我國煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略研究

袁 亮

世界能源生產(chǎn)與消費(fèi)格局正在發(fā)生深刻變化*中國工程院重點(diǎn)咨詢項目，中國礦業(yè)大學(xué)(北京)．我國煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略研究[M]．北京：科學(xué)出版社，2017.，我國正在深入推進(jìn)能源革命，著力推動能源生產(chǎn)利用方式變革和優(yōu)化能源供給結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展煤炭清潔、高效、安全開發(fā)和利用技術(shù)*袁亮.煤炭精準(zhǔn)開采科學(xué)構(gòu)想[J].煤炭學(xué)報,2017,42(1):1-7.*王顯政.煤炭主體能源地位突出 以煤為基、多元發(fā)展是我國能源安全戰(zhàn)略的必然選擇[J].中國煤炭工業(yè),2014(4):24-25.。近年來，我國在煤炭開采理論*王家臣,劉峰,王蕾.煤炭科學(xué)開采與開采科學(xué)[J].煤炭學(xué)報,2016,41(11):2651-2660.、技術(shù)和裝備*王國法.煤炭綜合機(jī)械化開采技術(shù)與裝備發(fā)展[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2013,41(9):44-48.方面取得了重大進(jìn)展，支撐了煤炭的安全高效開采*謝和平,王金華,申寶宏,等.煤炭開采新理念——科學(xué)開采與科學(xué)產(chǎn)能[J].煤炭學(xué)報,2012,37(7):1069-1079.，但面向未來我國煤炭開采仍面臨一些突出問題*王顯政. 煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型迫在眉睫[J].礦業(yè)裝備,2014(4):30.。

首先我國煤炭資源總量相對豐富，預(yù)測煤炭資源量5.97萬億噸，但支撐煤炭科學(xué)產(chǎn)能和科學(xué)開發(fā)的煤炭資源量并不豐富*劉占勇,江濤,宋洪柱,程磊.中國煤炭資源勘查開發(fā)程度分析[J].煤田地質(zhì)與勘探,2013,41(5):1-5.*崔村麗.我國煤炭資源及其分布特征[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2011,21(24):181-182.*張旭梅,吳浩英,李瑋娜.陜西省煤炭資源儲量概況分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2015(6):200.。其次是煤炭資源現(xiàn)有回收率低。目前我國煤炭資源回收率平均僅50%左右，相比美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家的約80%仍有較大差距。再次我國煤炭開發(fā)布局亟待調(diào)整。我國煤炭資源分布范圍較廣，全國煤炭開采技術(shù)水平、安全條件極不均衡，一些地區(qū)存在較多技術(shù)水平落后、安全條件差的小煤礦。煤炭開發(fā)布局的不合理與資源的非科學(xué)開發(fā)，不僅造成大規(guī)模產(chǎn)能過剩，嚴(yán)重危害了煤炭行業(yè)當(dāng)前的整體利益，而且造成我國綠色煤炭資源被過快占用、消耗、浪費(fèi)，對煤炭行業(yè)長期發(fā)展極為不利*楊洪濤,李富兵.中國能源資源開發(fā)利用布局與國土資源節(jié)約集約的耦合關(guān)系分析[J].中國礦業(yè),2016,25(11):52-54.*李升平.從中南、西南地區(qū)的煤炭需求談貴州、山西、陜西煤炭資源的開發(fā)布局[J].煤炭經(jīng)濟(jì)研究,1983(10):6-10.*孟方,尹秉喜.寧夏煤炭資源現(xiàn)狀及其保障程度預(yù)測分析[J].寧夏工程技術(shù),2012,11(1):79-83.*劉見中,申寶宏,姜鵬飛,等.提高我國煤炭科學(xué)產(chǎn)能的技術(shù)對策[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2013,41(1):21-24.。此外，我國煤礦安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻。我國煤礦高瓦斯、水害、火災(zāi)、沖擊地壓以及煤與瓦斯突出災(zāi)害礦井占全國煤礦總數(shù)的1/3以上，并且隨著開采深度的加大，這些災(zāi)害的頻度和強(qiáng)度更趨嚴(yán)重*袁亮.我國深部煤與瓦斯共采戰(zhàn)略思考[J].煤炭學(xué)報,2016,41(1):1-6.*袁亮.我國煤炭工業(yè)安全科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展[J].煤礦安全,2015,46(S1):5-11.*張農(nóng),陳紅,陳瑤.千米深井高地壓軟巖巷道沿空留巷工程案例[J].煤炭學(xué)報,2015,40(3):494-501.*程遠(yuǎn)平,王海鋒,王亮.煤礦瓦斯防治理論與工程應(yīng)用[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2011.*王凱,俞啟香.煤與瓦斯突出的非線性特征及預(yù)測模型[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.*俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1992.。面對煤礦安全開采的諸多重大科學(xué)技術(shù)難題，英國、德國等發(fā)達(dá)國家普遍采取關(guān)井措施，但2050年以前煤炭仍是我國的主要能源，我國的煤炭安全開采難題只有面對，無法回避。最后是我國低回收率引領(lǐng)的產(chǎn)能擴(kuò)張型發(fā)展模式，造成生態(tài)環(huán)境破壞加劇。煤炭開采造成的生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，包括大氣污染、對水資源的破壞和污染、煤矸石堆存、地表沉陷、土地荒漠化加劇等*呂連宏,羅宏,王曉.大氣污染態(tài)勢與全國煤炭消費(fèi)總量控制[J].中國煤炭,2015,41(4):9-15.*井谹.關(guān)于甘肅煤炭資源環(huán)境狀況的思考[J].甘肅科技,2011,27(16):13-15.。

