1996年至1999年全国原煤总产量分别是多少?
1996年,产煤13.74亿吨。1997年,产煤13.73亿吨。其中1996年所产的13.74亿吨中,国有重点煤矿产5.37亿吨,地方煤矿产8.37亿吨(含集体所有制及个体煤矿产量6.14亿吨),当年全国煤炭工业总产值达844亿元,这里面,国有重点煤矿为412亿,地方煤矿为385亿。在1997年总产13.73亿吨中,若按省、市、自治区划分,年产量排行前5名的依次是:山西,3.38亿吨;河南,1.05亿吨;山东,0.91亿吨;黑龙江,0.85亿吨;内蒙古,0.83亿吨;目前,全国仅上海、天津二市及西藏自治区为无煤区。到1996年底,全国累计建成高产高效矿井70处。国有重点煤矿工作面单产达2.18万吨。有70个采煤单位年产量在100万吨以上,其中10个综采队超过200万吨,最高达350万吨。
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IEA数据显示,2019 年世界煤炭总产量超过 79 亿吨,为 2014 年以来的最高水平,年增长率为 1.5%,仅为近年来的一半。动力煤和褐煤约占该产量的 86%,其余为冶金煤。对 2020 年的最新估计表明,由于冠状病毒大流行期间需求下降,全球产量每年下降 6.5% ,但预计 2021 年将反弹至 760 万吨。
1. 中国——37亿吨
中国在全球煤炭生产中占主导地位,2019 年占世界总产量的近 47%。年内开采量近 37 亿吨,年增长率为 4%。中国还是世界上最大的煤炭消费国,消耗了全球约 53% 的煤炭。中国 2020 年宣布将在 2060 年之前实现碳中和,这可能会促使中国采取措施减少国内能源供应对煤炭的过度依赖。
2. 印度 – 7.83 亿吨
印度在世界上最大的煤炭生产国名单中位居第二,2019 年的产量约为 7.83 亿吨,略低于全球份额的 10%。国有的印度煤炭公司是世界上最大的煤矿公司,占该国产量的 80% 左右,拥有 360 多个矿山在运营。2020 年,印度政府最终确定了向私营部门开发开放该国煤炭储备的计划,以促进国内生产并减少对外国进口的依赖。大约有 40 个煤矿将被拍卖用于开发,尽管据报道早期兴趣很低,这反映出在煤炭越来越不受欢迎且来自可再生能源的竞争日益激烈之际,投资者缺乏兴趣。
3. 美国——6.4亿吨
美国的煤炭产量多年来一直在下降,2019 年达到6.4 亿吨,为 1970 年代以来的最低水平。来自廉价天然气和日益低成本的可再生能源的竞争减少了国内电力部门对化石燃料的需求,预计未来几年下降趋势将加大。国际能源署估计,该国 2020 年的产量低至 4.91 亿吨,同比下降 23%,然后在 2021 年小幅反弹至 5.39 亿吨。2019 年,美国五个州的煤炭产量约占全国的 71%。它们是:怀俄明州 (39%)、西弗吉尼亚州 (13%)、宾夕法尼亚州 (7%)、伊利诺伊州 (6.5%) 和肯塔基州 (5%)。
4. 印度尼西亚——6.16 亿吨
印度尼西亚 2019 年的煤炭产量达到创纪录的 6.16 亿吨,比上一年增长 12%。该国是世界主要的动力煤出口国之一,中国和印度是其两个最重要的贸易市场。高生产率,加上 2020 年冠状病毒大流行导致需求下降,给国内大宗商品价格带来压力,促使矿商降低生产目标。国际能源署预计印尼2020年煤炭总产量约为5.29亿吨,2021年增至5.45亿吨。 印尼政府设定的2021年产量目标为5.5亿吨。
5.澳大利亚——5.5亿吨
澳大利亚在 2019 年生产了 5.5 亿吨煤炭,其中超过一半是动力煤,超过三分之一是冶金煤。该数字同比增长 3.4%,尽管该国 2020 年的产量预计将下降约 9%,抵消了这些增长。澳大利亚在全球冶金煤生产和出口方面占据主导地位,其许多货物供应中国庞大的炼钢业。虽然全国六个州都在开采煤炭,但最多产的地区是昆士兰州和新南威尔士州,尤其是东海岸的鲍文盆地和悉尼盆地。煤炭产品是澳大利亚 2019 年第二大最有价值的出口产品,仅次于铁矿石和精矿。
6.俄罗斯——4.3亿吨俄罗斯在全球最大的煤炭生产国名单中排名第六,2019 年的开采量为 4.3 亿吨,仅占全球份额的 5% 以上。由于全年需求减少,国际能源署预计 2020 年俄罗斯煤炭产量将下降 8%,无论是国内还是欧洲和韩国等主要出口市场。该国拥有仅次于美国的世界第二大煤炭储量,西伯利亚盆地在其估计的 1620 亿吨国家资源中占很大比例。政策制定者已宣布计划在未来几年提高国内煤炭产量——目标是到 2035 年达到每年 6.7 亿吨。
