李 鵬,趙震宇,金學(xué)強(qiáng)

(寧夏回族自治區(qū)國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)院,寧夏銀川750004)

1 概述

我國(guó)煤炭資源豐富，但人均煤炭資源擁有量只有世界平均水平的33%[1-2]。同時(shí)，我國(guó)煤炭資源分布極不均勻，呈北多南少，西多東少，主要集中在山西、內(nèi)蒙古、陜西、新疆、貴州和寧夏等省份，遠(yuǎn)離煤炭消費(fèi)市場(chǎng)，表現(xiàn)出與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平不相適應(yīng)的特點(diǎn)[3]。煤炭資源作為一種不可再生資源，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要支撐作用，到2050年煤炭消耗在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中將占近一半[4]。如何合理開(kāi)發(fā)利用煤炭資源是我國(guó)目前面臨的重大難題。鑒于上述問(wèn)題，為了強(qiáng)化礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)利用，健全礦產(chǎn)資源節(jié)約集約利用機(jī)制和促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，我國(guó)推出了通過(guò)“三率”指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平的試行政策。然而，由于我國(guó)煤炭資源聚集和賦存差異顯著，礦山開(kāi)發(fā)程度和方式因地制宜，導(dǎo)致僅通過(guò)“三率”指標(biāo)難以真實(shí)反映出煤礦資源的開(kāi)發(fā)利用水平。因此，本文結(jié)合自然資源部在寧夏實(shí)施的《寧夏礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)估試點(diǎn)》工作，以寧東煤田13座煤礦作為研究對(duì)象，以國(guó)家“三率”評(píng)價(jià)體系為基礎(chǔ)，試圖探索建立一套更為準(zhǔn)確、合理、科學(xué)的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)系統(tǒng)。以此對(duì)我國(guó)煤炭資源開(kāi)發(fā)利用水平進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的評(píng)估，為國(guó)家制定相應(yīng)的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用政策和生態(tài)文明建設(shè)提供依據(jù)，指導(dǎo)礦山企業(yè)提高節(jié)約集約利用煤炭資源水平，提高礦產(chǎn)資源利用效率，推動(dòng)我國(guó)煤炭資源可持續(xù)發(fā)展。

2 寧夏煤炭資源成礦背景及基本特征

2.1 寧夏煤炭成礦時(shí)代及含煤地層分布特征

寧夏地處我國(guó)地質(zhì)地貌東西兩部分的過(guò)渡地帶，橫跨華北陸塊、阿拉善微陸塊和祁連早古生代造山帶3大構(gòu)造單元，地層發(fā)育齊全，主要為地臺(tái)型和槽臺(tái)過(guò)渡型沉積建造[5]。自晚古生代以來(lái)，由于華北陸塊和阿拉善微陸塊兩大構(gòu)造單元的長(zhǎng)期劇烈活動(dòng)所形成了大量裂陷與坳陷盆地，為含煤地層提供了沉積場(chǎng)所，形成了以晚古生代的晚石炭世、早二疊世和中生代的中侏羅世為主的3個(gè)成煤時(shí)期[6]。晚古生代含煤地層主要分布在寧夏北部的賀蘭山北段—石嘴山—沙巴臺(tái)—石炭井—呼魯斯太一帶、西部的香山地區(qū)、東部的橫城、韋州地區(qū)和南部的王洼一帶。中生代含煤地層主要分布在寧夏北部的汝箕溝、東部的碎石井、鴛鴦湖至萌城以及西部的下流水和窯山等地。