鑒于上述煤炭行業(yè)存在的問題，必須深入開展我國煤炭資源高效回收及節(jié)能利用研究，從政策層面和技術(shù)層面提出我國煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略與政策建議。本文首先提出綠色煤炭資源量的概念，分析我國綠色煤炭資源分布。而后以綠色煤炭資源量為基礎(chǔ)，以精準(zhǔn)開采為支撐，以總量控制為導(dǎo)向，圍繞開采布局、高效回收和節(jié)能開發(fā)，提出我國煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略政策與建議，為建成與我國煤炭消費(fèi)相適應(yīng)的安全、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的社會全面協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代化煤炭工業(yè)生產(chǎn)體系提供戰(zhàn)略咨詢。

一、 我國綠色煤炭資源量分布

由于煤炭儲量等傳統(tǒng)指標(biāo)不能準(zhǔn)確反映我國可以開發(fā)利用的煤炭資源狀況，為此基于我國煤炭資源賦存特征，為支撐科學(xué)產(chǎn)能和科學(xué)開發(fā)煤炭資源，提出綠色煤炭資源量的概念。綠色煤炭資源量是指能夠滿足煤礦安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等綜合條件，能夠支撐煤炭科學(xué)產(chǎn)能和科學(xué)開發(fā)的煤炭資源量。

綠色煤炭資源量受煤礦安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的四重效應(yīng)約束，以“科學(xué)化、再利用和資源化”為原則，具有“競爭、共生、自生”的機(jī)制?；谝陨暇G色煤炭資源量的內(nèi)涵，提出綠色煤炭資源量評價指標(biāo)，主要包括四個方面：資源安全度、資源賦存度、生態(tài)恢復(fù)度和市場競爭度等。

在綜合開采地質(zhì)條件、主體采煤技術(shù)、實際災(zāi)害狀況、市場供給能力和行政區(qū)劃等因素的基礎(chǔ)上，可將我國煤炭生產(chǎn)區(qū)域劃分成晉陜蒙寧甘區(qū)、華東區(qū)、東北區(qū)、華南區(qū)和新青區(qū)五大產(chǎn)煤區(qū)域。依據(jù)可行性、全面性和可操作性原則，采用層次分析法(AHP)對我國綠色煤炭資源量評價后得出各產(chǎn)煤區(qū)域綠色煤炭資源量分布情況見表1。

表1 五大區(qū)綠色資源量匯總表

備注：綠色煤炭資源指數(shù)是指在一個相對獨(dú)立的煤田地質(zhì)區(qū)或煤田中，保有煤炭資源當(dāng)中綠色煤炭資源量所占比重。

可以發(fā)現(xiàn)，全國綠色煤炭資源量指數(shù)為0.53，則按照已利用煤炭資源儲量、精查儲量和詳查儲量計算時，我國綠色煤炭資源量為5048.95億噸。其中，各不同分區(qū)的綠色煤炭資源量差異較大：① 晉陜蒙寧甘區(qū)的綠色煤炭資源量最為豐富，是國家在未來30至40年重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域。② 華東區(qū)目前煤炭資源還算豐富，但后續(xù)發(fā)展?jié)摿Σ蛔?。?華南區(qū)綠色煤炭資源量較少。④ 東北區(qū)作為老工業(yè)區(qū)，煤炭資源瀕臨枯竭。⑤ 新青區(qū)作為國家后備儲備能源基地，但是由于該區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，暫時還不能進(jìn)行大規(guī)模開采。

