中國露天煤礦發(fā)展現(xiàn)狀

趙紅澤，甄　選，厲美杰

(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院，北京 100083；2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室，北京 100083；3.中國國際工程咨詢公司，北京100048)

中國露天煤礦發(fā)展現(xiàn)狀

趙紅澤1，2，甄選3，厲美杰1

(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院，北京 100083；2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開采國家重點實驗室，北京 100083；3.中國國際工程咨詢公司，北京100048)

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，露天煤礦在煤礦開采中的比例也逐步增大，進(jìn)而露天煤礦的開采及開發(fā)模式也發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。論文通過對目前我國露天煤礦數(shù)量、產(chǎn)能、開采工藝、開采裝備、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等多方面進(jìn)行橫向和縱向的對比與統(tǒng)計研究了我國露天煤礦發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)而得出我國露天煤礦開采目前主要以綜合開采工藝為主，且具有規(guī)模大、效率高、設(shè)備大型化等特點；露天煤礦開發(fā)以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為中心，以綠色開采為最終目的的發(fā)展模式。論文的研究對我國露天煤礦未來的發(fā)展具有重大的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：露天煤礦；開采工藝；循環(huán)經(jīng)濟(jì)；綠色開采

我國煤礦方式以井工開采為主，在進(jìn)入本世紀(jì)以前，露天煤礦產(chǎn)量長期保持5%以下。2000年以來，隨著開采裝備水平的快速提高及投資主體觀念轉(zhuǎn)變，我國露天煤礦發(fā)展迅速，工藝技術(shù)水平顯著提高，產(chǎn)能規(guī)?？焖僭黾?，露天煤礦產(chǎn)量已居世界第二，我國已成為露天采煤大國和強國。

1煤礦數(shù)量及規(guī)模

截至2014年7月底，我國有生產(chǎn)和在建露天煤礦400多座，總計產(chǎn)能6.5億t/a左右，2013年原煤產(chǎn)量5.2億t。其中大型露天煤礦30多處，設(shè)計(核定)產(chǎn)能3.6億t；中型露天煤礦90多處，剩下的為小型露天煤礦。大型煤礦中，特大型(產(chǎn)能10Mt/a及以上)生產(chǎn)露天煤礦有15處，總計生產(chǎn)能力達(dá)到2.9億t/a，其中產(chǎn)能20Mt/a及以上的露天煤礦7座，總計產(chǎn)能1.88億t/a；在建特大型露天煤礦4處，生產(chǎn)能力達(dá)到5900萬t/a。另外，我國還有大量的正在開展前期工作的特大型露天煤礦，共計8處，設(shè)計生產(chǎn)能力1億t/a左右；另外，在內(nèi)蒙古、山西還有90處中小型露天煤礦正在改擴(kuò)建，大部分已達(dá)到生產(chǎn)能力。

2開發(fā)主體

由于露天煤礦開發(fā)投資高，投資回收期相對較長，開發(fā)特大型露天煤礦的企業(yè)多數(shù)為中央及地方國有企業(yè)。目前，我國露天煤礦開發(fā)主體有神華集團(tuán)、中煤能源集團(tuán)、中電投、國電、華能、大唐、天池能源、中鐵資源、廣匯能源等。

神華集團(tuán)為國內(nèi)最大的露天煤礦開發(fā)企業(yè)，內(nèi)蒙、新疆是其主要露天煤礦集中地，擁有十幾座露天煤礦，生產(chǎn)、在建及開展前期工作的露天礦總設(shè)計(核定)能力超過1.8億t/a以上；中煤能源露天礦集中在山西平朔，總產(chǎn)能超過6200萬t/a；五大電力為國內(nèi)褐煤露天煤礦的主要開發(fā)主體，在內(nèi)蒙古的錫林郭勒、呼倫貝爾主要露天煤田都有它們開發(fā)的露天煤礦。除了大型國有企業(yè)外，神東天隆、內(nèi)蒙古匯能、內(nèi)蒙古滿世等民營企業(yè)相繼獲得露天礦權(quán)，目前正在開展前期工作。目前我國主要露天煤礦及開發(fā)企業(yè)情況及所屬煤礦見表1。

表1　我國主要露天煤礦及開發(fā)企業(yè)匯總表(包括開展前期工作的煤礦)

3煤礦分布

截至2014年7月底，我國有露天煤礦的省(自治區(qū))有內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、河北、山西、陜西、寧夏、青海、甘肅、河南、廣西、云南、新疆。其中內(nèi)蒙古露天煤礦數(shù)量最多，有250多處，云南40多處，山西近30處，新疆近30多處。廣西和河北各一處，其他區(qū)域各有10多處。我國主要大型、特大型露天煤礦省份分布見表2。