2.2 寧東煤田產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

本次研究是以寧東煤田13座煤礦作為調(diào)查研究對(duì)象。寧東煤田位于寧夏東部，由靈武、鴛鴦湖、橫城、馬家灘、積家井、萌城、韋州和石溝驛8個(gè)礦區(qū)連片組成，探明儲(chǔ)量約287×108t，占全區(qū)探明煤炭資源儲(chǔ)量的88%[7]。含煤地層主要為侏羅系的延安組和石炭系—二疊系的太原組、山西組。地質(zhì)條件良好，埋藏淺，適宜機(jī)械化開(kāi)采，煤種為不粘結(jié)煤和長(zhǎng)焰煤，是良好的動(dòng)力用煤和化工用煤。目前，寧東煤田作為國(guó)家大型煤炭基地進(jìn)行重點(diǎn)建設(shè)，共投資2500億元，建成煤基甲醇、煤基烯烴、甲醇制烯烴、焦化、煤焦氣化、煤制油綜合利用等煤化工項(xiàng)目，以及馬蓮臺(tái)電廠、鴛鴦湖電廠、水洞溝電廠、靈州矸石電廠等8個(gè)電廠和寧東—山東±660kV直流輸電線路。

3 寧東煤田煤炭開(kāi)發(fā)利用水平評(píng)估

2016年，自然資源部針對(duì)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平下發(fā)了相關(guān)文件并提出了以“三率”指標(biāo)為主的評(píng)價(jià)方法。所謂礦產(chǎn)資源“三率”是指開(kāi)采回采率、選礦回收率和綜合利用率，是礦山編制開(kāi)發(fā)利用方案的最低標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)家監(jiān)管礦山企業(yè)資源綜合利用水平的重要依據(jù)，同時(shí)是健全礦產(chǎn)資源節(jié)約集約利用機(jī)制和促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要措施[8]。

3.1 采用國(guó)家制定評(píng)估方法及存在問(wèn)題

根據(jù)國(guó)家《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平評(píng)估技術(shù)指南（試行）》（以下簡(jiǎn)稱《指南》）中提出的評(píng)估方法，對(duì)寧東煤田13家礦山進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用水平評(píng)估，開(kāi)采回采率基準(zhǔn)值以礦山開(kāi)發(fā)利用方案中確定值為準(zhǔn)，原煤入選率、共伴生礦產(chǎn)綜合利用率基準(zhǔn)值、指標(biāo)權(quán)重均參照《指南》的給定值進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)表1。

表1 煤炭評(píng)估基準(zhǔn)值

單個(gè)礦山開(kāi)發(fā)利用水平值（MEL），計(jì)算公式如下，評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表3：

式中：Ki——開(kāi)采回采率實(shí)際值；

K——開(kāi)采回采率基準(zhǔn)值；

P1——開(kāi)采回采率權(quán)重值；

εi——原煤入洗率實(shí)際值；

ε——原煤入洗率設(shè)計(jì)值；

P2——原煤入洗率權(quán)重值；

Ri——共伴生礦產(chǎn)綜合利用率實(shí)際值；

利用串口觸控的下位機(jī)編制人機(jī)交互界面、控制方式及指令，并燒錄至UART串口觸摸屏中.傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線送入Arduino uno單片機(jī)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存；此時(shí)若在串口觸控屏有動(dòng)作，數(shù)據(jù)經(jīng)由Arduino uno單片機(jī)自動(dòng)送入串口觸控屏中，經(jīng)處理后顯示在屏幕界面上.

R——共伴生礦產(chǎn)綜合利用率設(shè)計(jì)值；

P3——共伴生礦產(chǎn)綜合利用率權(quán)重值。

通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)評(píng)估結(jié)果與各礦山實(shí)際開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀有較大差異，例如排名第6的棗泉煤礦各個(gè)方面遠(yuǎn)好于排名第一的四股泉二號(hào)井。造成這種現(xiàn)象的主要原因包括：（1）評(píng)估礦山“三率”指標(biāo)不完整；（2）“三率”指標(biāo)僅能反映礦山的開(kāi)發(fā)效率。