二、 我國煤炭資源開發(fā)布局優(yōu)化

從前文可以看出，我國煤炭資源開采條件屬中等偏下水平，綠色煤炭資源量較少，除晉陜蒙寧甘和新疆等省區(qū)部分礦井開采條件稍好外，其他煤田開采條件均較為復(fù)雜。因此，按照煤炭綠色資源量分布，科學(xué)進(jìn)行煤炭資源開發(fā)布局，是促進(jìn)煤炭可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。

當(dāng)前我國煤炭消費(fèi)重心正在逐步向生產(chǎn)重心靠近，我國煤炭消費(fèi)大都集中在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)和南方地區(qū)，尤以環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈、長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)最為集中。隨著環(huán)境保護(hù)措施力度的不斷加強(qiáng)，大氣污染防治標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，以及受益于西部輸氣、輸電，未來華東、華南、東北等地區(qū)煤炭消費(fèi)量占比將逐漸減小，而煤炭運(yùn)輸能力支持煤炭生產(chǎn)重心進(jìn)一步向晉陜蒙寧甘區(qū)域集中，從而完善煤炭運(yùn)輸通道，建設(shè)一批煤炭物流節(jié)點(diǎn)，形成“九縱六橫”的煤炭物流網(wǎng)絡(luò)。

(一) 我國煤炭資源開發(fā)布局優(yōu)化戰(zhàn)略目標(biāo)

結(jié)合我國綠色煤炭資源區(qū)域分布特征和煤炭資源開發(fā)布局戰(zhàn)略趨勢，我國煤炭資源開發(fā)布局的整體目標(biāo)是：建成以綠色煤炭資源量為基礎(chǔ)，以科學(xué)產(chǎn)能為標(biāo)準(zhǔn)，與煤炭消費(fèi)相適應(yīng)的，安全、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)等全面協(xié)調(diào)發(fā)展的現(xiàn)代化煤炭工業(yè)生產(chǎn)體系，支撐和保障國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的能源需求。

到2020年，應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)晉、陜、蒙、寧、甘地區(qū)綠色煤炭資源，限制其他區(qū)域煤炭資源開發(fā)，全國煤炭產(chǎn)能壓縮為44億噸，其中綠色煤炭資源開發(fā)比重達(dá)到60%。

到2030年，應(yīng)在重點(diǎn)開發(fā)晉、陜、蒙、寧、甘地區(qū)綠色煤炭資源的同時，加大新青區(qū)綠色煤炭資源開采，全國煤炭產(chǎn)能為38億噸，其中綠色煤炭資源開發(fā)比重達(dá)到70%。

到2050年，應(yīng)以晉、陜、蒙、寧、甘地區(qū)和新青區(qū)綠色煤炭資源開采為主，全國煤炭產(chǎn)能為30億噸，其中綠色煤炭資源開發(fā)比重達(dá)到90%。

(二) 我國煤炭資源開發(fā)布局優(yōu)化戰(zhàn)略路徑

晉陜蒙寧甘地區(qū)的煤炭資源具有數(shù)量多、質(zhì)量優(yōu)、開采條件好的優(yōu)勢，但因水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，限制了開發(fā)規(guī)模。因此，當(dāng)前至2050年該區(qū)域保持既有開發(fā)規(guī)模和強(qiáng)度，區(qū)域煤炭以調(diào)出為主，滿足國內(nèi)市場需要，同時確保實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到既充分利用資源又保護(hù)環(huán)境的目的。

華東區(qū)由于開發(fā)時間較長，目前已進(jìn)入深部開采，開采難度加大，安全威脅不斷增強(qiáng)。因此該區(qū)煤炭資源以供應(yīng)本地為主，同時承接晉陜蒙寧甘地區(qū)的調(diào)出資源，該區(qū)域應(yīng)限制煤炭資源開采強(qiáng)度。

東北區(qū)經(jīng)過一個多世紀(jì)的高強(qiáng)度開采，優(yōu)質(zhì)煤炭資源接近枯竭，現(xiàn)保有煤炭資源開采條件普遍較差，多種災(zāi)害并存，缺乏市場空間與競爭力。東北地區(qū)實行煤炭開發(fā)布局調(diào)整迫在眉睫，其調(diào)整思路為大幅降低東北地區(qū)煤炭資源開采強(qiáng)度，逐步退出煤炭生產(chǎn)。