4開采工藝

我國的露天煤礦綜合考慮各工藝特征，因地制宜地采用適用工藝，在提高開采規(guī)模和效率的同時保證投資保持在合理范圍內(nèi)。單斗-卡車間斷工藝和單斗-卡車-半固定(移動式及半移動式)破碎站半連續(xù)工藝為使用最廣的工藝。對于中小露天煤礦，大部分采用單斗-卡車間斷工藝，大型露天煤礦大多采用多種工藝組成的綜合開采工藝，我國主要露天煤礦開采工藝見表3。

表2　我國主要露天煤礦省份分布

表3　我國主要露天煤礦工藝情況

5開采裝備

隨著國內(nèi)外裝備業(yè)的快速發(fā)展，我國露天煤礦適時引進(jìn)高效、大型設(shè)備，大幅提高了煤礦產(chǎn)能水平。采裝設(shè)備中，WK-10B、WK-35、WK-55、WK-75系列電鏟成為露天煤礦的主采設(shè)備，另外也有露天采礦機、吊斗鏟、前裝機等設(shè)備輔助開采；運輸設(shè)備中，基本上普及了100～360t級別卡車和帶寬0.8～1.8m、帶速3～5.5m/s的帶式輸送機。同時，亞洲最大的小時能力6600m3的輪斗挖掘機、全液壓輪斗挖掘機、9000m3/h自移式破碎機及排土機等世界一流的設(shè)備已在露天煤礦成功投用(或試運)，大幅提高了露天煤礦的生產(chǎn)規(guī)模和工作效率，哈爾烏素露天煤礦工效達(dá)到300t/工以上。

5.1生產(chǎn)能力在10～15Mt/a的露天煤礦設(shè)備

以霍林河露天煤礦、扎哈淖爾露天煤礦為代表，生產(chǎn)能力在10～15Mt/a的露天煤礦的裝備能力為：采裝設(shè)備斗容在10～30m3，如WK10、WK27；運輸卡車載重在108～220t，如SF31904、BELAZ-75306；破碎站能力在2000～4500t/h；帶式輸送機能力在1500～5000t/h；推土機功率在350～450kW，如D375、D10T等。

5.2生產(chǎn)能力在15～35Mt/a的露天煤礦設(shè)備

以安家?guī)X露天煤礦、哈爾烏素露天煤礦為代表，生產(chǎn)能力在15～35Mt/a的露天煤礦的裝備能力為：采裝設(shè)備斗容在35～60m3，如PH2800、WK-35、WK-55、PH4100XPC、495-HD；運輸卡車載重在170～363t，如730E、830E、930E、MT4400、789C、SF33900、MCC600B等；破碎站(機)能力在3000～9000t/h，如MMD1000雙輥式破碎機；推土機功率在400～700kW，如D475、D11T等。

我國還有大量的生產(chǎn)能力小于400萬t/a的中、小型露天煤礦，一般使用10m3以下的電鏟或液壓鏟。對于采用外包剝離的小型露天煤礦，采掘基本上采用5m3以下的液壓挖掘機，運輸使用30t左右的國產(chǎn)自卸卡車。

6產(chǎn)業(yè)發(fā)展

以保護(hù)環(huán)境、充分利用資源為原則，國內(nèi)露天煤礦以集約化、集群化、園區(qū)化、循環(huán)化的思路發(fā)展煤炭及伴共生資源產(chǎn)業(yè)，在取得經(jīng)濟(jì)效益的同時減少了廢棄物的排放和對環(huán)境的污染。如神華準(zhǔn)能正逐步建成“煤炭開采→劣質(zhì)煤及煤矸石發(fā)電→粉煤灰提煉氧化鋁→電解鋁”的產(chǎn)業(yè)鏈，充分挖掘廢棄資源利用價值，這種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會使廢物資源再次資源化，達(dá)到資源的最大化利用，同時會在我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)及創(chuàng)新資源利用方面將起到良好的示范、帶動作用。同時，褐煤提質(zhì)利用越來越被重視，如國電在烏拉蓋地區(qū)，神華在寶清礦區(qū)、寶日希勒礦區(qū)，伊敏煤電在伊敏河地區(qū)正在建設(shè)煤電及煤化產(chǎn)業(yè)，這些以煤為燃料和原料的集群循環(huán)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，改變了傳統(tǒng)的以煤炭開采銷售為主的單一產(chǎn)業(yè)模式，激發(fā)了企業(yè)活力，提高了煤礦投資收益，為低熱值褐煤露天煤礦開發(fā)拓展了空間。