3.2 采用本次研究的評(píng)估方法

礦山開(kāi)發(fā)利用水平應(yīng)是礦山生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的一個(gè)綜合體現(xiàn)，除了采礦和選礦等基本環(huán)節(jié)以外，還應(yīng)包括資源綜合利用、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、礦山經(jīng)濟(jì)等環(huán)境。因此，本次研究依據(jù)礦山實(shí)地調(diào)查的情況，將綜合利用、生態(tài)保護(hù)、礦山經(jīng)濟(jì)等其他能反映礦山實(shí)際開(kāi)發(fā)利用水平的指標(biāo)一并列入“三率”評(píng)價(jià)體系，從而制定了以國(guó)家“三率”指標(biāo)為主，他項(xiàng)指標(biāo)為輔的開(kāi)發(fā)利用水平評(píng)估方法，具體方法如下：

評(píng)估項(xiàng)分為基礎(chǔ)信息、加分信息和扣分信息3大塊，分別賦分100分、20分和20分。基礎(chǔ)信息分值為每個(gè)礦山企業(yè)的基礎(chǔ)分值，按照采礦環(huán)節(jié)（25分）、選礦環(huán)節(jié)（20分）、綜合利用（25分）、生態(tài)保護(hù)（20分）、礦山經(jīng)濟(jì)（10分）等5個(gè)方面，12個(gè)小項(xiàng)分別進(jìn)行打分。加分信息分4個(gè)小項(xiàng)，扣分信息共分5個(gè)小項(xiàng)，在基礎(chǔ)分的基礎(chǔ)上進(jìn)行加減分，得出單個(gè)礦山企業(yè)開(kāi)發(fā)利用水平分值，見(jiàn)表2。

3.3 評(píng)估結(jié)果對(duì)比分析

為驗(yàn)證本次研究評(píng)估方法的科學(xué)合理性，我們將兩種方法的評(píng)估結(jié)果列于表3進(jìn)行對(duì)比分析。

從評(píng)估結(jié)果來(lái)看，采用本次研究的評(píng)估方法，13家煤礦評(píng)分分布均勻，無(wú)重復(fù)值，與實(shí)際情況基本符合。而按照國(guó)家制定的評(píng)估方法，13座礦山評(píng)估分差較小，相近分?jǐn)?shù)較多，且與實(shí)際礦山開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀不符，例如：依國(guó)家評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)排名第6的棗泉煤礦開(kāi)采規(guī)范，使用國(guó)家規(guī)定《礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用鼓勵(lì)技術(shù)目錄》的采選技術(shù)，多次獲得國(guó)家、自治區(qū)級(jí)榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)以及國(guó)家級(jí)綠色礦山稱號(hào)；相反，排名第一的四股泉二號(hào)井未采用國(guó)家規(guī)定的鼓勵(lì)采選技術(shù)，未獲得省部級(jí)榮譽(yù)稱號(hào)，也未列入全國(guó)綠色礦山名錄。究其原因，四股泉二號(hào)井為了經(jīng)濟(jì)效益最大化依然沿用炮采技術(shù)等落后開(kāi)采技術(shù)，導(dǎo)致極大地提高了采區(qū)回采率，出現(xiàn)評(píng)分升高卻又與礦山實(shí)際情況不符的現(xiàn)象。

4 推進(jìn)寧夏礦產(chǎn)資源集約節(jié)約與綜合利用的幾點(diǎn)思考

4.1 制定綜合的領(lǐng)跑者指標(biāo)，完善指標(biāo)體系，創(chuàng)新評(píng)估方法

礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)跑者的本質(zhì)應(yīng)是礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)及裝備水平最高、企業(yè)管理較好，針對(duì)不同資源稟賦、開(kāi)發(fā)條件的礦產(chǎn)資源都能取得同類(lèi)可比條

件下的最好“三率”指標(biāo)或高質(zhì)量礦產(chǎn)品[9]。領(lǐng)跑者指標(biāo)作為國(guó)家或地區(qū)的標(biāo)桿性指標(biāo)，是其他礦山借鑒學(xué)習(xí)和完善自身生產(chǎn)的目標(biāo)。一味以“三率”指標(biāo)為基準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致個(gè)別礦山因提高“三率”指標(biāo)而忽略其他方面的建設(shè)，比如安全生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用等。所以，領(lǐng)跑者指標(biāo)的制定應(yīng)以“三率”指標(biāo)為核心，綜合考慮礦山各個(gè)環(huán)節(jié)的指標(biāo)，使領(lǐng)跑者礦山成為地區(qū)名副其實(shí)的標(biāo)志礦山。