一、煤炭在我国能源结构中的重要作用
煤炭是我国的主要能源,是国民经济和社会发展不可缺少的物资基础。我国煤炭资源丰富,煤炭资源分布面积约60多万平方公里,占国土面积的6%。根据第三次全国煤炭资源预测与评价,全国煤炭资源总量5.57万亿吨,煤炭资源潜力巨大,煤炭资源总量居世界第一。已查明资源中精查资源量仅占25%,详查资源仅占17%。探明储量达到10202亿吨。其中可开采储量1891亿吨,占18%,人均占有量仅145吨,低于世界平均水平。国务院制订的《能源中长期发展规划纲要(2004-2020)》(草案)指出“要大力调整优化能源结构,坚持以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源全面发展的战略”。鉴于我国“多煤、贫油、少气(天然气)”的特点,在今后一段相当长的时间内,能源结构仍然以煤炭为主,煤炭在一次能源消耗中占70%左右。2004年煤炭占我国一次能源生产的70%以上,在我国能源结构上占主要地位,有举足轻重的作用。
根据我国全面建设小康社会的需求,煤炭消费的趋势将有明显上升。在煤炭消费用户的构成中,电力、冶金、建材、化工4个行业煤炭消费量占煤炭消费总量从1990年的50%提高到2004年的84%,其中电力占51.8%,冶金11.64%,化工10.5%,建材10.06%。电力用煤的消费量从1990年占27%提高到2004年的51%,将近增长一倍。
二、我国煤炭工业发展现状
进入21世纪,我国煤炭工业快速发展,2000年全国产煤9.9亿吨,2001年产煤11.04亿吨,2002年13.8亿吨,2003年16.67亿吨。2004年全国产煤19.56亿吨,占全国一次性能源生产总量的74.3%,当年煤炭销售量为18.91亿吨,占全国一次性能源消费总量的65%,均居世界第一位。2005年煤炭产量达21亿左右,创历史最高水平。全行业实现整体盈利,生产力水平显著提高,产业结构调整取得重大进展。一些企业开始跨地区、跨行业的产业联合,煤、电、化、路、港、航产业链开始形成,形成了一批在国内领先、在国际上具有一定竞争力的大集团,如神华集团、山西焦煤集团、兖州矿业集团等。我国煤炭产量急剧上升,得到了全世界的关注。
煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业,我国的煤炭产量已是世界第一位,是煤炭生产大国,现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。现代化综采设备、综掘设备和大型高效露天剥、采、运、支成套设备在大中型煤矿大量使用。同时,我国煤炭开采技术装备总体水平低,煤炭生产技术装备是机械化、部分机械化和手工作业并存的多层次结构。技术和装备水平低。全国煤矿非机械化采煤60%。大中型国有重点煤矿装备水平较先进,但设备老化程度较大;小型矿井生产技术装备水平极低,煤矿生产工艺落后,作业人员过多、效率低。
保障煤炭供应是国家加强煤炭工业宏观调控的重点之一,挖掘煤炭生产潜力,加快大型煤炭基地建设,是重要措施。为此,只有大幅提高大中型煤矿产量,才能在保障煤炭稳定供应的前提条件下,遏制小煤矿发展和淘汰小煤矿,完成煤炭生产结构优化调整。1998年12月以来,国家对煤炭产业结构进行了重大调整,关闭了五万多处小煤矿,淘汰了一批落后的生产能力,通过宏观调控,煤炭生产形势好转,供求关系趋于平衡。目前我国煤炭生产企业2.5万多家,其中规模以上的企业约占60%左右,2005年计划关闭2000多家小煤矿。
300米
近年来,受我国国民经济结构调整、节能技术进步、能源消费结构变化、煤炭质量的提高、生活用能结构的变化、经济增长方式的转变等因素的影响,国内煤炭消费量持续下降。国内煤炭消费量从1997年以来,呈缓慢下滑趋势,据前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国煤炭行业发展前景与投资战略规划分析报告
前瞻》显示:我国煤炭1997年消费量为13.1亿t,1998年为12亿t,到1999年下降到11亿t左右,从2000年起呈平稳趋势。
2013年,国内煤炭产能不断释放,进口煤也步步紧逼,国内煤炭企业在内外双层夹击下,一时“兵败如山倒”。同时,2013年,雾霾成为全国热议的话题。雾霾形成的原因,除了汽车尾气和老天爷不太给力之外,燃煤也受到了指责。2014年,煤炭市场在供应过剩的状况下,将有增无减,煤炭价格也难以回升。煤炭行业的发展将取决于:体制改革的现实需要和煤炭行业企业的规范化管理以及企业的IT技术管理。
