提高煤炭科學產(chǎn)能的技術(shù)策略

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煤炭開采存在的問題原因分析

1煤炭開采條件極其復雜。礦井地應力高、變化梯度大，瓦斯含量高、煤與瓦斯突出嚴重，地質(zhì)小構(gòu)造多、探測難度大等現(xiàn)象日益突出，平均開采深度已達600m，且每年以8～12m的速度遞增(東部地區(qū)為10～20m［6］。華南、華東礦區(qū)的急傾斜煤層、極薄煤層的開采難度也極大。2煤炭行業(yè)相關政策不完善。煤礦關停并轉(zhuǎn)、淘汰落后產(chǎn)能的配套政策不完善。非完全成本的核算方式，嚴重影響煤礦企業(yè)的自我發(fā)展和礦井防災減災能力［7］。煤礦企業(yè)間缺乏公平競爭的市場環(huán)境，煤炭市場監(jiān)管機制缺位。云南、貴州、四川、重慶、湖南、江西等省份的資源條件差，嚴重缺煤地區(qū)的中小煤礦仍面臨著安全、資源和環(huán)境的巨大壓力。3建設礦井的標準有待提高。煤炭開發(fā)未能建立符合資源、安全、高效、環(huán)境總體要求的標準體系，煤炭勘探、建設、生產(chǎn)、安全和環(huán)境相關標準的制定和監(jiān)管缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)，建設礦井的標準較低，造成煤炭資源開發(fā)系統(tǒng)性“先天”不足，適合建設大型礦井的煤田卻被建成小型礦井，需要高新技術(shù)支持開采的復雜地質(zhì)條件礦井沒有嚴格的管理標準。4開采技術(shù)與裝備對復雜開采條件適應性差。我國煤礦地質(zhì)條件復雜，不同礦井對開采技術(shù)與裝備要求不同。煤炭安全、高效、綠色開采對技術(shù)裝備智能化提出了更高的要求;關鍵性科學基礎問題仍需研究，薄煤層、復雜難采煤層開采技術(shù)儲備不夠。5從業(yè)人員教育程度低且待遇差。2009年地礦類受高等教育的技術(shù)人員僅占專業(yè)技術(shù)人員的27%，煤炭行業(yè)平均受教育程度不到9年，而且煤炭行業(yè)無健全的勞動保障和工資協(xié)商機制，職工待遇低。2010年，大型煤炭企業(yè)職工平均收入為4.52萬元，僅為石油和電力企業(yè)的2/3。6煤炭價格尚未完全市場化。煤炭生產(chǎn)成本核算體系存在缺陷，體系中煤炭開發(fā)技術(shù)研發(fā)、安全高效裝備及生態(tài)恢復的追加成本計入不足;煤炭價格形成機制缺陷，導致煤炭價格未完全市場化［8－9］。缺乏良性與長效的成本補償機制，煤炭企業(yè)利用完全成本指導煤炭科學開采的積極性難以提高。7管理體制與機制不協(xié)調(diào)［7］。現(xiàn)有分散管理模式導致各管理部門間缺乏有效的協(xié)調(diào)機制，造成行業(yè)管理混亂、效率低。管理機構(gòu)的頻繁更迭造成煤炭行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)政策缺乏前瞻性、長期性與穩(wěn)定性。縱向管理體制弱化國家管理職能，助長地方保護主義，不利于國家煤炭資源管理與開發(fā)。煤炭開發(fā)計劃與市場調(diào)節(jié)機制失效，煤礦企業(yè)短視短期行為嚴重，抵抗市場風險能力差。