表2 本次礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及打分標(biāo)準(zhǔn)

表3 本次研究與國(guó)家2套方法評(píng)估結(jié)果排序?qū)Ρ缺?/p>

4.2 加強(qiáng)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用監(jiān)管，推進(jìn)資源管理方式轉(zhuǎn)變

目前，我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平的監(jiān)督管理體系還不健全，調(diào)查評(píng)估制度尚未建立。礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用調(diào)查評(píng)估制度化和常態(tài)化是加強(qiáng)礦產(chǎn)資源規(guī)劃和合理開(kāi)發(fā)利用管理、提高“三率”水平的重要保障，也是強(qiáng)化科學(xué)管理、有針對(duì)性地制定相關(guān)政策和措施的重要依據(jù)。同時(shí)，有利于全面推進(jìn)礦業(yè)權(quán)人勘查開(kāi)采信息公開(kāi)公示制度。將礦業(yè)權(quán)人信用融入企業(yè)信用，與社會(huì)信用體系聯(lián)網(wǎng)，推進(jìn)礦業(yè)領(lǐng)域誠(chéng)信體系建設(shè)，推動(dòng)建立部門(mén)聯(lián)合懲戒機(jī)制，構(gòu)建“企業(yè)自律、社會(huì)監(jiān)督、政府監(jiān)管”共同治理新格局，推動(dòng)管理方式根本轉(zhuǎn)變[10]。

4.3 寧東煤田礦山礦井水和矸石回收處理及綜合利用率亟待提高

通過(guò)對(duì)寧東煤田各生產(chǎn)礦井的實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)各礦山對(duì)礦井水和矸石的處理及綜合利用上有待提高。

（1）礦井水：各礦山和煤化工基地普遍面臨以下2個(gè)問(wèn)題：①各礦山因水文地質(zhì)條件不同導(dǎo)致涌水量差異巨大，部分礦山礦井水量小，使用黃河水滿足工業(yè)需求，而部分礦山礦井水量大，遠(yuǎn)超工業(yè)用水，但面臨排放壓力。②煤化工基地的生產(chǎn)均采取常年抽取黃河水用作工業(yè)用水，造成生態(tài)壓力。根據(jù)此次實(shí)地調(diào)查成果和寧東煤田各礦山分布集中的特點(diǎn)，我們建議可將礦山礦井水集中排放、統(tǒng)一凈化處理，一方面減少礦山處理礦井水帶來(lái)的困難；另一方面統(tǒng)一處理后的礦井水可以按需分配給寧東煤田各企業(yè)，有效減少企業(yè)成本和促進(jìn)生態(tài)保護(hù)。

（2）矸石：寧東煤田各礦山矸石產(chǎn)量大，矸石巖性主要以泥巖和泥質(zhì)粉砂巖為主。目前對(duì)于矸石缺乏相對(duì)有效的回收利用方法，主要以堆積排放，覆土綠化為主，隨之產(chǎn)生了排矸場(chǎng)地緊缺和相應(yīng)的環(huán)保問(wèn)題。依據(jù)前述寧東煤田礦山分布集中的特點(diǎn)，建議是否可將礦山矸石按區(qū)塊集中排放，統(tǒng)一管理。一方面可以減輕排矸場(chǎng)地緊缺的問(wèn)題；另一方面，未來(lái)科研機(jī)構(gòu)研究出相應(yīng)處理技術(shù)，可將矸石統(tǒng)一回收利用，形成寧東煤田矸石“排—儲(chǔ)—用”循環(huán)利用系統(tǒng)。