喬軍偉，范 琪，寧樹(shù)正

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇 徐州 221008； 2.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局煤航地質(zhì)勘查院， 西安 710199； 3.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局，北京 100038)

0 引言

青藏高原煤炭資源狀況一直是國(guó)家和社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。1949年以來(lái)，全國(guó)先后開(kāi)展了7次煤炭資源潛力評(píng)價(jià)[1]，其中最新一次煤炭資源潛力評(píng)價(jià)于2006年由國(guó)土資源部組織實(shí)施，開(kāi)展了包括青藏高原在內(nèi)的全國(guó)煤炭資源潛力的預(yù)測(cè)工作，其中青藏高原地區(qū)的煤炭資源預(yù)測(cè)包括了西藏自治區(qū)全區(qū)、青海南部及云南西部[2-4]。青藏高原地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，所有發(fā)現(xiàn)的煤礦和煤點(diǎn)都地處造山帶內(nèi)，現(xiàn)存含煤地層基本呈不穩(wěn)定的透鏡狀，煤層穩(wěn)定性都較差且分布具有局限性[5]，造成青藏高原地區(qū)煤炭資源潛力預(yù)測(cè)的要素和指標(biāo)都與全國(guó)其它地區(qū)差異較大。如何科學(xué)的評(píng)價(jià)青藏高原煤炭預(yù)測(cè)區(qū)的資源潛力，直接影響到對(duì)青藏高原地區(qū)煤炭資源的正確認(rèn)識(shí)和合理規(guī)劃，對(duì)改善青藏高原地區(qū)能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)環(huán)境、建設(shè)邊疆、穩(wěn)定邊疆都具有重要的意義。

1 綜合評(píng)價(jià)思路和方法

煤炭資源潛力綜合評(píng)價(jià)是集地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、技術(shù)學(xué)和系統(tǒng)工程理論為一體的綜合研究方法[6]，對(duì)影響煤炭資源潛力的資源條件、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)發(fā)條件、生態(tài)環(huán)境等進(jìn)行半定量分析，建立評(píng)價(jià)系統(tǒng)和評(píng)價(jià)模型。煤炭資源潛力評(píng)價(jià)是在充分收集研究區(qū)煤炭地質(zhì)、物探、遙感等資料，在摸清現(xiàn)有煤礦區(qū)(點(diǎn))煤炭地質(zhì)狀況的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)的理論方法，預(yù)測(cè)并評(píng)價(jià)新的含煤區(qū)[6]。核心任務(wù)在于對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)的資源地質(zhì)條件、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)發(fā)條件、生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合分析，綜合評(píng)價(jià)煤炭資源的可靠性和內(nèi)外部條件，優(yōu)選煤炭資源有利區(qū)，為下一步煤炭資源的勘查、管理和規(guī)劃提供指導(dǎo)依據(jù)[6]。

當(dāng)前用于綜合評(píng)價(jià)的方法很多，包括列表分類(lèi)法、綜合指數(shù)法、模糊數(shù)學(xué)方法、灰色系統(tǒng)法、層次分析法[7]。層次分析法(The analytic hierarchy process)簡(jiǎn)稱(chēng)AHP，在20世紀(jì)70年代中期由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T.L.saaty正式提出[8]，是一種定性和定量相結(jié)合的系統(tǒng)化、層次化的分析方法，它在處理復(fù)雜的決策問(wèn)題上具有較高的實(shí)用性和有效性。層次分析法是將決策問(wèn)題按總目標(biāo)、各層子目標(biāo)、評(píng)價(jià)準(zhǔn)則等分解為不同的層次結(jié)構(gòu)，然后求得每一層次的各元素對(duì)上一層次某元素的優(yōu)先權(quán)重，最后再加權(quán)和的方法遞階歸并各評(píng)價(jià)準(zhǔn)則對(duì)總目標(biāo)的最終權(quán)重。層次分析法是一種系統(tǒng)的分析方法，具有簡(jiǎn)潔明了的優(yōu)點(diǎn)，比較適合于具有分層交錯(cuò)評(píng)價(jià)指標(biāo)且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問(wèn)題。

對(duì)青藏高原煤炭資源潛力的綜合評(píng)價(jià)，可以根據(jù)評(píng)價(jià)的目的、內(nèi)容和評(píng)價(jià)參數(shù)等劃分為四個(gè)評(píng)價(jià)層次。第一層為目標(biāo)層，即煤炭資源潛力綜合評(píng)價(jià)；第二層為條件層，是煤炭資源潛力評(píng)價(jià)的資源條件、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)發(fā)條件、開(kāi)發(fā)效應(yīng)等；第三層為指標(biāo)層，是根據(jù)評(píng)價(jià)條件層劃分的具體評(píng)價(jià)指標(biāo)(圖1)；第四層為評(píng)價(jià)參數(shù)層，是將評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)一步劃分，明確不同級(jí)別評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)參數(shù)。