實施科學開采保障煤炭工業(yè)健康發(fā)展

加快發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，解決發(fā)展過程中的問題［1］:①由高危、污染、粗放、無序開采向安全、綠色、高效、經(jīng)濟開采轉(zhuǎn)變;②由單純控制煤礦安全傷亡事故向全面保障職業(yè)安全轉(zhuǎn)變;③由“資源環(huán)境制約型”向“生態(tài)環(huán)境友好型”轉(zhuǎn)變;④由落后的傳統(tǒng)采煤向以高新技術(shù)為支撐的科學采煤轉(zhuǎn)變;⑤由“產(chǎn)量速度型”企業(yè)向“質(zhì)量效益型”企業(yè)轉(zhuǎn)變;⑥由單一煤炭生產(chǎn)向煤炭綜合利用、深加工方向轉(zhuǎn)變。3.1煤炭科學開采水平煤炭科學開采水平是通過生產(chǎn)安全度、生產(chǎn)綠色度、生產(chǎn)機械化程度等指標進行綜合評價。中國工程院研究表明［1］:按100分制計，2010年我國“煤炭科學開采水平”得分僅為42.58分，不及世界先進采煤國家的1/2(美國為94分、澳大利亞為97分、英國和德國為93分。其中科學開采水平達到70分(現(xiàn)階段我國煤炭科學產(chǎn)能基準的煤炭產(chǎn)量為10.78億t，僅占全國當年煤炭總產(chǎn)量的33.27%。3.2煤炭科學開采戰(zhàn)略為了盡快扭轉(zhuǎn)當前煤炭工業(yè)的落后局面，以科學開采為理念、以科學產(chǎn)能為依據(jù)，全面提高煤炭開采的科學化水平，建立安全、高效、綠色、經(jīng)濟的現(xiàn)代化煤炭工業(yè)生產(chǎn)體系，實現(xiàn)以煤炭科學開采的科學產(chǎn)能來支撐和保障國民經(jīng)濟、社會發(fā)展的能源需求［1］。筆者綜合分析我國能源需求、煤炭開采現(xiàn)狀及社會經(jīng)濟發(fā)展階段水平等因素［10－11］，提出我國煤炭科學開采(2011—2030年時期“兩階段、三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。①“兩階段”的目標。第1階段(2011—2020年:基本達到科學開采水平，即:百萬噸死亡率低于0.1，職業(yè)病發(fā)病率低于3%;采煤塌陷系數(shù)低于0.25hm2/萬t;采煤機械化程度大于80%;科學化開采水平達70分以上，科學產(chǎn)能比例達到70%，確保科學產(chǎn)能32億t以上。第2階段(2021—2030年:全面實現(xiàn)科學化開采水平，即:百萬噸死亡率低于0.05，職業(yè)病發(fā)病率低于2%;采煤塌陷系數(shù)低于0.2hm2/萬t;采煤機械化程度大于85%;科學化開采水平達80分以上，科學產(chǎn)能比例達100%，確保科學產(chǎn)能39億t以上。②“三步走”的路線。第1步(2010—2015年:保持現(xiàn)有1/3達到科學產(chǎn)能標準的礦井，改造1/3未達標的礦井;逐步淘汰1/3落后和不可改造的礦井，科學產(chǎn)能達24億t。第2步(2016—2020年:國家加大投入，全面進行技術(shù)改造升級，完成煤炭產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)能調(diào)整，科學產(chǎn)能達32億t。第3步(2020—2030年:全面實行煤炭科學開采，科學產(chǎn)能達39億t。