華南區(qū)以山區(qū)和丘陵較多，其煤層賦存典型特點(diǎn)是普遍存在煤與瓦斯突出、突水等嚴(yán)重災(zāi)害，礦井地質(zhì)條件復(fù)雜，絕大多數(shù)礦井無法達(dá)到安全生產(chǎn)機(jī)械化開采程度的要求。由于該地區(qū)嚴(yán)重缺煤，為煤炭資源凈輸入地區(qū)，其煤炭開發(fā)布局的調(diào)整思路為限制煤炭資源開采強(qiáng)度，保留部分產(chǎn)能供給當(dāng)?shù)亍?/p>

新青區(qū)資源稟賦較好，是我國唯一的煤炭資源后備礦區(qū)。但當(dāng)?shù)毓I(yè)基礎(chǔ)薄弱，煤炭資源就地利用難度大，外運(yùn)則運(yùn)輸距離長，成本高，且生態(tài)環(huán)境脆弱，新青區(qū)煤田均不具備規(guī)?；_發(fā)的條件。其開發(fā)布局的思路為當(dāng)前至2030年施行限制開采強(qiáng)度，到2050年可作為華東區(qū)的資源接續(xù)區(qū)，實現(xiàn)規(guī)?；_采。

三、 我國煤炭資源高效回收戰(zhàn)略

當(dāng)前我國綠色煤炭資源量賦存相對較少，煤炭資源開發(fā)布局有待進(jìn)一步優(yōu)化。因此，以綠色煤炭資源量為基礎(chǔ)，以精準(zhǔn)開采為支撐，以總量控制為導(dǎo)向，科學(xué)提升煤炭資源高效回收水平，是實現(xiàn)資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。

(一) 水平評價

煤炭資源高效回收是指選擇合適的煤炭資源(綠色煤炭資源)布局煤礦，采用先進(jìn)適用的采煤方法和技術(shù)裝備，保證安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和資源回收率，并最大限度地降低對生態(tài)環(huán)境的擾動，實現(xiàn)資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

結(jié)合綠色資源量及高效回收的概念，本文提出高效回收指標(biāo)體系，主要包含安全指標(biāo)(百萬噸死亡率)、高效指標(biāo)(采煤機(jī)械化程度、原煤生產(chǎn)效率)、回收指標(biāo)(井工礦采區(qū)回采率或露天礦資源回收率)、環(huán)保指標(biāo)(井工礦沉陷區(qū)治理率或露天礦復(fù)墾率、“三廢”達(dá)標(biāo)排放率)4個方面、8個指標(biāo)，以具體評價我國煤炭資源高效回收水平。

近年來，隨著科技進(jìn)步與裝備研發(fā)投入不斷加大，我國煤炭資源高效回收水平取得長足進(jìn)步，但仍存在產(chǎn)能嚴(yán)重過剩、資源開采條件總體較差、人員效率偏低、部分煤礦資源回收率較低、安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)壓力大等一系列問題。因此，與美國、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家相比，在采煤機(jī)械化程度、原煤效率、百萬噸死亡率、產(chǎn)業(yè)集中度以及環(huán)境保護(hù)等方面落后較多，整體上來看，我國煤炭高效回收水平仍有較大差距。我國煤炭高效回收指標(biāo)現(xiàn)狀如表2所示。

表2 我國煤炭高效回收指標(biāo)現(xiàn)狀

續(xù)表2

(二) 戰(zhàn)略目標(biāo)

在評價目前全國煤炭產(chǎn)能布局及高效回收水平基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前煤炭行業(yè)去產(chǎn)能、促脫困的政策，依據(jù)五大區(qū)煤炭資源賦存特點(diǎn)、煤炭需求情況及全國運(yùn)煤鐵路等通道建設(shè)情況，考慮五大區(qū)能源供應(yīng)功能定位調(diào)整、科技進(jìn)步以及市場經(jīng)濟(jì)深入發(fā)展對煤炭產(chǎn)業(yè)的影響等因素，分2020、2030和2050三個階段制定我國煤炭資源精準(zhǔn)高效回收戰(zhàn)略目標(biāo)，即2020年精準(zhǔn)高效回收達(dá)到國際中等水平，2030年精準(zhǔn)高效回收達(dá)到國際先進(jìn)水平，2050年精準(zhǔn)高效回收普遍達(dá)到國際領(lǐng)先水平。根據(jù)中國工程院重點(diǎn)咨詢項目“我國煤炭資源高效回收與節(jié)能戰(zhàn)略研究”的成果，分階段的具體目標(biāo)如表3所示。