圖1 青藏高原煤炭資源潛力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)層次圖Figure 1 Comprehensive assessment indices hierarchy chart of Qinghai-Tibet Plateau coal resources

2 綜合評(píng)價(jià)內(nèi)容

青藏高原煤炭資源潛力綜合評(píng)價(jià)的對(duì)象是全區(qū)依據(jù)多次煤炭資源調(diào)查成果所劃分出的煤炭資源預(yù)測(cè)區(qū)。本次評(píng)價(jià)系統(tǒng)梳理了青藏高原主要煤礦區(qū)(點(diǎn))的煤炭勘查成果[9-10]，分析了以往西藏自治區(qū)及青海省南部煤炭資源潛力評(píng)價(jià)的成果，重點(diǎn)對(duì)早石炭世、晚二疊世、晚三疊世、早中侏羅世、早白堊世、始新世的煤礦(點(diǎn))及預(yù)測(cè)區(qū)開(kāi)展野外地質(zhì)調(diào)查，重新梳理并劃定了61個(gè)煤炭資源預(yù)測(cè)區(qū)(圖2)。預(yù)測(cè)區(qū)主要是根據(jù)構(gòu)造線、含煤地層、自然地理界線、推測(cè)人為邊界等來(lái)劃分預(yù)測(cè)單元。由于青藏高原地區(qū)煤田地質(zhì)工作程度低，構(gòu)造以復(fù)雜-極復(fù)雜為主，本次按照煤層厚度為0.40m的下限，估算并統(tǒng)計(jì)了61個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)垂深600m以淺的預(yù)測(cè)煤炭資源量129 284.61萬(wàn)t。

青藏高原煤炭資源潛力綜合評(píng)價(jià)的重點(diǎn)在于評(píng)價(jià)其資源條件、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)發(fā)條件和開(kāi)發(fā)效益等4個(gè)方面的條件。資源條件主要是評(píng)價(jià)各煤炭資源預(yù)測(cè)區(qū)有無(wú)進(jìn)一步勘查及開(kāi)發(fā)的價(jià)值，主要包括煤炭預(yù)測(cè)資源量、資源量級(jí)別、煤質(zhì)、煤類(lèi)及其他煤系礦產(chǎn)情況。開(kāi)采技術(shù)條件是影響開(kāi)發(fā)的重要因素，包括煤層穩(wěn)定性、構(gòu)造復(fù)雜程度、煤層厚度、水文特征、工程地質(zhì)條件等。但因青藏高原各煤礦區(qū)有關(guān)的水文特征及工程地質(zhì)條件勘查工作較少，故暫不考慮，因此預(yù)測(cè)區(qū)煤炭資源潛力的評(píng)價(jià)主要參照鄰近煤礦點(diǎn)煤層的穩(wěn)定性、構(gòu)造的復(fù)雜性開(kāi)展評(píng)價(jià)。開(kāi)發(fā)條件主要評(píng)價(jià)資源稟賦特征之外的其他因素，主要包括經(jīng)濟(jì)條件、交通條件、自然條件等方面的評(píng)價(jià)。同時(shí)，由于青藏高原生態(tài)環(huán)境脆弱，自然保護(hù)區(qū)眾多，還需要判別預(yù)測(cè)區(qū)是否位于自然保護(hù)區(qū)之中。開(kāi)發(fā)效益包括煤系礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益、環(huán)境效益，主要結(jié)合周邊地區(qū)煤炭資源的供需及其對(duì)自然環(huán)境的影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。

將資源條件、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)發(fā)條件和開(kāi)發(fā)效益等條件量化為8個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、20個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)，并采用百分制建立青藏高原煤炭資源潛力評(píng)價(jià)體系(表1)，綜合評(píng)價(jià)值為各個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)分值(Ci)與參數(shù)權(quán)值(Qi)乘積的累加值，可用公式Z=∑Ci×Qi(i=1，2……20)表示。