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据中国第二次煤田预测资料,埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山-秦岭-昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t,占全国总资源量的94%;以南的广大地区仅占6%左右。
中国煤炭资源的种类较多,在现有探明储量中,烟煤占75%、无烟煤占12%、褐煤占13%。其中,原料煤占27%,动力煤占73%。动力煤储量主要分布在华北和西北,分别占全国的46%和38%,炼焦煤主要集中在华北,无烟煤主要集中在山西和贵州两省。
中国煤炭质量,总的来看较好。已探明的储量中,灰分小于10%的特低灰煤占20%以上;硫分小于1%的低硫煤约占65%-70%;硫分1%-2%的约占15%-20%。高硫煤主要集中在西南、中南地区。华东和华北地区上部煤层多低硫煤,下部多高硫煤。 中国煤炭资源北多南少,西多东少,煤炭资源的分布与消费区分布极不协调。从各大行政区内部看,煤炭资源分布也不平衡,如华东地区的煤炭资源储量的87%集中在安徽、山东,而工业主要在以上海为中心的长江三角洲地区;中南地区煤炭资源 的72%集中在河南,而工业主要在武汉和珠江三角洲地区;西南煤炭资源的67%集中在贵州,而工业主要在四川;东北地区相对好一些,但也有52%的煤炭资源集中在北部黑龙江,而工业集中在辽宁。
各地区煤炭品种和质量变化较大,分布也不理想。中国炼焦煤在地区上分布不平衡,四种主要炼焦煤种中,瘦煤、焦煤、肥煤有一半左右集中在山西,而拥有大型钢铁企业的华东、中南、东北地区,炼焦煤很少。在东北地区,钢铁工业在辽宁,炼焦煤大多在黑龙江;西南地区,钢铁工业在四川,而炼焦煤主要集中在贵州。
中国在地质历史上的成煤期共有14个,其中有4个最主要的成煤期,即广泛分布在华北一带的晚炭纪——早二叠纪,广泛分布在南方各省的晚二叠纪,分布在华北北部、东北南部和西北地区的早中侏罗纪以及分布在东北地区、内蒙东部的晚侏罗纪—早白垩纪等四个时期。它们所赋存的煤炭资源量分别占中国煤炭资源总量的26%、5%、60%和7%,合计占总资源量的98%。上述四个最主要的成煤期中,晚二叠纪主要在中国南方形成了有工业价值的煤炭资源,其他三个成煤期分别在中国华北、西北和东北地区形成极为丰富的煤炭资源。
中国煤炭资源分布面广,除上海市外,全国30个省、市、自治区都有不同数量的煤炭资源。在全国2100多个县中,1200多个有预测储量,已有煤矿进行开采的县就有1100多个,占60%左右。从煤炭资源的分布区域看,华北地区最多,占全国保有储量 的49.25%,其次为西北地区,占全国的30.39%,依次为西南 地区,占8.64%,华东地区,占5.7%,中南地区,占3.06%, 东北地区,占2.97%。按省、市、自治区计算,山西、内蒙、陕西、新疆、贵州和宁夏6省区最多,这6省的保有储量约占全国的81.6%。
中国是世界上煤炭产量最多、增长速度最快的国家。1949年仅产煤炭3243万t,1950年4292万t;1960年达到3.97亿t,1970年3.54亿t,1980年6.20亿t,1990年突破10亿t,1995年达到13.61亿t,1996年增加到13.96亿t,创历史最高年产量记录,占世界总产煤量46.07亿t的30%。1997年由于东南亚金融危机和经济结构调整的影响,煤炭产量下降到13.73亿t。中国煤炭产量分布很不均衡。
根据2007年的《大型煤炭基地煤炭资源、水资源和生态环境综合评价》,我国13个大型煤炭基地煤质优良,煤类齐全,约占全国保有资源储量的85%。13个基地中有10个基地分布在干旱、半干旱地区,生态环境先天不足,煤炭开发将可能加速土地沙漠化、水土流失和破坏地下水系统,并造成环境污染。13个大型煤炭基地规划总需水量296万立方米/日,现有供水能力152万立方米/日,缺水144万立方米/日。除云贵、两淮基地水资源丰富以外,其余11个基地均缺水,到2020年,年需水约26亿立方米(日需水700万立方米、年缺水约12亿立方米、日缺水330万立方米)。 环境容量小的基地有4个,即晋北、晋中、神东、陕北煤炭基地;环境容量较小的基地有8个,即晋东、两淮、蒙东(东北)、河南、鲁西、宁东、冀中、黄陇煤炭基地;环境容量大的基地有1个,即云贵煤炭基地。13个煤炭基地1500米以浅的预测资源总量为7819.40亿吨。其中,小于1000米预测资源量为4106.77亿吨,占基地预测资源总量的52.52%;1000米~1500米预测资源量为3712.63亿吨,占基地预测资源总量的47.48%。神东、云贵、晋中基地位居前3位,均超过千亿吨,其次是陕北751.17亿吨、晋东532.79亿吨、宁东377.70亿吨,其余7个基地均小于300亿吨。
