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由于我国的资源赋存情况，近期我国以煤为 主的能源格局不会有多大变化。据有关专家预测，到2050年，煤炭在我国能源中的比重仍然要达到50%。
多年来，煤炭工业为了保证国民经济的高速发展，我国煤炭产量与消费量已占世界的1/3。2004年煤炭产量达到1956亿t。但是，在煤炭企业为国家作出贡献的同时，煤炭企业整体上并没有走出困境，行业的社会地位低下。国家和企业没有投入足够的力量来解决煤炭开发与利用中对环境污染问题。人们在大量利用煤炭的同时，对于开采与燃煤对环境的污染提出了很多疑问，再加上煤矿事故频发，因此社会目光急剧集中在并鼓励可再生能源的发展。 进入市场经济前，煤炭企业只是生产煤炭，为社会供应原煤，不考虑如何利用煤炭来获取最大利益。原来的煤炭城市除了生产煤炭，没有其他经济优势，相当一些已资源枯竭，更难以转变为经济优势，事实上全国118个资源城市没有一个转变为经济城市。以1979年计，统配煤矿出煤358亿t，产值813亿元，原煤生产人员1309万人，原煤全员效率仅为0965t/工（1981年为087t/工，全国最好的潞安局为167t/工）。在这样的基础下进入市场经济，1998年亚洲经济风暴使煤炭企业面临前所未有的考验。而随着经济的发展，企业不仅面临着人员、安全的压力，还进一步面临社会舆论对环境保护的压力。 作为从事煤炭工业的科技人员，有责任呼吁社会的科技力量来解决煤矿安全以及开采与利用过程中对环境的影响问题，以经济、环保、高产高效三大原则，促进煤炭工业健康发展。 1 煤炭生产的经济性 11 煤炭生产的经济性现状 111 煤炭生产现状 目前国有及国有控股煤炭企业3000处，生产能力占总量的70%。我国 1998 年平均每处矿井产煤 2万t左右，大中型 100万t，小型国有煤矿 96 万t，乡镇煤矿 088 万t。据1997年统计，全国各类小煤矿82万多处，产量57亿t，经过关井目前全国还有小煤矿23万处,2004年产量达到742亿t。2004年全国煤炭产量１９５６亿t，原国有重点、地方国有与乡镇煤矿产量的比例为47０％，１５１％和３７９％。 由于经济持续快速增长，煤炭供不应求，价格回升。企业经济情况有一定好转，其中得益最多的是资源回收率低、安全与环境得不到保障的乡镇煤矿。但整个煤炭行业远未达到经济有竞争力、充分考虑安全与环境保护的健康发展状态。 目前我国虽然有技术精良、安全完全有保障、年生产规模每1万t（甚至10万t）用1个人的现代化企业，但普遍存在着技术落后、人员素质低下、安全得不到保障年生产规模每1万t用50人的企业。 112 煤炭职工收入状况 2004年全国煤炭职工600多万人，一个中等水平的国有矿业集团年产2000万t，用人达8万,人均年产值5万元。如果按照先进水平仅仅要2000~20000人，年产值就可达到20~200万元，如神华集团、潞安矿业集团公司等。据2001年统计,煤炭行业收入在全国49个行业中排名倒数第二，职工平均月收入为901元。2002年国有重点煤矿在岗职工平均年收入11442元，而全国年均收入为17124元。据统计，全国煤炭系统的大中专毕业生，去煤炭企业工作的不足5%。煤矿工资吨煤劳动成本美国为38美元/t ，南非为29美元/t。由于我国大部分煤矿用人过多，按2002年效率与年均收入计，我国吨煤劳动成本达高42美元，占成本的30%。而神东大柳塔煤矿由于高度机械化，吨煤劳动成本仅为25元，占成本的3%。 前几年我国矿山从业人员人均实现产值仅仅5万元，其中油气人均实现545万元，有色、黑色与化工为4~5万元，而煤炭仅为275万元。 113 煤炭产品的市场特点 进入市场经济以后，煤炭作为一种特殊产品，其市场特点为： （1）煤炭产品的价值并不是由它的原产品来体现，而是用整个产业链来体现，如国有重点煤矿的出矿价为160~170元／t，经运输到秦皇岛港价3739元／t，流通费用高达2047元／t（以大同为例），经过就地发电吨煤可以创造1000~1500元价值。事实上，它为国家创造的GDP则更高。 （2）煤炭是一种特殊商品，价格并不能体现开采时的科技含量。由于赋存条件（地质构造、煤层厚薄等）和地理位置不一样，开采所采用的科技含量、运输所需成本会有很大差别。但生产成本不仅仅与技术水平有关，还与安全与环保投入有关。 