7綠色礦山建設(shè)

我國露天綠色礦山建設(shè)從被動到主動，從單純的土地復(fù)墾、改善礦區(qū)環(huán)境，到有目的的生態(tài)重建，進(jìn)而再到追求以資源高效利用、循環(huán)利用為目標(biāo)，以“減量化、再利用、再循環(huán)”為原則的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。平朔礦區(qū)、伊敏礦區(qū)、準(zhǔn)格爾礦區(qū)、寶日希勒等礦區(qū)排土場復(fù)墾率都達(dá)到85%以上。伊敏煤電、平朔集團(tuán)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式成為煤炭工業(yè)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展的見證。截至2014年7月底，我國已有16座露天煤礦建成國家級綠色礦山，有神華集團(tuán)黑岱溝露天煤礦、大峰露天煤礦、哈爾烏素露天煤礦、寶日希勒露天煤礦，撫順礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司東露天煤礦，大興安嶺古蓮河露天煤礦，伊敏煤電有限責(zé)任公司露天煤礦、內(nèi)蒙神東天龍集團(tuán)武家塔露天煤礦，大唐國際發(fā)電股份有限公司勝利東二號露天煤礦，云南省小龍?zhí)兜V務(wù)局小龍?zhí)堵短烀旱V和布沼壩露天煤礦、云南先鋒煤業(yè)開發(fā)有限公司先鋒露天煤礦，中煤集團(tuán)安太堡露天煤礦、安家?guī)X露天煤礦，內(nèi)蒙古平莊能源股份有限公司西露天煤礦，呼倫貝爾東明礦業(yè)有限責(zé)任公司東明露天煤礦。

8結(jié)語

經(jīng)過100余年的發(fā)展，中國露天煤礦在數(shù)量上、規(guī)模上、開采工藝、開采技術(shù)、煤礦管理等均有了長足的進(jìn)步。目前，我國生產(chǎn)和在建(包括改擴(kuò)建)露天煤礦產(chǎn)能已達(dá)到6.5億t，產(chǎn)量達(dá)到5億t以上；單礦產(chǎn)能最大已達(dá)到35Mt/a。形成了以單斗-卡車間斷工藝和半連續(xù)工藝為主，連續(xù)開采工藝和拉斗鏟倒堆工藝協(xié)同的綜合開采工藝體系和設(shè)備組合，綜合開采工藝已在大中型露天煤礦普及，360噸級卡車、75m3電鏟及6600m3/h的輪斗挖掘機、9000t/h的自移式破碎機、90m3斗容的吊斗鏟等均已成熟使用；大大促進(jìn)了煤礦生產(chǎn)效率和效益的提高，噸工效率最高達(dá)到300t/工·a；綠色發(fā)展水平顯著提高，露天煤礦排土場綠化率超過50%，建成了16座國家級綠色礦山，我國露天煤礦發(fā)展水平已躋身世界先進(jìn)采煤國家前列。

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Current development situation of open-pit coal mine in China

ZHAO Hong-ze1，2，ZHEN Xuan3，LI Mei-jie1

(1.Faculty of Resources and Safety Engineering，China University of Mining & Technology (Beijing) ，Beijing 100083，China；2.State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining，China University of Mining & Technology(Beijing)，Beijing 100083，China；3.China International Engineering Consulting Corporation，Beijing 100048，China)

Abstract:With the gradual increased of open-pit mines in china，the models of exploitation and development have great changed.The number，capacity，craft，equipment and industry development of open-pit mine in vertical and horizontal is contrast.It is concluded that the open-pit mines in china are mainly by comprehensive mining craft and have the characteristic of large scale，high efficiency and large equipment and so on.It take the circular economy as the development model and take the green mining as the final purpose.These conclusions has great significance for the development of open-pit mine in our country in future.

Key words：open-pit mine；mining craft；circular economy；green mining

收稿日期：2015-09-07

基金項目：煤炭資源與安全開采國家重點實驗室開放課題項目資助(編號：SKLCRSM14KFB12)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)專項資金項目資助(編號：2013QZ04)

作者簡介：趙紅澤(1978-)，男，山西河津人，副教授，博士，從事露天采礦技術(shù)及工藝、煤礦安全及信息化方面的研究。E-mail: hzzhao78@163.com。

中圖分類號：TD824

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)06-0012-04