表3 我國煤炭精準(zhǔn)高效回收戰(zhàn)略目標(biāo)

(三) 戰(zhàn)略舉措

1. 加大去產(chǎn)能力度，實現(xiàn)供求平衡，提升高效回收水平

要根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》( 國發(fā)〔2016〕7號文)，加大去產(chǎn)能力度，通過煤礦關(guān)閉、重組、改造，全面提升資源高效回收水平。東北區(qū)和華東區(qū)以關(guān)閉退出煤礦為主，重點(diǎn)淘汰落后產(chǎn)能(非機(jī)械化開采)、扭虧無望煤礦；華東區(qū)的川渝湘鄂以關(guān)閉退出為主，云貴以滿足本省需求為主確定生產(chǎn)規(guī)模，采取關(guān)閉和技改一批煤礦；晉陜蒙寧甘地區(qū)重點(diǎn)是緩建停建一批在建煤礦，關(guān)閉和技改一批；新青區(qū)以滿足本省需求為主確定生產(chǎn)規(guī)模，緩建、停建一批在建煤礦，關(guān)閉和技改一批煤礦。

2. 推廣先進(jìn)經(jīng)驗，采用先進(jìn)適用技術(shù)裝備，促進(jìn)高效回收

大力推廣神東、淮南、黃陵等礦區(qū)的先進(jìn)經(jīng)驗*袁亮,秦勇,程遠(yuǎn)平,等,我國煤層氣礦井中-長期抽采規(guī)模情景預(yù)測[J].煤炭學(xué)報,2013,38(4):529-534.*Xue S,Yuan L,Wang Y,et al.Numerical analyses of the major parameters affecting the initiation of outbursts of coal and gas[J].Rock Mechanics and Rock Engineering,2014,47(4):1505.*袁亮.淮南礦區(qū)煤巷穩(wěn)定性分類及工程對策[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2004,23(S2):4790-4794.，根據(jù)資源賦存條件，推廣先進(jìn)適用的開采技術(shù)與裝備，提高資源高效回收水平。對于晉陜蒙寧甘、新青區(qū)等地區(qū)，按照一個礦井一個工作面或不超過兩個工作面的模式，重點(diǎn)建設(shè)一批技術(shù)工藝先進(jìn)、裝備水平一流、安全保障可靠、資源利用率高、礦區(qū)環(huán)境優(yōu)良的千萬噸級特大型現(xiàn)代化骨干礦井；新疆地區(qū)在條件適宜時優(yōu)先建設(shè)世界一流露天礦。對于華東區(qū)、東北區(qū)、華南區(qū)等地區(qū)具備條件的現(xiàn)有礦井，推廣先進(jìn)適用技術(shù)裝備，以優(yōu)化開拓部署、簡化生產(chǎn)系統(tǒng)、減少工作面?zhèn)€數(shù)、提高生產(chǎn)效率為主要內(nèi)容，積極推進(jìn)技術(shù)改造，提升高效回收水平。

3. 抓住改革機(jī)遇，推進(jìn)煤炭行業(yè)整合，提高產(chǎn)業(yè)集中度

鼓勵礦區(qū)開發(fā)主體整合，減少開發(fā)主體，充分發(fā)揮資源配置指揮棒的作用，大型整裝資源配置優(yōu)先向技術(shù)力量強(qiáng)、資金實力雄厚、轉(zhuǎn)化項目落實的大型優(yōu)勢企業(yè)集團(tuán)傾斜。重點(diǎn)圍繞國家綜合能源基地建設(shè)，支持煤炭企業(yè)之間及其與下游電力、煤化、能源通道企業(yè)之間，按照市場原則，以資產(chǎn)為紐帶開展重組，形成幾個億噸級大能源大物流集團(tuán)，進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)集中度、能源保障能力、市場調(diào)控能力、市場競爭能力，為煤炭產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)健康發(fā)展起到核心作用。