徐文军 王赞惟 吴 见
( 中联煤层气有限责任公司 北京 100011)
摘 要: 国务院国办发 [2006] 47 号文 “关于加快煤层气 ( 煤矿瓦斯) 抽采利用的若干意见”、国土资发 [2007] 96 号文 “关于加强煤炭和煤层气资源综合勘查开采管理的通知”,要求 “先采气,后采煤”,统筹规划,协调采气与采煤之间的矛盾,但在实际落实中存在许多技术难题及观念认识上的误区。本文根据煤炭生产建设的不同阶段,以及生产、基建、规划等井田实际情况,采用不同的煤层气开采方式与煤炭生产建设结合的方法,探索解决资源区域重叠,时间与空间交叉等问题。并针对目前存在的问题,提出从国家行政管理、政策调节、技术标准要求等方面加以指导和协调,促进其发展。
关键词: 煤层气 煤炭 协调 开发
作者简介: 徐文军,男,1962 年出生,工程师。主要从事煤层气勘探开发及科研管理工作,地址: 北京市东城区安外大街甲 88 号 ( 100011) ,电话: ( 010) 64267069,E mail: xuwenjun0101@ sina. com
It's Nelessany for Coalbed Methane and Cool to Development Harmonionsly
XU Wenjun WANG Zanwei Wu Jian
( China United Coalbed Methane Co,Ltd. Beijing 100083,China)
Abstract: Guo Tu Zi No. 96 of 2007 issued the Notice on strengthening the comprehensive exploration of coal and coal-bed methane resources management,which calls for the overall planning of exploiting gas first and fol- lowed is the coal. The purpose is to coordinate the contradiction between gas and coal exploitation. But actually there are many technical problems and misunderstanding on concept in implementation. In this paper,for the dif- ferent stages of coal exploitation,such as production,infrastructure,planning and so on,we work out the prob- lems of overlapping resource areas and crossed time and space issues by combining different mining methods and production and construction methods of coal.
Keywords: coalbed methanecoalcoordinationdevelopment
煤层气是吸附于煤层中以甲烷为主、与煤伴生同储的非常规天然气,是一种新型优质、高效的洁净能源和化工原料,是我国21 世纪经济可持续发展,实现低碳经济重要的接替能源之一。同时它也是矿井瓦斯的主要成分,煤炭开采过程中的有害气体,煤矿瓦斯灾害的根源。
煤层气与煤炭属于两种独立的矿产资源,分别属于流体与固体两种物理性质的矿产行业。依据其伴生、同储、分采等特点,针对目前煤层气与煤炭矿权重叠、企业之间无序竞争等现象,国务院国办发[2006]47号文“关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见”、国土资发[2007]96号文“关于加强煤炭与煤层气资源综合勘查开采管理的通知”,以及国家安全生产监督管理局发布《煤矿瓦斯抽采基本要求》指导精神,要求“先采气,后采煤”,协调采气与采煤之间的矛盾,但在落实中还存在许多技术难题和观念认识上的误区。因此,结合目前实际情况及未来发展趋势,必须建立煤层气与煤炭协调开发机制和技术体系。