1.軍牧場(chǎng)；2 茶錯(cuò)西；3.烏麗；4.烏麗東；5.扎蘇；6.扎蘇南；7.開(kāi)心嶺北；8.開(kāi)心嶺；9. 格瑪；10.麥多龍；11.扎青；12.吉耐；13.梭羅東茅；14.曉富貢巴；15.溝多瑪；16.毛莊；17. 東卡普；18.昂賽；19.年治弄；20.齊夏卡；21.桑班涌；22.東壩；23.邁巴能；24.俄群嘎；25.查然寧；26.自家浦；27.拉龍貢；28.瓦日；29.鳥(niǎo)東；30.翁達(dá)崗；31.打獎(jiǎng)；32.窮卡；33.協(xié)維納；34.馬查拉；35.仁青；35.妥壩；37.奪蓋拉；38.覺(jué)龍；39.巴貢；40.津江；41.金多；42.加卡；43.曲登；44.土門(mén)格拉；45.無(wú)比鄉(xiāng)；46.阿秀；47.雜德改；48.八達(dá)松；49.瓦達(dá)；50.葉巴；51.牛馬溝；52.白朗；53.楚木龍；54.向陽(yáng)；55.謝如；56.吉松；57.東嘎；58.茫鄉(xiāng)；59.麻米；60.川巴；61.門(mén)士。圖2 青藏高原煤炭資源潛力區(qū)分布圖Figure 2 Qinghai-Tibet Plateau coal resource potential areas distribution

目標(biāo)層條件層指標(biāo)層參數(shù)層參數(shù)特征值等級(jí)劃分A:0～30B:30～50C:50～70D:70～90E:90～100煤炭資源評(píng)價(jià)1.00資源條件0.50開(kāi)采技術(shù)條件0.20資源量0.60煤質(zhì)0.40煤層0.60構(gòu)造0.40總資源量(萬(wàn)t)0.70<500500～1 0001 000～5 0005 000～10 000>10 000333+334資源量占比(%)0.30<1010～3030～5050～70>70煤類(lèi)0.40HMPM,PS,CYWY, 1/2ZN,BN,RNSM, QM, QFJM, FM,1/3JM灰分(%)0.20>4025～4015～2510～15≤10硫分(%)0.10>42.5～4.01.5～2.51.0～1..5≤1.0發(fā)熱量(MJ/kg)0.30<1818～22.522.5～27.027.0～31.0>31可采煤層厚度(m)0.35<0.50.5～1.31.3～1.81.8～3.53.5～6.0煤層穩(wěn)定性0.35極不穩(wěn)定不穩(wěn)定較穩(wěn)定B較穩(wěn)定A穩(wěn)定可采煤層層數(shù)0.301～33～55～77～9≥10復(fù)雜程度1.00極復(fù)雜復(fù)雜中等B中等A簡(jiǎn)單

續(xù)表

3 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

青藏高原61個(gè)煤炭資源預(yù)測(cè)區(qū)地層構(gòu)造的復(fù)雜程度一般為復(fù)雜-極復(fù)雜，可采煤層層數(shù)一般在1～7層，大多數(shù)煤層均屬于不穩(wěn)定煤層，可采煤層總厚一般在0.88～5.58m。僅自家浦、拉龍貢地區(qū)的早石炭世含煤地層中可采煤層層數(shù)可多達(dá)40余層，可采煤層總厚12.82～36.73m。從煤質(zhì)特征來(lái)看，可采煤層中灰分含量變化較大，一般5.06%～46.54%，硫分一般在0.24%～1.58%，發(fā)熱量一般在18.64～33.26MJ/kg；僅土門(mén)格拉、巴貢、津江、覺(jué)龍等地區(qū)晚三疊世煤層中硫分含量較高，一般在3%以上。從煤類(lèi)來(lái)看，全區(qū)煤類(lèi)以高變質(zhì)程度的無(wú)煙煤為主，部分地區(qū)為肥煤、焦煤和瘦煤，低變質(zhì)程度的長(zhǎng)焰煤和褐煤分布較少。按照青藏高原煤炭資源潛力評(píng)價(jià)體系對(duì)各個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)的資源條件、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)發(fā)條件和開(kāi)發(fā)效益等的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)和參數(shù)進(jìn)行打分和計(jì)算，可以得出青藏高原61個(gè)煤炭資源預(yù)測(cè)區(qū)綜合評(píng)價(jià)的分值在25.7～64.1，平均為44.8分。