4. 統(tǒng)籌考慮，加強(qiáng)煤炭保護(hù)性開發(fā)，促進(jìn)能源可持續(xù)發(fā)展

對于開采賦存條件特別復(fù)雜、煤質(zhì)特別差、安全保障程度低、經(jīng)濟(jì)效益差、環(huán)境破壞嚴(yán)重等不屬于綠色資源量的煤礦，要限制其開采，特別是中小型煤礦，要引導(dǎo)適時退出*張軍,俞珠峰，李全生，等,能源“金三角”地區(qū)煤炭科學(xué)產(chǎn)能預(yù)測及分析.[J] 煤炭工程,2013,11:142-144.。對于華東區(qū)等地區(qū)普遍存在的“三下”壓煤、新疆等地的巨厚煤層以及特別稀缺的煤種，要實施暫不開采、保護(hù)性開采等措施，加強(qiáng)煤炭資源保護(hù)，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

四、 我國煤炭資源開采節(jié)能戰(zhàn)略

在煤炭開采過程中，生產(chǎn)設(shè)計階段的源性能耗、生產(chǎn)過程中的顯性能耗以及生產(chǎn)后期帶來的隱性能耗相互作用、相互影響，造成大量能源的浪費(fèi)，導(dǎo)致我國煤炭生產(chǎn)能耗較高，與發(fā)達(dá)國家能耗水平差距較大*葛世榮,王忠賓,王世博.互聯(lián)網(wǎng):采煤機(jī)智能化關(guān)鍵技術(shù)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2016,44(7):1-9.*葛世榮.智能化采煤裝備的關(guān)鍵技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2014,42(9):7-11.。這與我國中長期能源戰(zhàn)略規(guī)劃和低碳綠色生產(chǎn)理念相違背，也與我國的長期發(fā)展目標(biāo)相違背。面對經(jīng)濟(jì)新常態(tài)、適應(yīng)能源革命的新要求，煤炭行業(yè)必須堅持推進(jìn)轉(zhuǎn)型，節(jié)能降耗成為煤炭行業(yè)發(fā)展的主要方向之一*中國工程院項目組.中國能源中長期(2030、2050)發(fā)展戰(zhàn)略研究[M].北京:科學(xué)出版社,2011.。

(一) 趨勢預(yù)測

節(jié)能降耗的發(fā)展趨勢要求既要關(guān)注源性能耗和顯性能耗，還要力爭消除或減少隱性能耗，實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)全過程節(jié)能降耗目標(biāo)。因此，本文基于精準(zhǔn)開采的理念，將煤炭開采的全過程節(jié)能途徑歸納為源性節(jié)能、顯性節(jié)能和隱性節(jié)能。

1. 源性節(jié)能發(fā)展趨勢

我國綠色煤炭資源量開發(fā)的比重越來越大，更多的機(jī)械自動化設(shè)備和無人采掘技術(shù)應(yīng)用，煤炭開采消耗的能源越來越少。根據(jù)“十三五”及“十四五”的非綠煤炭資源開發(fā)退出計劃路線圖，得到我國未來源性節(jié)能發(fā)展趨勢：與2015年度相比，因綠色煤炭比重增加，到2020年噸煤能耗可節(jié)約5%，到2030年噸煤能耗可節(jié)約15%，到2050年噸煤能耗可節(jié)約20%。

2. 顯性節(jié)能發(fā)展趨勢

結(jié)合我國煤炭當(dāng)前形勢，以及采煤先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢，在采煤技術(shù)節(jié)能方面，得到我國各階段煤炭開采各工序環(huán)節(jié)節(jié)能幅度。根據(jù)煤炭開采全過程各個階段在煤炭生產(chǎn)中所占的比重，可得到我國未來顯性節(jié)能趨勢：與2015年度相比，因采用先進(jìn)技術(shù)，到2020年煤炭生產(chǎn)噸煤能耗可節(jié)約4%，到2030年噸煤能耗可節(jié)約13%，到2050年噸煤能耗可節(jié)約23%。

3. 隱性節(jié)能發(fā)展趨勢

隨著我國節(jié)能減排國家戰(zhàn)略措施的逐步實施，我國煤炭開采全物質(zhì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)會呈現(xiàn)加速發(fā)展趨勢。綜合分析煤炭物質(zhì)利用技術(shù)發(fā)展趨勢，以及未來物質(zhì)相對匱乏和精細(xì)利用的狀況，預(yù)測我國未來隱性節(jié)能趨勢：與2015年度相比，因采用全物質(zhì)循環(huán)技術(shù)，到2020年煤炭生產(chǎn)噸煤能耗可節(jié)約2%，到2030年噸煤能耗可節(jié)約5%，到2050年噸煤能耗可節(jié)約10%。