这样,有些煤矿(尤其小煤矿)若管理不好可以用牺牲安全、资源与环境而获得极其低廉的成本（如40元/t），而在同样条件下的国有重点煤矿成本可达到150元/t，不公平竞争因而形成。 114 煤炭城市与煤矿人员问题 我国大部分国有重点煤矿用人过多。1998年，我国生产12亿t煤，从业人员约有660万人（县营以上为425万人），即每200t煤为1人。国有重点煤矿生产5亿t煤也需要94万人。相比之下，美国生产9亿t煤为10万从业人员，约为1万t煤1个人。我国煤矿人均年工资仅为1万元，远低于全国各行业的平均水平，尤其是早期形成的煤炭城市,大部分处于欠发达地区，科技进步与机械化带来的富余人员很难下岗，给煤炭企业带来沉重的包袱。而这些好多是计划经济遗留下来的问题，在市场经济条件下得不到解决。 12 煤炭生产经济性的两难选择 提高煤炭生产经济性是煤炭企业提升竞争力的必然选择。 提高煤炭生产经济性，需要逐步破解政策、机制、规划、管理、价格、技术等诸多难题，才能使企业、社会、环境进入和谐发展的轨道。 121 减人提效 提高机械化与自动化程度，提高技术水平，走减人提效之路。目前新建矿井都在按这种模式进行，其中以神东矿区最为曲型，因此可以实现低成本生产。但对原有大多数煤炭企业，由于原来用人过多，而所在地都是经济欠发达地区，科技进步造成的富余人员很难得到再就业的机会。这事实上成为原有国有煤炭企业的难题。 122 煤炭生产总量 在机构改革过程中，有些行业随着部委的撤消，成立几个大公司来经营原来的所属企业，因此变动比较小。而煤炭行业则不然，由每一个集团（矿务局）独立面对市场。煤炭生产有一段时间严重过剩，煤炭库存〖BF〗大大超过正常水平，再加上乡镇与地方煤矿的产量超过了国有重点煤矿，从而形成了国有煤矿之间，以及国有与乡镇与地方煤矿之间的激烈竞争。由于煤矿随资源开发过程而兴衰,对开发时间比较长的矿区,原有人员负担过重，能维持现状就不错,这种竞争事实上是不公平的。而且煤炭生产总量很难控制，在市场经济条件下，原有的企业，尤其是资源即将枯竭的企业处境十分不利。在煤炭供不应求情况下，矛盾不突出，一旦供大于求，企业自身没有任何协调能力，又将陷于困境。 因此，从体制与开采规划上控制煤炭总量，使煤炭供求平衡适当，以保持应有的价格是煤炭企业稳定发展的前提。最近全国将建13个大型煤炭基地这一举措将保证我国的煤炭供应，有利于控制无序竞争。 123 产业链 开采煤炭本身赢利很少,依靠延长产业链所办的企业能带来较高的利润，这种情况在计划经济时代是可以靠政府来调节,但在市场经济条件下若政府不在延长产业链上给以支持，则只会造成挖煤的越挖越穷,而下游产业利用煤炭富裕起来,造成社会分配的不公平。而且煤炭开采业将越来越萧条，必然直接影响国民经济的发展。除非政府制订政策使煤炭企业与主要的用煤企业捆绑在一起进行发展。 124 管理模式 我国容易开采与难开采以及开采对环境的影响程度,矿井抵抗安全的程度有很大差异，不能用同一模式加以管理。 解决办法是区分资源条件和环境影响，区别对待。对开采成本本来就很高的企业,除了通过高产高效以形成经济优势外，政府应该从煤炭对全国或地区产出GDP的作用，以及开采条件分别管理，甚至给于补贴（国外也是这样，如英国和德国）。 125 资源优势向经济优势的转变 我国尚没有一个煤炭城市以及类似的资源大省成功地转变为经济城市与经济强省。在资源枯竭时，变成了经济极为困难的城市。如东北的一系列过去为国家作出重大贡献的煤炭名城，如华北的大同，阳泉等。山西是煤炭大省，2004年产煤5亿t，80%外销。山西的人均GDP1970年为113美元列全国第8位， 1980年180美元为第12位，1990年320美元为第16位，2000年621美元为第20位。到2001年为660美元，在全国31个省市中落到第21位。在全国空气质量差的城市中山西占了好几个。据1997年统计，全国城市第一、二、三产业为206∶42∶373。而煤矿城市二产高出56%，而三产则低58%。 解决办法是，政府应充分认识到资源型企业的勘探-前期开采-扩大生产-鼎盛-衰退-枯竭的发展规律。在发展鼎盛时期，政府应提取必要的资金，来完善作为城市应具有的功能，大力培育和发展接替性产业，使其产业向多元化发展；对传统产业进行新型工业化（节水节能、减污降耗、高效安全）改造，并进行总量控制；依靠科技进步，促进资源合理利用与综合开发，延长产业链，实行多元化经营；选择有利地点建立生态工业园区，实现循环经济；大力发展第三产业和新兴产业，推进产业结构多元化发展。 