實現(xiàn)煤炭科學開采的建議

1將煤炭科學開采作為煤炭開發(fā)的基本國策。將煤炭“以需定產(chǎn)”的開發(fā)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱茖W開采”模式，加快制定煤炭科學開采的國家宏觀政策。建立以科學開采為最終目標的資源管理、產(chǎn)能布局、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、礦井設計建設、技術(shù)裝備支撐等系列政策措施，全面提高科學產(chǎn)能的比例。2建立標準的煤炭科學開采體系。建立標準的煤炭科學開采體系，設定科學產(chǎn)能評價標準，規(guī)范煤炭生產(chǎn)與供應。提高煤炭開采建設礦井的標準，引導煤礦向安全、高效、綠色方向發(fā)展。1/3科學產(chǎn)能礦井保持穩(wěn)定生產(chǎn);新增產(chǎn)能嚴格按科學產(chǎn)能標準建設;爭取對另外1/3未達標的煤礦，從科技上進行攻關和技術(shù)上進行改造，使其達到科學產(chǎn)能的要求;逐步淘汰1/3落后和不可改造的礦井。3形成科學產(chǎn)能支撐保障體系。以安全、高效、綠色為煤炭開采主要研究方向，設立煤炭科學開采技術(shù)研發(fā)專項，增加科技投入。整合優(yōu)勢科技資源，建立政產(chǎn)學研用一體化的科技創(chuàng)新模式，健全煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新體系;制定煤炭科技發(fā)展規(guī)劃，對重大科研和技術(shù)性問題，開展基礎性研究和先進適用技術(shù)的推廣示范工作;建設國家煤礦專業(yè)人才培養(yǎng)教育基地和人才激勵機制［14］，加大煤炭教育投入，以高校和煤炭企業(yè)為主體，培養(yǎng)高級技術(shù)人才和應用技術(shù)人才，加強對科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和引進，盡快使煤炭企業(yè)走出人才短缺的困境。4提高科學開采水平。將科學開采作為有潛力的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展煤炭深部開采高端技術(shù)、煤與瓦斯協(xié)調(diào)開采技術(shù)、深部礦井煤與瓦斯共采技術(shù)［12］、煤炭智能化開采技術(shù)、煤礦區(qū)生態(tài)修復和治理技術(shù)、地下選煤及井下充填技術(shù)、煤炭地下氣化(UCG及地熱利用技術(shù)、低濃度煤層氣利用技術(shù)［13］、報廢礦井再生利用技術(shù)等。5建立統(tǒng)一、權(quán)威、高效的管理體制和運行機制。進一步理順煤炭管理職能，加強相關部門的協(xié)調(diào)配合，建立全國統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、權(quán)威的部級行業(yè)協(xié)調(diào)管理機制。建議國家進一步健全完善煤炭工業(yè)管理體系和專門管理機構(gòu)，統(tǒng)一行業(yè)資源管理、產(chǎn)業(yè)政策、發(fā)展規(guī)劃、科技進步、行業(yè)標準、生產(chǎn)安全等管理職能。強化主要產(chǎn)煤省(自治區(qū)煤炭行業(yè)管理機構(gòu)建設，加強行業(yè)管理與協(xié)調(diào)。6改革煤炭價格形成機制。完善煤炭成本項目構(gòu)成，健全煤炭成本核算制度，加快制定《采掘會計準則》、《煤炭成本核算辦法》等行業(yè)標準;建立“以煤炭成本為基礎，完全市場化”的價格形成機制、煤炭期貨交易市場和煤炭價格指數(shù)，取消行業(yè)性建設基金和不合理收費;加快制定煤炭科學開采財稅優(yōu)惠政策［10］(包括增值稅、所得稅和資源稅等，加快形成煤炭科學開采的良性成本補償機制。

進一步牢固樹立科學開采與科學產(chǎn)能的煤炭開采新理念，采取行之有效的政策和技術(shù)措施，推進煤炭資源的科學開采，推動整個行業(yè)的轉(zhuǎn)軌與轉(zhuǎn)型。結(jié)合目前我國的煤炭形勢，提出我國煤炭科學開采(2011—2030年時期“兩階段、三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略;確定了“十二五”及今后一段時期實現(xiàn)戰(zhàn)略目標及路線，以期到2015年、2020年和2030年，符合煤炭科學產(chǎn)能要求的煤炭產(chǎn)量分別達到24億、32億和39億t以上;提出了實現(xiàn)科學產(chǎn)能的政策、財稅、科技、管理等方面的政策措施建議。志謝:本文是在中國工程院重大咨詢課題“煤炭安全、高效、綠色開采技術(shù)與戰(zhàn)略研究”負責人謝和平院士、王金華研究員的悉心指導下完成的，課題組的康紅普研究員、王國法研究員、王佟教授級高級工程師、張勇教授級高級工程師、吳立新研究員、關北峰副研究員等專家提供了大量資料和幫助，在此表示衷心感謝。

本文作者：劉見中申寶宏姜鵬飛周宏偉任懷偉吳剛工作單位：中國煤炭科工集團有限公司