4. 我國煤炭開發(fā)節(jié)能中長期趨勢

綜合煤炭開采全過程的源性節(jié)能、顯性節(jié)能和隱性節(jié)能數(shù)據(jù)，考慮到多因素之間的相互影響和重復(fù)作用，取30%作為重復(fù)作用系數(shù)，得到我國未來煤炭生產(chǎn)節(jié)能發(fā)展趨勢：與2015年度相比，因采用煤炭綠色資源開發(fā)節(jié)能、煤炭開發(fā)全過程節(jié)能、全物質(zhì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)節(jié)能舉措，到2020年噸煤能耗可節(jié)約11%，到2030年噸煤能耗可節(jié)約33%，到2050年噸煤能耗可節(jié)約53%。

(二) 戰(zhàn)略目標(biāo)

通過對我國煤炭精準(zhǔn)開采節(jié)能趨勢預(yù)測，結(jié)合我國煤炭生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展，煤炭在能源中所占份額預(yù)測，以及煤炭物質(zhì)進(jìn)一步的充分利用技術(shù)和空間，提出了我國煤炭資源開發(fā)節(jié)能戰(zhàn)略思路及階段(2020、2030和2050年)戰(zhàn)略目標(biāo)：以淘汰落后產(chǎn)能和落后裝備為基礎(chǔ)，以推進(jìn)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和裝備為主體，以世界一流煤礦建設(shè)為載體，結(jié)合五大區(qū)的特點(diǎn)重點(diǎn)發(fā)展各自的節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)世界一流的煤炭開采能耗目標(biāo)；到2020年，重點(diǎn)淘汰落后產(chǎn)能和落后裝備，推廣先進(jìn)裝備和節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)能耗下降10%；到2030年，擴(kuò)大綠色資源的開采比例，推廣新技術(shù)和新裝備的應(yīng)用，實現(xiàn)能耗下降25%；到2050年，開采綠色資源，建設(shè)世界一流的礦井，采用世界一流的節(jié)能技術(shù)、裝備和管理模式，實現(xiàn)能耗下降40%。

(三) 戰(zhàn)略舉措

1. 面向資源精準(zhǔn)開采的節(jié)能戰(zhàn)略舉措

從國家宏觀政策層面，針對煤炭行業(yè)形勢的變化制定和出臺相關(guān)政策，引導(dǎo)煤炭行業(yè)朝著高效、節(jié)能、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的方向發(fā)展。明確能耗責(zé)任制，制定切實可行的節(jié)能降耗目標(biāo)，嚴(yán)格考核，責(zé)任到人，明確獎懲。加大對煤炭研究機(jī)構(gòu)及大專院校的支持力度，為煤炭行業(yè)的科技進(jìn)步、節(jié)能降耗、先進(jìn)管理等方面系統(tǒng)研究提供智庫保障。建全崗前培訓(xùn)，持證上崗制度。盡快組織修訂礦山機(jī)械的設(shè)計、制造標(biāo)準(zhǔn)，從設(shè)計源頭上淘汰落后產(chǎn)能，推動新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。

2. 面向資源循環(huán)利用的節(jié)能戰(zhàn)略舉措

加快企業(yè)的兼并重組；加速淘汰落后產(chǎn)能和落后裝備；完善節(jié)能減排財稅政策，采用財政補(bǔ)貼、減免稅、專項基金等方式支持企業(yè)節(jié)能改造，構(gòu)建環(huán)境資源全成本價格機(jī)制；設(shè)立節(jié)能減排經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償與援助專項基金，繼續(xù)實施遞減性補(bǔ)貼政策，探索適合煤炭行業(yè)淘汰落后的市場補(bǔ)償機(jī)制；充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會優(yōu)勢，協(xié)助政府加強(qiáng)改善行業(yè)管理，組織“行規(guī)行約”并監(jiān)督實施，維護(hù)企業(yè)利益，督促企業(yè)履行社會責(zé)任。