2 煤炭生产对环境的影响 矿产资源开发利用明显具有正负价值的两面性。矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，而一旦开发建设，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了独特的矿区的生态环境问题，如造成农田以及建筑物破坏，村庄迁徙，矸石堆积，水土流失以及由于地下水分布的改变而导致的土地沙漠化。 21 煤矿生产对环境的破坏形式 （1）对土地资源的破坏和占用。煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。 （2）对水资源的破坏和污染。煤炭开采过程中，进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干，破坏了地下水资源。同时开采还可能污染地下水资源。 （3）对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃所形成的废气。 我国煤炭储量是以西部为主，而该地区是干旱与半干旱地区，生态十分脆弱。因此如何进行资源与环境协调开采是科学发展观对采矿人员提出的要求。山西省1949年-1998年共生产原煤56亿多吨，地面塌陷破坏面积达100多万亩，其中40%是耕地；矸石山占地3万多亩。到1998年，煤炭地下采空面积达1300km2（占全省的1%），据测算，山西省采煤破坏地下水42亿m3/a，造成1678个村庄、81万人口、10万口牲畜饮水困难，使本来缺水的山西环境受到进一步破坏。另外每生产1t煤炭环境损失9元，1t焦炭21元 。仅此三项造成的环境代价转移近20年就达500亿元。其他还有废水，烟尘等对全省的影响，而相当部分治理费用并未计入成本。 22 资源与环境协调的绿色开采模式 从广义资源的角度讲，除煤炭外，矿区范围内的地下水，煤层内所涵的瓦斯，土地以至于煤矸石以及在煤层附近的其他矿床都应该是经营这个矿区的开发对象。我国绝大多数煤矿生产是在生产成本不完全，环境治理相关费用支付不全（如矿产资源费以及植被恢复，地面塌陷与水损失，污染治理等）的情况下进行的。基于对绿色GDP的考虑，必须正视资源环境成本，有的地区已经提出要求对资源与环境损失进行补偿。资源与环境协调（绿色）开采的技术途径有： （1）实施保水开采技术，进行水资源保护； （2）实施充填与条带开采技术（塌陷区治理-土地复垦），保护地表建筑物； （3）实施少出矸石技术（煤层巷道支护，矸石井下充填）矸石地面利用技术； （4）瓦斯抽放—煤与瓦斯共采技术； （5）地下气化技术。 其中，资源与环境协调（绿色）开采的重点是：东部地区建筑物下采煤，开采对土地进行保护；中西部干旱与半干旱地区保水采煤与土地保护；高瓦斯矿井抽采瓦斯及其利用技术；矿井矸石利用技术。各矿区应根据自身条件，形成各自协调的绿色开采模式。 23 岩层运动的关键层理论的应用 开采的环境问题都由于采动所引起，因此与开采后造成的岩层运动有关（岩体不破坏上述问题都不会发生）。岩层运动的关键层理论可以帮助认识开采后岩层节理裂隙场以及离层的发育状态及位置，地表沉陷，瓦斯与地下水在裂隙岩体内的渗流规律等。由于开采后岩层运动形成了新的裂隙场，利用它可以寻找瓦斯的积聚带，可以获得水的流向及积聚处。 231 在瓦斯抽采的应用 （1）实施了大面积抽放。淮北芦岭矿8煤采空区卸压瓦斯方案，解决了8煤顶分层回采面瓦斯超限问题，抽出了大量可用瓦斯。 （2）揭示了阳泉15煤综放面岩层移动对邻近层瓦斯涌出的影响规律，提出并实施了阳泉矿区15煤综放面上邻近层卸压瓦斯高抽巷布置优化方案及初采期瓦斯超限治理方案。 （3）在淮北桃园矿开展了地面钻井抽放上覆远距离煤层卸压瓦斯的工业性试验，结果表明，上覆远距离煤层卸压瓦斯可通过“O”形圈大面积抽放出来。 （4）淮南矿区在潘一和潘三顶板岩层进行“环”形圈抽放，瓦斯纯量达19~20m3/min,抽放率达48%以上。 232 在保护水资源方面的应用 （1）防止溃水是从安全考虑，原来研究的开采形成的三带及其计算公式都是从安全开采总结的经验算法,它不适用于保水开采。