1 煤炭与煤层气开发现状及必要性
1.1 煤炭与煤层气开发现状
我国是一个煤炭资源大国(资源量约5万亿t),自1998年以来,我国煤炭的产量和消费量在世界上一直居首位。2010年全国累计原煤产量达32亿t,分别占全国一次能源生产和消费总量的79%和68%左右。我国因采煤每年有大量甲烷气体排入大气(联合国调查报告称中国甲烷排放量达194亿m3,约占全球甲烷排放量的1/3),是大气污染和温室气体排放的主要来源。目前我国煤矿中高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井约占40%,煤矿安全事故死亡人数近70%是由瓦斯事故造成,对我国煤矿高效安全生产构成了重大威胁。2010年全国煤矿安全事故1403起,死亡2433人,百万吨死亡率降至0.749人,与国际采煤发达国家相比,我国煤矿瓦斯防治形势依然严峻(见表1)。
表1 我国历年煤炭、煤层气产量及煤矿死亡人数综合统计表
资料来源:根据国家能源局、国家煤矿安全监察局公布历年统计资料。
我国煤层气资源丰富,据新一轮全国油气资源评价成果,我国埋深2000m以浅煤层含气面积37.5万km2,煤层气总资源量为36.8万亿m3,与我国陆上常规天然气资源量38万亿m3相近。到目前,全国共施工各类煤层气井5400余口,其中已钻煤层气开发生产井3653口(包括:直井3590口,水平井63口)2010年全国煤层气产量达85.3亿m3,其中煤矿井下抽采量69.63亿m3,地面开发煤层气年产量15.67亿m3。
1.2 煤炭与煤层气开发必要性
能源开发是国民经济的基础产业,对经济持续、快速、健康发展发挥着十分重要的促进与保障作用。煤炭是我国目前的主要能源,其在消费结构中占有很大比重,随着我国经济的快速发展,对各种能源的需求不断增加,但煤炭在我国能源结构中仍将发挥最重要的作用。开发煤层气可增加洁净能源供给,改善我国目前的能源消费结构有效地降低煤层中煤层气含量,从根本上治理和消除矿井瓦斯灾害,提高煤矿安全生产的保障程度和煤炭企业的经济效益减少煤矿甲烷排放量,有效地缓解温室效应是实现资源、环境和社会效益的可持续发展,应对未来全球低碳经济,达到经济社会发展与生态环境和谐发展的基本保障。
依据我国能源总体需求,国家能源局编制的全国煤层气“十二五”规划中,拟定其目标和任务为新增煤层气探明储量10000亿m3,实现年产气量100亿m3的生产规模,并以此指导煤层气产业的发展方向。
表2 中国能源消费总量及构成一览表
资料来源:历年中国统计年鉴,2009年国民经济和社会发展统计公报。
综上所述,煤炭与煤层气开发都将是今后我国能源产业发展中的重要组成部分,煤炭开采与煤层气开发有机地结合,实现煤炭与煤层气资源的协调开发,对我国能源产业及国民经济发展具有极其必要性和重要意义。
2 煤炭与煤层气开发相互关系
2.1 自然属性与矿权关系
煤炭与煤层气是伴生、同储的两种性质不同的矿产资源,其直观物质表现为既相互独立又紧密联系在一起。依据其赋存形式与开发方式,通过“先采气,后采煤”,煤炭与煤层气协调开发技术,使采气与采煤相互结合、统筹兼顾、合理开发,就可以达到互惠互利、提高企业综合效益的目的。
我国矿产资源法、矿产资源勘查区块登记管理办法相关规定,分别将煤炭与煤层气划分为两种物理性质不同(固体与流体)的独立矿产资源管理。煤层气作为非常规天然气归属天然气资源系列,为国家一级管理的油气战略资源,矿权实行国土资源部一级审批登记管理。煤炭则属一般固体能源矿产资源,按照面积30km2上下的资源管理权限,由国土资源部及各省、自治区、直辖市人民政府地质矿产主管部门两级审批登记。由于矿权分治,管理不统一,造成矿权重叠,煤炭与煤层气勘探开发区域在时间与空间上的交叉。
2.2 国家行业管理政策的相关要求
国务院国办发[2006]47号文“关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见”要求,在高瓦斯煤矿区推行“先采气,后采煤”的政策。在条件适合地区的高瓦斯矿井,煤矿瓦斯含量必须降低到规定标准以下方可进行煤炭开采,并按照“先采气,后采煤”的煤炭与煤层气开发程序合理地开发。
国土资发[2007]96号文“关于加强煤炭与煤层气资源综合勘查开采管理的通知”要求,在资源勘探过程中,坚持资源综合勘查、评价和回收利用结合实际情况,加强资源管理,妥善解决矿权重叠按照经济合理的资源勘探开发程序,进一步完善煤炭与煤层气协调开发的管理机制。