3. 面向運(yùn)行精準(zhǔn)調(diào)控的節(jié)能戰(zhàn)略舉措

針對五大區(qū)的開發(fā)布局與高效回收特點(diǎn)，實施精準(zhǔn)調(diào)控的節(jié)能技術(shù)。針對晉陜蒙寧甘區(qū)，重點(diǎn)研究規(guī)?；?、集團(tuán)化的煤炭開采節(jié)能技術(shù)，噸煤生產(chǎn)能耗達(dá)到世界先進(jìn)的2.5 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/噸；針對華東區(qū)，重點(diǎn)研究千米以下深部開采的節(jié)能技術(shù)，噸煤生產(chǎn)能耗達(dá)到5 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/噸；針對東北區(qū)，重點(diǎn)研究先進(jìn)裝備淘汰落后裝備過程中的節(jié)能技術(shù)；針對華南區(qū)，重點(diǎn)研究復(fù)雜條件下小型礦井的節(jié)能技術(shù)；針對新青區(qū)，重點(diǎn)研究未來世界一流礦井的節(jié)能技術(shù)。

五、 展 望

我國綠色煤炭資源量僅約5000億噸，按國家能源需求和煤炭資源回收現(xiàn)狀，僅可開采40至50年，未來或?qū)⒋竺娣e進(jìn)入非綠色煤炭資源開采，勢必造成煤礦安全面臨巨大難題?；诰G色煤炭資源量的概念，以精準(zhǔn)開采為支撐，以總量控制為導(dǎo)向，科學(xué)制定、優(yōu)化我國煤炭資源高效回收和節(jié)能開發(fā)戰(zhàn)略：

(1) 將晉陜蒙寧甘地區(qū)劃為重點(diǎn)開發(fā)區(qū)，該區(qū)應(yīng)以鼓勵先進(jìn)高效產(chǎn)能為主；將華東和華南區(qū)劃為限制開采區(qū)，將東北區(qū)劃為收縮退出區(qū)，此三區(qū)以關(guān)閉退出落后產(chǎn)能、技改升級一般產(chǎn)能、重點(diǎn)鼓勵先進(jìn)產(chǎn)能為主；將新青區(qū)劃為我國戰(zhàn)略資源儲備區(qū)，該區(qū)以退出、改造落后產(chǎn)能，充分利用先進(jìn)產(chǎn)能為主。

(2) 以淘汰落后產(chǎn)能和落后裝備為基礎(chǔ)，以推進(jìn)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和裝備為主體，以世界一流煤礦建設(shè)為載體，結(jié)合五大區(qū)的特點(diǎn)重點(diǎn)發(fā)展各自的節(jié)能技術(shù)，打造面向資源精準(zhǔn)開采、循環(huán)利用和精準(zhǔn)調(diào)控的綠色高效全流程節(jié)能體系，形成綠色環(huán)境鏈的全物質(zhì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，達(dá)到煤炭清潔開采、低碳利用的目標(biāo)。

為實現(xiàn)我國煤炭資源高效回收和節(jié)能開發(fā)戰(zhàn)略目標(biāo)，需進(jìn)一步加強(qiáng)科技攻關(guān)和人才培養(yǎng)：

(1) 加強(qiáng)綠色煤炭資源高效開發(fā)與節(jié)能科技攻關(guān)，主要研究方向包括綠色煤炭資源精準(zhǔn)勘探理論與關(guān)鍵技術(shù)、綠色煤炭資源精準(zhǔn)開采基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)、綠色煤炭資源節(jié)能開發(fā)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)、基于多物理場耦合的智能感知及控制理論與技術(shù)、基于智能開采與災(zāi)害控制一體化的風(fēng)險判識及預(yù)警理論與技術(shù)等。

(2) 建立綠色煤炭資源精準(zhǔn)開采國家級平臺，包括國家重點(diǎn)實驗室、國家工程研究中心、協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟等。

(3) 加強(qiáng)復(fù)合型人才培養(yǎng)。在傳統(tǒng)學(xué)科優(yōu)勢基礎(chǔ)上，整合現(xiàn)有學(xué)科資源，培養(yǎng)學(xué)生地質(zhì)、采礦、安全、機(jī)械、信息等多學(xué)科全面發(fā)展的能力，培養(yǎng)寬基礎(chǔ)、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的綠色煤炭資源開采復(fù)合型人才。以高校、國家重點(diǎn)實驗室、國家協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟和企事業(yè)單位為主體，完善選人、用人、育人機(jī)制，加快和促進(jìn)煤炭科技人才的培養(yǎng)。同時，從企業(yè)層面推進(jìn)煤炭科技創(chuàng)新發(fā)展，提高從業(yè)人員專業(yè)素質(zhì)，促進(jìn)煤炭工業(yè)從勞動密集型向人才技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變。