實現(xiàn)貴州煤炭能源集約化開采、保證生產(chǎn)安全,貴州省應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求,以煤炭企業(yè)為對象,開展能源管理實踐,加大管理力度,加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo),健全機(jī)制,完善各項管理制度,促進(jìn)適合于各大礦區(qū)及管理部門的能源管理體系建設(shè)。

3.6 呼吁國家政策干預(yù),對煤層氣利用給予適當(dāng)鼓勵與補(bǔ)助

我國不僅批準(zhǔn)成立了國有瓦斯專業(yè)公司,而且還將瓦斯勘探開發(fā)納入了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃。同時國家在新能源和瓦斯開發(fā)利用方面已出臺了一些優(yōu)惠政策,政府頒布了《資源綜合利用目錄》、《當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》等法規(guī)鼓勵瓦斯的利用,但由于一些部門利益或行業(yè)壟斷因素,也由于瓦斯尚未形成大規(guī)模開發(fā),致使許多優(yōu)惠政策在一些地方形同虛設(shè),不利于瓦斯產(chǎn)業(yè)的起步,也打擊了煤礦利用瓦斯的積極性。貴州應(yīng)適當(dāng)加大煤層氣利用的科研獎勵,加大成果轉(zhuǎn)化、發(fā)電上網(wǎng)等的優(yōu)惠政策支持。

3.7 能源管理需加大與科研院所合作力度,形成產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合模式

貴州省煤礦區(qū)應(yīng)堅持以科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)企業(yè)發(fā)展,加大與科研院所合作力度,發(fā)展節(jié)能經(jīng)濟(jì),實現(xiàn)清潔能源生產(chǎn),走可持續(xù)發(fā)展道路,徹底實現(xiàn)礦井資源綜合利用。在生產(chǎn)規(guī)?？焖僭鲩L的同時,堅持走內(nèi)涵發(fā)展、集約經(jīng)營的道路,不斷完善科技創(chuàng)新體系,采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新裝備進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)及工藝改造,提高煤炭質(zhì)量,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

4 貴州煤礦能源管理的考核指標(biāo)

針對貴州煤礦開采現(xiàn)狀,結(jié)合以上分析,對于礦井采取的能源管理是否合理,是否能夠起到高產(chǎn)高效作用,對其實施情況有必要進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)考核,其主要表現(xiàn)有以下幾個方面。

(1)建設(shè)大型煤礦生產(chǎn)基地。爭取2015年底,保證全省不低于50%的礦井年生產(chǎn)能力要達(dá)到30萬t/a;全省煤炭供給量要達(dá)到2.3億t,一次能源消費(fèi)總量中,煤炭不低于60%。

(2)在未來幾年內(nèi),通過大型煤礦基地的建設(shè),樹立幾個高產(chǎn)高效能源管理示范礦井,并對其進(jìn)行資源綜合利用考核,要求礦井的資源開采率不低于80%,達(dá)不到要求的進(jìn)行停產(chǎn)整頓、改造等,以達(dá)到資源利用最大化、減少資源浪費(fèi)、環(huán)境污染的目的。同時,要積極探索多種激勵約束機(jī)制,促使煤炭生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約煤炭資源。健全煤炭生產(chǎn)企業(yè)資源儲量管理,落實儲量管理責(zé)任,完善煤炭儲量管理檔案和制度,嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)技術(shù)和管理規(guī)程。

(3)礦井瓦斯抽采率不低于60%,瓦斯利用率不低于50%。達(dá)不到要求的,需加大與國內(nèi)礦業(yè)類科研院所的合作力度,開展“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合,提高其瓦斯抽采率和利用率,從根源上消除瓦斯隱患,減少礦井瓦斯事故的發(fā)生,并減少瓦斯排空對環(huán)境的污染,變害為寶,在保證礦井的安全生產(chǎn)的同時,使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到進(jìn)一步的提高。

[1]貴州省統(tǒng)計局,國家經(jīng)計局貴州調(diào)查總隊.貴州統(tǒng)計年鑒2010[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2010

[2]周宏春.以循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路實現(xiàn)能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[J].管理學(xué)報,2008(9)

(責(zé)任編輯 張大鵬)

Discussion on energy management for coalmines with high production and efficiency in Guizhou

Li Qingsong1,2,Han Zhenli1,2,Li Xiaohua1,2,Ma Shu1,2,Qi Xinhong1,2
(1.Guizhou Academy of Mine Safety Science and Technology,Guiyang,Guizhou 550025,China;2.Guzhou Coal Mine Design and Research Institute,Guiyang,Guizhou 550025,China)

an account is given in the paper about the current condition and existing problems in energy management in coalmine in Guizhou.The author suggests to enhancing the energy management for coalmines,and provides relative solutions and assessment indicators.

high production and efficiency,energy management,resource development,resource recovery,Guizhou

TD-9

B

貴州省科技廳重大專項計劃項目,項目編號黔科合重大專項字〔2008〕6012。

李青松(1981-),男,安徽安慶人,碩士,工程師,就職于貴州省礦山安全科學(xué)研究院(貴州省煤礦設(shè)計研究院),主要從事瓦斯災(zāi)害預(yù)測及防治方向研究、安全技術(shù)和煤礦科研與咨詢等方面的工作。