国家安全生产监督管理总局发布的《煤矿瓦斯抽采基本要求》规定,超过煤层始突深度、煤层瓦斯含量或煤层瓦斯压力的矿井,必须提前进行煤层气预抽采工作。
2.3 煤炭与煤层气协调开发技术体系
依据赋存形式与开发方式,煤炭与煤层气表现为伴生、同储、分采。目前在煤矿区探索煤层气地面开发与矿井瓦斯抽放和煤炭开采相互协调的结合点,从时间与空间上统筹规划,合理布置煤矿未采区、采动区、采空区,以及废弃矿井的煤层气抽采方式,形成由煤层气地面开发井+矿井瓦斯抽放井+采动区井抽排井+采空区井抽排井+废弃矿井抽排井等多项技术优化组合的技术体系,以及煤炭与煤层气综合开发模式。
通过煤层气地面钻井、井下顺煤层长钻孔及采空区抽采相结合的煤矿立体抽采方式,对煤层进行“先抽后采”。在时间上,煤层气地面抽采与矿井煤炭生产过程协调在空间上,地面煤层气井位布置与矿井采掘工作面衔接协调在功能上,地面煤层气井可实现地质勘探、采前抽、采动抽和采后抽等一井四用,与煤炭企业的煤田地质勘探、煤矿基本建设、矿井瓦斯治理、煤矿生产衔接等相互协调,实现煤炭与煤层气合理开采及矿井瓦斯的综合治理,更好地为煤矿生产与安全服务。
3 目前存在的主要问题
(1)由于矿权管理不统一,造成资源区域重叠,在煤炭和煤层气资源开发过程中形成时间与空间交叉,造成不同企业间的无序竞争。
(2)煤炭与煤层气开发缺乏统一的协调机制与技术体系。虽然国土资源部下发文件(国土资发[2007]96号)要求“先采气,后采煤”,统筹规划,协调采气与采煤间的矛盾,但在实际落实中存在许多技术难题及观念认识上的误区。
(3)煤炭生产与煤层气开发之间发展不协调。行业特点与企业性质决定煤炭与煤层气各自独立开采,在开发程序、时间与空间上不能协调一致。煤层气资源储集在煤层当中,煤炭开采与煤层气开发必然会产生相互影响。一方面煤层气开发利用势在必行另一方面煤炭是我国最主要的一次能源构成,其产量又必须保持持续增长因此建立一套煤炭与煤层气协调开发的新模式,对煤炭与煤层气产业的健康发展至关重要。
4 措施与政策建议
(1)建议国家矿产资源管理部门,统一管理煤炭与煤层气矿权,强化两种矿权管理秩序,加强相互间的信息交流,统一协调,避免矿权设置在时间与空间上的交叉和区域范围的重叠。规范勘探开发程序,整装的大型煤层气田,按照统一的能源集成开发方案综合开发利用。在目前煤矿区矿权重叠区域,合理地划分煤炭与煤层气资源开发主体,在矿权重叠区域煤炭生产衔接部署5年内涉及的区域,煤层气开发以煤矿企业为主体在煤炭生产衔接部署5年之外的区域,煤层气开发以专门的煤层气企业为主体鼓励煤炭与煤层气企业优势互补,联合进行开发,可以有效解决矿权重叠问题,保障采煤安全,实现煤层气和煤炭行业之间的良性运作,达到其互利共赢的效果。
(2)落实国家有关“先采气,后采煤”政策,进一步出台相关资源协调开发的实施细则,从机制与体制上解决煤炭与煤层气产业协调发展问题。依据国办发[2006]47号文、国土资发[2007]96号文件精神,建立煤炭与煤层气资源勘探开发管理程序,完善煤炭与煤层气综合勘查、协调开发、经济合理的能源及矿产资源的勘探开发模式。
(3)按照“先采气,后采煤”的原则合理地开发,协调好煤炭与煤层气开发程序、方式和技术问题。针对煤炭生产建设的不同阶段,以及生产、基建、规划等井田的实际情况,采用不同的煤层气开采方式与煤炭生产建设相结合。
表3 不同井田类型的煤层气开采方式及开发年限
(4)在煤炭生产井田中,对具备煤层气地面开发条件的高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井,要优先选择煤层气地面开发方式,进行煤层气地面抽采及综合瓦斯治理工作。按国家安全生产监督管理总局发布《煤矿瓦斯抽采基本要求》规定:①矿井绝对瓦斯涌出量≥40m3/min或矿井相对瓦斯涌出量≥10m3/t.d的高瓦斯矿井②开采有煤与瓦斯突出危险煤层现象的煤与瓦斯突出矿井③煤层气含量大于8m3/t或煤层瓦斯压力大于0.74MPa。凡超过煤层始突深度、煤层瓦斯含量或煤层瓦斯压力的矿井,必须提前进行煤层气预抽采工作。
(5)在煤炭基建和规划井田中,按照综合勘查成果、煤层气储量报告的含煤性、含气性、可采性、经济性评价结果,应用煤层气地面开采方式进行规模化生产,最大限度地降低煤层中的气含量至矿井煤炭安全开采最高允许的煤层气含量界限,但在煤层气开发时间上要与煤矿基本建设协调,以不影响煤矿正常的生产衔接和矿井通风安全为原则。