本次綜合評(píng)價(jià)中，預(yù)測(cè)區(qū)的資源條件和開(kāi)采技術(shù)條件所占權(quán)重為0.7，因此預(yù)測(cè)資源量、煤質(zhì)特征、構(gòu)造復(fù)雜程度及煤層穩(wěn)定性在很大程度上決定著每個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)的資源潛力。而目前煤炭資源預(yù)測(cè)僅停留在對(duì)現(xiàn)有煤礦區(qū)(點(diǎn))周邊含煤地層的預(yù)測(cè)，且現(xiàn)有的煤炭地質(zhì)勘探廣度和深度十分有限，因此綜合評(píng)價(jià)結(jié)果也在一定程度上反映了當(dāng)前青藏高原煤炭資源的賦存特征和資源現(xiàn)狀，表現(xiàn)在綜合評(píng)價(jià)結(jié)果上即為大多數(shù)預(yù)測(cè)區(qū)的煤炭資源潛力評(píng)價(jià)分值低于60(圖3)。

綜合評(píng)價(jià)分值圖3 青藏高原煤炭資源預(yù)測(cè)區(qū)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Figure 3 Qinghai-Tibet Plateau coal resource prediction areas comprehensive assessment result

隨著西藏在“十二五”期間經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展加速，對(duì)煤炭資源的需求日益加大，現(xiàn)有煤炭生產(chǎn)格局已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足消費(fèi)需求。為了提高青藏高原地區(qū)能源礦產(chǎn)資源的自給能力，滿(mǎn)足地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源礦產(chǎn)的需求，本次綜合評(píng)價(jià)的目標(biāo)在于提出合適于下一步勘查和開(kāi)發(fā)的煤炭資源區(qū)，為煤炭資源勘查、管理和規(guī)劃提供依據(jù)。因此，本次將資源潛力綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)適當(dāng)降低，將大于50定為資源潛力有利區(qū)，40～50定為資源潛力中等區(qū)，低于40定為資源潛力較差區(qū)。對(duì)照綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，可以劃分出資源潛力有利區(qū)18個(gè)，中等區(qū)23個(gè)，較差區(qū)20個(gè)(表2)。

表2 青藏高原煤炭資源潛力區(qū)綜合評(píng)價(jià)分級(jí)

從上述評(píng)價(jià)結(jié)果可知，青藏高原下一步煤炭資源調(diào)查工作應(yīng)主要部署在唐古拉山和昌都-芒康地區(qū)。具體來(lái)說(shuō)，在唐古拉山地區(qū)要重點(diǎn)對(duì)晚二疊世、晚三疊世含煤地層開(kāi)展煤炭普查工作，主要部署在開(kāi)心嶺、開(kāi)心嶺北、烏麗、扎蘇、茶錯(cuò)西、土門(mén)格拉等預(yù)測(cè)區(qū)；而在昌都地區(qū)則應(yīng)主要對(duì)早石炭世、晚三疊世含煤地層開(kāi)展煤炭普查工作，優(yōu)先部署在茶錯(cuò)西、扎青、東壩、邁巴能、查然寧、毛莊、自家浦、拉龍貢、馬查拉、巴貢等預(yù)測(cè)區(qū)。

4 結(jié)論

采用層次分析法對(duì)青藏高原的煤炭資源潛力開(kāi)展評(píng)價(jià)，圍繞煤炭資源潛力綜合評(píng)價(jià)的目標(biāo)，可選擇資源條件、開(kāi)采技術(shù)條件、開(kāi)發(fā)條件、開(kāi)發(fā)效應(yīng)等作為評(píng)價(jià)條件，并進(jìn)一步劃分出指標(biāo)層及評(píng)價(jià)參數(shù)。評(píng)價(jià)的重點(diǎn)在于評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)資源量、煤質(zhì)特征、構(gòu)造復(fù)雜程度及煤層穩(wěn)定性等指標(biāo)。受青藏高原地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤炭地質(zhì)工作程度較低的影響，青藏高原煤炭資源潛力總體評(píng)分較低。

為了滿(mǎn)足青藏高原煤炭資源勘查、管理和規(guī)劃需求，本次評(píng)價(jià)適當(dāng)降低了有利區(qū)綜合評(píng)價(jià)分值，將大于50分定為資源潛力有利區(qū)，共可劃分出資源潛力有利區(qū)18個(gè)，主要分布在唐古拉山-昌都-芒康一帶的早石炭世、晚二疊世、晚三疊世含煤地層分布區(qū)。自家浦、拉龍貢、馬查拉、開(kāi)心嶺、開(kāi)心嶺北、烏麗、扎蘇、茶錯(cuò)西、東壩、邁巴能、巴貢、土門(mén)格拉等預(yù)測(cè)區(qū)可作為青藏高原下一步煤炭地質(zhì)工作的有利區(qū)。