保水开采则必须研究开采后岩层运动对水文地质变化的影响。 （2）在我国西北地区，必须研究所开采的岩层是否有隔水带，开采对地下水的破坏形成的漏斗以及在降雨水后的恢复过程。也就是开采对隔水带的破坏与重新恢复的条件。开采对岩层裂隙以及地形的改变,由此对地表水以及地下水迳流的影响，甚至要研究再造隔水带的可能。 （3）依此该理论，有助于明晰地下水是全部流失还是保存在更深的岩层内，形成地下水库而后再利用。 3 煤炭生产的高产高效 31 国有重点煤矿的高产高效 全国极少数矿井已建成世界一流的高产高效矿井，为煤炭工业作出了榜样。 （1）神华集团神东矿区所属矿井——大柳塔矿2004年两井两面生产原煤2151万t，全矿为481人，全员工效13512t/工，回采工效70065t/工。2005年4月份，大柳塔矿创出月产原煤2093484t的新记录，其中4月23日创出日产原煤86900t的记录。年产1000万t，定员100人的神东哈拉沟煤矿已投入试生产。矿井控制系统实现自动化，没有岗位工，全部实现巡回检查。一名调度就能控制井下运输、通风供电等各大生产系统。 （2）山西将建成1500万t矿井三对，其中大同塔山矿定员600人。 （3）潞安王庄煤矿4326放顶煤工作面，最高月产量达353 万t。潞安矿业集团2003年产量1700万t，原煤生产工效13484 t/工。 （4）兖矿集团东滩煤矿将年产原煤800万t的现代化矿井，一井一放顶煤工作面，年产600万t，回采工效300 t/工，原煤生产工效18~20 t/工。 薄煤层开采取得了一定的进展。辽宁铁法煤业集团开发的薄煤层高产高效自动化工作面，采用了刨煤机获得成功。使用了国产的液压支架，德国DBT公司生产的刨煤机和电液控制系统，在煤厚15m时平均日产3712t最高达6480t，生产能力可达120~150万t/a。它也是实现薄煤层无人工作面开采的前奏。枣庄田陈煤矿用国产综采设备开采11m的煤层，最高日产达3504t，基本达到了年产百万吨的能力。新汶对薄煤层进行了钻采法试验，取得一定成效。 32 市场经济条件下乡镇煤矿面临发展机遇 乡镇煤矿去年产量达到74亿t,占总产量的379%。不少乡镇煤矿矿井是以吃肥丢瘦、采易弃难、浪费资源（回收率仅15%左右）为代价取得效益，没有合格的管理与技术人员，事故严重，安全情况极差, 乡镇煤矿几乎没有机械化。 事实上，乡镇煤矿是白手起家，没有包袱，因此在这种情况下各级政府应该鼓励企业家对这些乡镇煤矿进行投资,改造它们,逐步实现机械化。在这些乡镇煤矿,配备一定的科技人员，保证安全的投入，完全可以做到低成本高产高效安全生产，变不利因素为有利因素。 应该说在市场经济条件下小煤矿的发展是一个机遇。但必须寻找出一种发展小煤矿的办法，并做出示范。 4 几点认识 （1） 根据我国的资源状况，我国的能源在近数十年内50%以上还须依靠煤炭。因而，煤炭工业是我国的基础工业，国家必须下大力气进行研究或借鉴于有关国家经验，以走出适合我国国情的能源以煤炭为基础的路子来。 （2）我国是一个资源大国，也是资源生产的大国，煤炭生产已占世界的1/3。要加强资源经济的研究，使其符合由勘探、开发、环境到资源枯竭，而后转变为经济城市的全过程规律。要研究资源开发、利用及其对环境影响全过程的成本，使进行资源开发的行业得以健康发展。 （3）目前，大型煤矿企业应引进高科技，积极支持高产高效高回收率低成本生产,在市场竞争中轻装上阵，同时应在政府的大力支持下发展附加值高的煤炭下游产业与非煤产业, 使资源优势转化为经济优势。 (4)对乡镇管理的小煤矿必须坚决整顿，使其配备必要的技术力量和投入，以提高其管理、技术和机械化水平。配备必要的安全装备，坚持生产必须安全的原则，以保障矿工的安全，维持煤矿企业在工业生产中的良好形象。 (5) 煤炭企业必须以科学发展观为指导，走新型工业化道路，形成经济效益好、具有竞争力、注意环境保护和安全得到保障的企业。 （6）资源开发过程必然形成各类人员的集结。我国矿山多在不发达地区，必然形成资源型城镇，这也符合国家城镇化的要求。一个地区的矿业发展遵循着“勘探-前期开采-扩大生产-鼎盛-衰退-枯竭”过程。这期间企业有什么责任？政府有什么责任？国家应该有什么政策给于扶持？这些问题必须着手研究解决。 摘自《中国煤炭》杂志 作者为中国工程院院士、中国煤炭学会资深理事 钱鸣高 |