(6)矿井煤炭安全开采最高允许的煤层气含量,受煤层气地质条件、矿井瓦斯状况、煤炭开采强度、矿井规模、技术条件、通风安全措施、采收率等多因素影响。根据《煤矿安全规程》规定:矿井采煤工作面及掘进面、巷道回风最高允许风速为4m/s,回风流中最高允许的甲烷浓度为1.5%。因此,根据回风流中最高允许的甲烷浓度与绝对涌出量、风量、相对涌出量、剩余含气量、可采可解吸量、已抽采含气量、回风巷几何参数、最高允许风速、采煤工作面推进速度及吨煤剩余可解吸量之间的数学关系,推导出具有普遍性的煤炭安全开采最高允许的含气量计算模型公式:
中国煤层气技术进展: 2011 年煤层气学术研讨会论文集
式中:Cp为最高允许含气量(m3/t)Cic为吨煤原地含气量(m3/t)β为煤炭回采率(%)ε为其他影响因子Mc为甲烷最高允许浓度(%)Sh为回风巷断面积(m2)Vh为回风巷最高允许风速(m/s)P为单位时间煤炭产量(t/s)n为单位时间内采动影响距离与采煤推进速度的倍数。
通过利用上述最高允许含气量模型公式,对全国10个重点矿区煤炭安全开采最高允许的含气量计算统计结果见表4。
表4 全国10个重点矿区煤炭安全开采最高允许的含气量计算统计结果
参照国外经验,不同的国家对矿井煤炭安全开采最高允许的煤层气含量指标有不同的规定,其中澳大利亚规定为3.0m3/t,美国规定为5.0m3/t。我国由于地质条件、开采技术、煤种及地域等存在着极大的差异性,高瓦斯矿区绝大多数集中在中、高煤级地区,根据以往试验统计数据的综合分析结果,目前我国矿井煤炭安全开采最高允许的煤层气含量评估指标建议:
(1)中、高阶煤以6.0m3/t为宜
(2)低阶煤以1.5m3/t为准
(3)煤层坚固性系数f<0.5的构造煤发育区域,目前暂难进行地面开发。
5结束语
煤层气与煤炭协调开发,主要为提升煤矿安全保障程度,提高煤层气与煤炭企业发展的综合效益,节能减排,满足国家不断增长的能源需求。随着技术进步和理念创新,煤矿生产在系统简单化、布局最优化、生产集约化、采掘机械化、设备大型化等方面取得了很大成效。促使煤炭生产能力提高、煤炭开采强度增大,采掘衔接时间缩短,矿井通风难度加大,因此对煤矿瓦斯治理提出了更高的要求。要保持煤炭生产均衡稳定,提高煤炭供应保障能力,必须坚持科学的发展道路,把煤层气与煤炭协调开发作为提高经济效益和安全保障程度的重要措施。因此,建立煤层气与煤炭协调开发机制和技术体系,促进全国相关行业领域内煤层气与煤炭协调开发势在必行。
参考文献
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根据新一轮全国油气资源评价,我国石油可采资源总量为150 ~ 200亿吨。其中2020年以前可供勘探利用的资源总量为150亿吨,2020 ~ 2050年随着技术进步和领域拓展,可供勘探利用的资源总量有望再增加50亿吨,达到200亿吨。石油资源总量在世界排第六位、亚洲排第一位。我国天然气可采资源总量为14 ~ 22万亿立方米,其中2020年前可勘探利用的资源总量为14万亿立方米, 2020 ~ 2050年可勘探利用的资源总量再增加8万亿立方米,达到22万亿立方米。天然气资源总量列世界第五位、亚洲第一位。
截止2005年底,我国已探明石油可采储量69亿吨、探明天然气可采储量3.1万亿立方米(不含油田伴生气0.4万亿立方米),油气资源探明率分别为35%和14%。总体上看, 油气资源的探明程度都不高。至2005年底,全国石油和天然 气的累计采出量为44.7亿吨和4324亿立方米,已探明油气储量的采出程度为65%和14%。
尽管我国油气资源比较丰富,但人均占有量偏低。我国 石油资源的人均占有量为11.5 ~ 15.4吨,仅为世界平均水平73吨的1/5~ 1/6;天然气资源的人均占有量为1.0~1.7 万立方米,是世界平均水平7万立方米的1/5 ~ 1/7,与耕地和淡水资源相比,我国人均占有油气资源的情形更差些。在我国,油气资源已经成为一种十分紧缺的战略资源。我国油气资源总量比较丰富,目前石油勘探程度尚处于中期阶段,天然气勘探尚处于早期阶段。通过加大勘探投入和依靠技术创新,还可以获得新发现、增加新储量,发展仍具有比较雄厚的资源基础。
中国煤炭储量居世界第一位。全国已探明的保有煤炭储量为10000亿吨,主要分布在华北、西北地区,以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。
中国矿产资源丰富。已探明的矿产资源约占世界总量的12%,居世界第3位。但人均占有量较少,仅为世界人均占有量的58%,居世界第53位。迄今为止,共发现矿产171种,其中探明储量的矿产158种(能源矿产10种、黑色金属矿产5种、有色金属矿产41种、贵重金属矿产8种、非金属矿产91种、其他水气矿产3种)。中国已成为世界上矿产资源总量丰富、矿种比较齐全、配套程度较高的少数国家之一。按探明储量计算,中国45种主要矿产中有25种居世界前三位,其中稀土、石膏、钒、钛、钽、钨、膨润土、石墨、芒硝、重晶石、菱镁矿、锑等12种居世界第一位。
中国矿产资源分布情况如下:石油、天然气主要分布在东北、华北和西北。煤主要分布在华北和西北。铁主要分布在东北、华北和西南。铜主要分布在西南、西北、华东。铅锌矿遍布全国。钨、锡、钼、锑、稀土矿主要分布在华南、华北。金银矿分布在全国,台湾也有重要产地。磷矿以华南为主。
主要矿产资源包括:
◆煤炭资源:中国煤炭储量居世界第一位。全国已探明的保有煤炭储量为10000亿吨,主要分布在华北、西北地区,以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。
◆油气资源:主要蕴藏在西北地区,其次为东北、华北地区和东南沿海浅海大陆架。截至1998年底,中国已找到509个油田和163个气田。累计探明石油和天然气地质储量分别为198.5亿吨和1.95万亿立方米,列世界第9位和第20位。其中陆上石油资源量和天然气资源量分别占中国同类资源总量的73.8%和78.4%,已形成松辽、渤海湾、塔里木、准格尔-吐鲁番、四川、陕甘宁等六个大型油气区。
金属矿产:
◆黑色金属:探明储量的有铁、锰、钒、钛等,其中铁矿储量近500亿吨,主要分布在辽宁、河北、山西和四川等省。
◆有色金属:凡是在世界上已发现的有色金属矿在中国均有分布。其中,稀土的储量占世界的80%左右,锑矿的储量占世界的40%,钨矿的储量则为世界其他国家储量总和的4倍。
截止2000年底,中国已经发现矿产171种,其中有探明有储量的矿产157种,矿产地2万多处。
(一)能源矿产资源 中国能源矿产资源比较丰富,但结构不理想,煤炭资源比重偏大,石油、天然气资源相对较少。煤炭资源的特点是:蕴藏量大,但勘探程度低;煤种齐全,但肥瘦不均,优质炼焦用煤和无烟煤储量不多;分布广泛,但储量风度悬殊,东少西多,北丰南贫;资源赋存东深西浅,露采煤炭不多,且主要为褐煤;煤层中共伴生矿产多。油气资源的特点是:石油资源量大,是世界可采资源量大于150亿吨的10个国家之一;资源的探明程度低,陆上探明石油地质储量仅占全部资源的1/5,近海海域的探明程度更低;分布比较集中,大于10万平方千米的14个盆地的石油资源量占全国的73%,中部和西部地区的天然气资源量超过全国总量的一半。其他能源矿产,如地热,油页岩等在中国也比较丰富。
(二)金属矿产资源 中国属于世界上金属矿产资源比较丰富的国家之一。世界上已经发现的金属矿产在中国基本上都有探明储量。其中,探明储量居世界第一的有钨、锡、锑、稀土、钽、钛,居世界第二位的有钒、钼、铌、铍、锂,居世界第四位的有锌、居世界第五位的有铁、铅、金、银等。金属矿产资源的特点是:分布广泛,但又相对集中于几个地区,如铁矿主要分布在鞍山—本溪、冀北和山西等3大地区,铝土矿主要集中于山西、河南、贵州、广西等省区,钨矿主要分布于江西、湖南、广东,锡矿主要分布于云南、广西、广东和湖南;部分矿产储量大,质量高,在国际上具有较强竞争力,如钨、锡、铝、锑、稀土等;许多重要矿产质量欠佳,铁、锰、铝、铜等矿产,贫矿多,难选冶矿多;中小型矿床所占比例大,大型、超大型矿床所占比例小。
(三)非金属矿产资源 中国是世界上非金属矿产品种比较齐全的少数国家之一,全国现有探明储量的非金属矿产产地5000多处。大多数非金属矿产资源探明储量丰富,其中菱镁矿、石墨、萤石、滑石、石棉、石膏、重晶石、硅灰石、明矾石、膨润土、岩盐等矿产的探明储量居世界前列;磷、高岭土、硫铁矿、芒硝、硅藻土、沸石、珍珠岩、水泥灰岩等矿产的探明储量在世界上占有重要地位;大理石、花岗石等天然石材,品质优良,蕴藏量丰富;钾盐、硼矿资源短缺。但是,一些非金属矿产分布不平衡,特别在沿海和经济发达地区,探明储量尚不能满足本地区经济发展和出口创汇资源的需求。
(四)水气矿产资源 中国已查明天然地下水资源8700亿立方米/年,可采资源量2900亿立方米/年,地下微咸水天然资源约为200亿立方米/年。地下水资源地区分布不均匀,南方地区丰富,西北地区贫乏,地下水含水层类型地域性分布明显,孔隙水主要集中在北方,岩溶水在西南地区广泛分布。
中国已发现地热点3000多处,勘查评价的地热田298处,其中60℃以上热水田89处。已探明地热流体可采量166497立方米/天,相当于298.7万吨标准煤。矿泉水资源和二氧化碳气资源也比较丰富。